芦荟的活性成分及其免疫功能

I童旅廿；l}然 2009年第5期 芦荟的活性成分及其免疫功能 鲍若虹，贾洪强 (福建农林大学动物科学学院 350002) 芦荟是一种民间药草，自古以来深受人们的喜 爱。本文概述芦荟的生物活性成分，并且从免疫器 官、免疫细胞、免疫分子 3个层次论述芦荟对动物 机体免疫系统的调节作用，为进一步研究与开发芦 荟产品提供科学依据。 1 芦荟的生物活性成分 已知从芦荟属植物中检出 18种微量元素、11 种游离氨基酸、21种有机酸，以及维生素、缓激 肽、蒽醌类、酚类、甙类、糖类等 70余种成分， 主要化学成分有 6大类。 1．1 蒽醌类化合物 研究结果明，芦荟中主要有机活性成分是羟 基蒽醌类衍生物⋯，包括芦荟素、芦荟泻素、芦荟 霉素、阿劳辛、芦荟熊果甙等几十种，主要存在于 芦荟叶片的外皮部分。芦荟中所含蒽醌类化合物的 种类和数量，随品种、栽培条件、收获时期的不同 都会有较大变动，药效也略有差异。 1．2 糖类 芦荟中含有葡萄糖、甘露糖，以及由它们组成 的多糖。芦荟叶肉中的黏液主要成分是甘露聚糖， 是一种多糖聚合物，不同种的芦荟所含葡萄糖和甘 露糖的比例不同。此外，也发现在一些芦荟品种的 叶肉汁液中含有少量的阿拉伯糖和鼠李糖。医药界 曾认为芦荟主要是蒽醌类物质起主要作用，但近年 来发现芦荟多糖对提高人体免疫力有重要的作用。 据资料报道，芦荟多糖对于癌症和艾滋病的防治有 良好作用，主要通过提高人体免疫力发挥其功能。 芦荟多糖主要存在于芦荟叶的凝胶部位，即由叶皮 所包围的透明黏状部分。已被检出的多糖有乙酞化 葡聚糖、葡甘聚糖、阿拉伯一半乳聚糖、D一葡萄 糖、D一甘露糖、D一半乳糖、鼠李糖、Aloctin A 和B以及植物凝血素等30多种 。 收稿 日期：2009—07—14 作者简介：鲍若虹，女，1970年生，助理实验师。 1．3 氨基酸 芦荟中含有丰富的精氨酸、天冬氨酸和谷氨酸 等20多种氨基酸，包括 8种人体必需氨基酸。由 于芦荟氨基酸组成比较均衡，所以芦荟被誉为 2l 世纪最有希望的保健食品 。 。 1．4 脂类及有机酸 芦荟 中脂类成分有类异戊二烯、烷烃、脂肪 酸、脂类物质。芦荟中已知的有机酸包括琥珀酸、 苹果酸、乳酸等。研究表明，芦荟中的有机酸含量 随季节变化而变化，夏季芦荟中有机酸含量普遍较 高 ]。 1．5 维生素和甾族化合物 芦荟中含有维生素 A、B 、B 、B 、Bi2、C、 E等，以及胆甾醇、p一谷甾醇、p一麦芽固醇、菜 油甾醇等，主要分布在芦荟的外皮上 。 1．6 酶类化合物 芦荟中酶类化合物主要有淀粉酶、纤维素酶、 过氧化氢酶、超氧化物歧化酶等 j。 2 芦荟对动物免疫功能的调节作用 2．1 芦荟对免疫器官的影响 芦荟多糖能促进小鼠免疫器官脾脏、胸腺的增 长，其重量增加趋势与剂量明显相关，具有增强免 疫功能的作用 。芦荟对脾细胞分泌的细胞因子 也有显著促进作用。芦荟中的芦荟多糖 (ACM ) 能显著增加骨髓抑制小鼠的脾和外周血细胞构成， 有增强多细胞谱系功能。与粒细胞集落刺激因子相 比，其对造血系数和血液学系数作用更大。表明芦 荟能增强免疫及造血功能。 2．2 芦荟对免疫细胞的影响 2．2．1 芦荟对淋巴细胞的作 用 2．2．1．1 对 NK细胞、(自然杀伤细胞)的作用 据 Marshall II1研究结果表明，ACM对 NK细胞的效 应与IL一2(白介素 一2)、IFN一 (干扰素 一y^) 相似，对行使非特异免疫功能的 NK细胞在发挥免 疫监视功能方面很重要，其抗肿瘤方式与 CTL相 2009年第5期 琅廿舛艘 67 似，主要为直接杀伤，但不受 MHC分子的约束。 