小小香菇有大力量！最新研究 | 香菇多糖双管齐下，或成对抗阿尔茨海默病和帕金森病的天然“守护者”

转自：生物谷（维权）

近日，一篇发表在国际杂志ACS Chem Neurosci上题为Bifunctional Inhibitor Lentinan Inhibits Fibrillogenesis of Amyloid-β Protein and α-Synuclein and Alleviates Their Cytotoxicity: In Vitro and In Vivo Studies的研究论文中，天津科技大学刘夫峰研究团队揭示了香菇多糖（Lentinan）在抑制Aβ和α-syn纤维形成及改善阿尔茨海默病（AD）和帕金森病（PD）模型生物体中的认知和行为障碍等方面的双重功能，为天然多糖类物质在神经退行性疾病中的应用提供了新的思路。

病理特征与天然抑制剂

阿尔茨海默病（AD）和帕金森病（PD）是两种常见的神经退行性疾病，其病理特征分别为Aβ（β-淀粉样蛋白）和α-syn（α-突触核蛋白）的错误折叠及纤维聚集，分别与AD中的淀粉样斑块和PD中的路易小体紧密相关。

近年来，多种天然来源的抑制剂，如茶多酚、白藜芦醇等，已显示出良好的抑制作用，而天然多糖因其抗氧化、抗炎等多种生物活性备受关注。

体外实验：香菇多糖的抑制作用

香菇多糖（Lentinan）是一种从香菇（Lentinula edodes）中提取的多糖，广泛存在于香菇和其他食用菌中。

在体外实验中，研究人员通过ThT荧光检测观察到，随着香菇多糖浓度的增加，Aβ和α-syn纤维的形成被显著抑制。Aβ和α-syn纤维化通常会表现出典型的S形曲线，包括一个滞后期、快速生长期和平台期。

加入香菇多糖后，滞后期显著延长，快速生长期的速度也明显减缓。具体地，在不同浓度下，Aβ40和α-syn的纤维化滞后时间分别延长了22.88%和35.05%，表明香菇多糖能够有效地阻止这些蛋白的聚集。更高浓度的香菇多糖还能显著减少纤维的总量，表明其作用是浓度依赖性的。

AFM（原子力显微镜）成像进一步验证了香菇多糖对Aβ和α-syn纤维形态的影响。在没有香菇多糖的条件下，Aβ和α-syn会形成典型的长丝状纤维结构。然而，在加入香菇多糖后，这些纤维的数量和高度都显著减少，变成了短小的球形或棒状无定形聚集体。此外，对于聚集速度较快的Aβ42，香菇多糖也表现出抑制作用，尽管其在该蛋白上的效果不如在Aβ40和α-syn上的明显。

图 1. 香菇多糖对Aβ和α-syn纤维形态的影响

构象变化的抑制

为了进一步确认香菇多糖对Aβ和α-syn构象变化的抑制作用，研究采用了圆二色光谱（CD）检测。结果表明，在没有香菇多糖的情况下，Aβ和α-syn会从初始的随机卷曲状态转变为富含β折叠的结构，而加入香菇多糖后，这种转变被显著抑制。Aβ40的β折叠含量从35.0%减少至34.0%，而α-syn的β折叠含量从51.2%减少至45.2%。这些数据表明，香菇多糖可以通过阻止蛋白的构象变化来抑制纤维的早期形成。

细胞毒性的缓解

为了探讨香菇多糖对Aβ和α-syn纤维引发细胞毒性的影响，研究使用了MTT细胞活力测试。结果显示，Aβ和α-syn的纤维化聚集物会显著降低PC12细胞的存活率，分别减少了39.49%和42.34%。

然而，当加入香菇多糖后，细胞的存活率显著提高，表现出浓度依赖性的保护作用。例如，Aβ40与0.10、0.25和0.50 mg/mL浓度的香菇多糖共同培养时，细胞存活率分别提高到78.69%、83.83%和90.77%。同样，在α-syn的纤维毒性中，香菇多糖也表现出了类似的保护作用，细胞存活率在最高浓度下达到了78.69%。