由于 NK细胞带有 FcrRIII，故也可启动 ADCC (抗 体依赖的细胞毒作用)，而且 NK细胞活性对于免 疫缺陷的艾滋病病人很重要。因此，ACM可以通过 刺激宿主对 NK敏感性感染的抵抗及杀伤肿瘤等途 径在肿瘤及 AIDS (获得性综合免疫缺陷综合征) 治疗方面发挥作用。 2．2．1．2 对T淋巴细胞及其介导的 DTH (迟发型 超敏反应)、CHS(接触性超敏反应)的作用 T 淋巴细胞是重要的免疫细胞，能分泌多种免疫因 子。芦荟中的糖蛋白Aloctin A能促进人淋巴细胞有 丝分裂，增加淋巴因子的生成，从而激活 K细胞。 芦荟多糖 ACM能剂量依赖地增加混合淋巴细胞反 应 (MLR)中 CTL的生成量，可增强 CTL对靶细 胞的杀伤功能，但其本身对靶细胞无细胞毒作用。 ACM也是一种重要的异种抗原反应增强剂，能增强 淋巴细胞对异种抗原的反应。一方面增强单核细胞 吞噬能力及数量，另一方面增加单核细胞释放 IL一 1，从而增强 T淋巴细胞对异种抗原的反应。芦荟 中的ATF101 1是一种 T细胞非丝裂原植物凝集素， 可结合于 MM 102肿瘤细胞表面，促使鼠脾细胞产 生抗体。 迟发型超敏反应 (DTH)和接触性超敏反应 ( CHS)属Ⅳ 型超敏反应，是 T细胞介导的免疫损 伤，参与反应的 T细胞主要有 TDTH及 CTL两个亚 群。紫外线辐射能抑制小鼠的 DTH和 CHS，而芦 荟凝胶提取物能阻止这种抑制作用。受辐射的角化 细胞释放细胞因子引起免疫抑制，IL一10在 DTH 抑制中具有重要作用，而 TNF一0【在 CHS抑制中起 重要作用。IL一10对小鼠脾抗原提呈细胞功能的影 响是提高 Th2细胞的活性。紫外线辐射的小鼠脾中 抑制性 T细胞表型为 CD¨ 、CD¨ 、CD ，表明这 些细胞为Th2细胞，通过分泌 IL一4、IL一1O来发 挥免疫抑制作用l12]。紫外线辐射改变宿主的免疫 反应利于Th2细胞激活。芦荟凝胶低聚糖、多聚糖 在体内阻止 DTH的抑制，减少受辐射的上皮细胞 中IL—l0的生成。角质细胞、Pam212细胞体外用 紫外线辐射后用芦荟多糖处理可减少 IL一10生成， 阻止其抑制能力。多糖通过减少角化细胞生成免疫 抑制性细胞因子而发挥阻止 DTH抑制的功能。机 制为多糖阻断紫外线辐射激活的 SAPK／JNK蛋白磷 酸化，而此蛋白磷酸化的减少与 IL一10生成减少 有关n 。芦荟多糖还可剂量依赖地减少辐射的角 化细胞释放 TNF一0【，从而阻止 CHS抑制 14]。 2．2．2 芦荟对辅佐 细胞 的作用 2．2．2．1 对朗罕细胞的作用 朗罕细胞位于表皮 和胃肠黏膜上皮的抗原提呈细胞。芦荟凝胶中小分 子量 (<100 Da)免疫调节因子 G1C2F1能阻止紫 外线辐射对朗罕细胞辅佐细胞功能的损伤，但不影 响正常表皮细胞的增殖。G1C2F1通过恢复辐射引 起的上皮朗罕细胞损伤而阻止皮肤免疫抑制的发 [15] ．工 o 2．2．2．2 对 巨噬细胞 的作用 芦荟能促进 M (巨噬细胞)增殖，提高 MoP (巨噬细胞)吞噬功 能，诱导细胞因子及 NO的生成，促进 MtI)表面分 子的表达，从而发挥免疫调节作用。研究发现，芦 荟能显著提高小鼠腹腔 McI)的吞噬百分率和吞噬指 数。芦荟多糖 ACM能诱导鸡 M 、HDH细胞生成 NO，此作用可被 NO合成抑制剂 N一甲基 一L精氨 酸抑制。ACM诱导 NO合成可能是由MoP的甘露糖 受体介导的。Zhang_1 报道 ACM能刺激小鼠MoP生 成细胞因子，释放 NO，表达表面分子和改变细胞 形态。IL一6和 TNF—a呈剂量依赖性生成增强。 用 ACM和 IFN一 混合物刺激 M ，可使 NO生成 和细胞形态改变增强。