图 2. 香菇多糖对Aβ和α-syn纤维引发细胞毒性的影响

成熟纤维的分解

此外，研究还评估了香菇多糖对已形成的成熟Aβ和α-syn纤维的分解能力。通过ThT荧光检测和AFM成像观察到，香菇多糖能够有效分解已经形成的纤维结构，将其转化为较小的短聚集体。

与对照组相比，Aβ40纤维的荧光强度减少了62.63%，而α-syn纤维的荧光强度减少了54.47%。AFM成像结果也显示，原本长丝状的纤维被分解为小而短的球形或短棒状结构。此外，MTT测试结果进一步表明，香菇多糖在分解成熟纤维后，能够显著减少由其引起的细胞毒性，细胞存活率得到明显提升。

体内实验：线虫模型

在线虫模型中，香菇多糖也展现了显著的体内作用。在AD模型线虫CL4176中，Aβ42蛋白的聚集会导致线虫体内形成明显的蛋白沉积，而经过香菇多糖处理后，线虫体内的蛋白沉积显著减少，荧光强度下降了43.80%。在PD模型线虫NL5901中，α-syn蛋白的聚集同样受到了抑制，香菇多糖处理后的蛋白沉积减少了33.94%。这些结果表明，香菇多糖能够在体内抑制Aβ和α-syn的聚集。

此外，香菇多糖显著延长了线虫的寿命。在CL4176线虫中，香菇多糖将其中位生存时间从6天延长至8天，最大寿命从11天延长至14天。在NL5901线虫中，中位生存时间从7天延长至9天，最大寿命从11天延长至16天。以上结果表明，香菇多糖通过抑制蛋白聚集延缓了线虫的寿命衰减。

图 3. 香菇多糖降低秀丽隐杆线虫中的Aβ和α-syn聚集

图 4. 香菇多糖延长了CL4176和NL5901秀丽隐杆线虫寿命

小鼠模型：认知和运动功能的改善

在小鼠模型中，香菇多糖对AD和PD的症状也表现出了显著的缓解作用。通过水迷宫实验评估，香菇多糖处理能够显著改善Aβ42注射小鼠的空间记忆障碍。香菇多糖组的小鼠在迷宫中的逃逸潜伏期缩短，并且在目标象限停留的时间和穿越平台的次数显著增加，表明其对认知功能有保护作用。

在PD模型小鼠中，香菇多糖也显著改善了MPTP（1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶）诱导的运动功能障碍。在开放场实验中，香菇多糖组的小鼠活动次数和行走距离显著增加；在爬杆实验中，香菇多糖组的小鼠完成爬杆所需时间显著缩短。这些结果表明，香菇多糖能够改善小鼠的运动功能障碍，具有潜在的神经保护效果。

图 5. 香菇多醣对Aβ42诱导的小鼠空间记忆障碍的影响

图 6. 香菇多糖对MPTP诱导的小鼠运动功能障碍的影响

综上所述，香菇多糖在体外和体内均表现出对Aβ和α-syn纤维聚集的抑制作用，并能够显著缓解其引起的神经毒性和行为缺陷。这些结果表明，香菇多糖可能作为一种潜在的治疗药物用于AD和PD的防治，这一研究为天然多糖类物质在神经退行性疾病中的应用提供了新的思路。

参考文献：

Gao W, Dong Q, Wu X, et al. Bifunctional Inhibitor Lentinan Inhibits Fibrillogenesis of Amyloid-β Protein and α-Synuclein and Alleviates Their Cytotoxicity: In Vitro and In Vivo Studies. ACS Chem Neurosci. 2024;15(19):3437-3448. doi:10.1021/acschemneuro.4c00164

（转自：生物谷）

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