还有研究发现，ACM可增强 小鼠M 吞噬能力、杀念珠菌活性和突发性呼吸 (RB)。M 与 ACM孵育 10 rain，对白色念珠菌的 杀伤力可提高 38％；孵育 60 min 98％的酵母菌可 被杀死，RB增加 2．5倍。Ojeraba报道，ACM可用 做禽类抗病毒疫苗的佐剂，肌注 ACM能有效而持 久地增强鸡全身免疫系统 M 活性，NO生成及 MHCⅡ细胞表面抗原表达增加 。这些研究为芦 荟应用于病毒感染和肿瘤的治疗提供了免疫学依 据。 2．2．3 芦荟对其他免疫细胞 的影响 2．2．3．1 对肥大细胞的作用 肥大细胞和嗜碱细 胞在变态反应如哮喘的发病中起着关键作用。当肥 大细胞和嗜碱细胞激活时，特异性抗原与细胞表面 的IgE抗体发生桥联，随后氨酸激酶，磷脂酶 C、 D (PLC、PLD)，甲基转移酶 I、Ⅱ ，腺昔酸环化 酶，磷脂酶 A2(PLA2)激活，can流入，促使第 二信使生成。芦荟中的糖蛋白 alprogen强烈抑制激 活的肥大细胞释放白三烯和组胺 ，其在肥大细胞表 面的结合部位与抗原结合部位不同，能阻断抗体结 合的受体移动，而使抗体不能被抗原桥联；也可能 alprogen结合于 IgG1抗体的可变区，阻断不同抗体 荔 旅t舛艘 2009年第5期 与可变区之间的结合。alprogen抑制肥大细胞释放 介质的机制是：阻断抗原抗体反应引起的 ca“流 入，使 [ca ]i外移，引起 [ca ]i减少，从 而影响蛋白激酶 c的活性，使 PLD活性受抑，导 致由磷脂酶途径生成的甘油二脂合成受抑，组胺释 放减少。[Ca ]i增加和磷脂酶 A2的产生能促进 白三烯、前 列腺素 的合 成。而 alprogen能 抑制 [ca¨ ]i增加和 PLA2的产生，从而减少白三烯和 前列腺素的合成和分泌，抑制变态反应的发生 。 2．2．3．2对中性粒细胞的作用 芦荟凝胶的低分子 量组分 (<10000 Da)含有葡萄糖苷结构和各种蒽 衍生物，能抑制活化的人多形核白细胞产生氧自由 基而不影响其吞噬能力。芦荟凝胶含有多阴离子分 子，对细胞免疫和体液免疫有辅助活性，可增强感 染伤口局部免疫反应。炎症部位的中性粒细胞释放 反应性核素 (ROS)，能使蛋白酶抑制剂失活，对 组织细胞有毒力。芦荟凝胶的低分子量成分能减少 ROS的有害作用，而中性粒细胞对病原体的吞噬作 用和细胞内杀伤能力没有影响。 2．3 芦荟对免疫分子的影响 2．3．1 芦荟对抗原的作用 抗原是诱导免疫应答 的始动因素，其质和量对免疫应答的发生发展有重 要影响。芦荟通过抑制病毒复制、杀伤病毒、抑制 细菌活性和粘附而发挥作用。ACM体外能浓度依赖 地抑制 HIV病毒复制，当浓度为 31．25 mg／ml时开 始抑制多胞体形成，浓度为62．5 mg／m1时完全抑 制多胞体形成。芦荟中的葱醌及其衍生物在体外使 病毒包膜破裂，可使水疱口炎病毒，单纯疱疹病毒 I、Ⅱ型，流感、副流感病毒等失活。 细菌致病的首要条件是在一定部位定居，牢固 粘附于黏膜上，革兰氏阴性菌的菌毛可发挥粘附作 用从而完成细菌在肺移生的第一步。芦荟多糖 ACM 能抑制细菌粘附，且抑制程度与甘露糖浓度有关。 芦荟能体外抑制枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、化脓 链球菌、红色毛藓菌、白色念珠菌、肠杆菌等，对 肺炎克雷白杆菌、绿脓杆菌、枸橼酸菌属等有杀菌 作用。 2．3．2 芦荟对细胞因子的作用 淋巴细胞除充分 而完全地激活除抗原刺激外，还需要有细胞因子的 调节。芦荟可通过影响细胞因子的生成，来发挥免 疫调节作用。芦荟能提高大鼠血清 IL一1、IL一6、 TNF水平，能抑制内毒素化大鼠血清 IL一1、IL一 6、TNF水平，对 IL一2的分泌在上述两种情况下 均显示促进作用。ACM与人外周血单核细胞孵育过 夜，细胞因子 IL—lb、IL一6、TNF—a、IFN一 生 成增加，也能刺激巨嗜细胞产生 IL一6和 TNF一 -】 。 芦荟通过刺激这些重要细胞因子的释放，增 强宿主防御系统，激活 M ，增强 NK、LAK细胞 活性，从而发挥抗肿瘤作用。AIDS病人细胞因子 生成受损，ACM可通过刺激细胞因子释放而提高其 免疫力。 2．3．3 芦荟对抗体产生的作用 抗体既是免疫应 答的产物，也是体液免疫应答中最强的调节成分之 一 。 芦荟甘露聚糖可使小鼠抗柯萨奇病毒 B3抗体 效价显著提高，且使产生此效价的小鼠比率增加， 表明芦荟能强化抗包膜微小 RNA病毒的壳体蛋白 表位的抗体产生，也可增强抗其他病毒的抗体效 价 ¨。腹腔注射含绵羊红细胞的生理盐水致敏小 鼠，用芦荟多糖治疗，可增加血清特异性抗体浓 度，表明芦荟可通过影响抗体的产生而进行免疫调 节。 2．3．4 芦荟对补体系统的作用 芦荟高分子量部 分可由经典和替代途径激活补体系统。人集合血清 和芦荟高分子量部分37％孵育导致补体激活剂量依 赖地耗竭而不是补体失活。芦荟多糖抗补体活性位 于 c3激活水平。Aloctin A具有补体 c3激活活性， ACM与 IFN一 能协同作用增强 Mqb表面 Fc数量 及活性。这些结果可解释芦荟凝胶对感染伤口的治 疗作用。凝胶中渗出的多糖引起局部补体激活，导 致过敏毒素和趋化因子形成，二者引起 PMN和单 核细胞流入。另外，多聚体形式的 c3对 B细胞激 活可有促进作用。抗原和含 C3d(g)的复合物转 运到淋巴结后，增强全身免疫反应。 综上所述，芦荟从免疫器官、免疫细胞、免疫 分子三方面对机体免疫系统进行调节，能促进免疫 器官脾、胸腺增长，增强脾、骨髓的造血功能，促 进 T细胞、B细胞、CTL、NK、M 、朗罕细胞、 肥大细胞等细胞免疫和体液免疫，诱生 IL—I、IL 一 2、IL一6、TNF—a、IFN一^y等细胞因子，调节 抗体和补体生成，抑制病毒、细菌抗原的复制和粘 附等。芦荟作为药物，来源广，毒副作用小，有望 成为一种理想有效的生物反应调节剂。目前，关于 芦荟疗效和有效成分的报道还存在一些差异，可能 与所用的芦荟种类和提取制备方法不同有关。 致谢：本文承王长康教授 审阅指导，谨此致 谢! 2009年第5期 箱1耋旅廿舛技 69 参考文献： [1] HAYNES L J ， HOLDSWORTH D K．C — Glycosyl compounds．partVI．Aloesin，a C—glueosyl chromone from Aloe sp．[J]．J Chem Soc(c)，1970：2581—2586． [2]孟祥颖，田义新，李杰 ．芦荟实用百科 [M]．长春：吉林科 学技术出版社，1999：73． [3]刘慧民，孙弘 ．芦荟不同品种中水解氨基酸的定性定量分析 [J]．中国林副特产，2000，54(3)：7． [4]谢立群 ．火焰原子吸收光谱法测定 芦荟 中锰、铁、铜、锌、 镍 、钴 [J]．分析化学，2001，29(4)：489． [5]CHOI SW，SON 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的当家品种；2009年上半年，闽台水产 品进 出口总额再创 新高，达9759万美元，同比增长130．22％。 目前，福建在东 山、霞浦、连江等地规划建设 了两岸 水产品加工集散基地。同时，积极探索建立 台湾海峡渔业 合作机制，这些都将为闽台建设亚洲最大水产品交易中心 奠定坚实基础。 (信息来源：新华网 [2009—09—19])