多糖广泛分布于自然界中,是一类储量丰富的生物大分子物质。19世纪40年代开始,多糖作为医药资源备受关注。至今为止,多糖已被证明具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎等多种生物功能,并且被认为是中药的功效成分之一。至上世纪末期,“模式识别受体”假说的提出和Toll样受体的发现为多糖发挥生物活性的分子机理研究打开了全新的研究思路和研究方向。另外,采用化学方法或生物技术手段对多糖进行结构修饰,不仅为多糖结构与功能关系的研究提供了一条有力的途径,也为多糖类药物的开发与应用提供了更开阔的视角。大粒车前子是我国传统中医药材之一,其外种皮中含有大量生物活性多糖,即为大粒车前子多糖。大粒车前子多糖具有润肠通便、降血糖、降血脂、抗肿瘤等诸多生物活性。通过体外建立的小鼠骨髓来源的树突状细胞模型的研究表明,大粒车前子多糖能够诱导未成熟树突状细胞的表型与功能的成熟,说明其具有良好的免疫调节功效。在此基础上,本课题系统探讨了多种结构修饰法对大粒车前子多糖免疫调节活性的影响,并进一步研究了大粒车前子多糖诱导树突状细胞成熟的信号转导途径。本课题研究的主要结论如下:1、羧甲基化修饰能够增强大粒车前子多糖的免疫调节活性,并且随着羧甲基取代度的增大,羧甲基化修饰多糖的免疫调节活性逐渐增强。当羧甲基取代度为0.62时,羧甲基化大粒车前子多糖的免疫调节活性最强。当乙酰化取代度为0.06-0.10时,乙酰化修饰能够显著提高大粒车前子多糖的免疫调节活性,并且取代度为0.082时,乙酰化大粒车前子多糖的活性最强。硫酸化修饰不能增强大粒车前子多糖的免疫调节活性,并且经过硫酸化修饰后,大粒车前子多糖的活性逐渐显著降低,甚至消失。2、通过三氟乙酸水解15 min制备的大粒车前子多糖片段能够在体外树突状细胞模型中发挥免疫调节活性,但与天然大粒车前子多糖相比,其活性无明显变化。而通过三氟乙酸水解30 min制备的大粒车前子多糖片段则表现出显著增强的免疫调节活性,说明此大粒车前子片段可能存在活性中心。同时研究表明,通过高碘酸氧化断裂制备的大粒车前子多糖片断的免疫调节活性消失。3、葡萄糖淀粉酶酶解与果胶酶酶解大粒车前子多糖能够诱导未成熟树突状细胞的成熟,但与天然大粒车前子多糖相比,其活性没有明显变化。说明葡萄糖淀粉酶酶解与果胶酶酶解处理对大粒车前子多糖的免疫调节活性均无影响。4、通过碳化二亚胺-硼氢化钠还原大粒车前子多糖中的糖醛酸组分所制得的还原多糖能够诱导未成熟树突状细胞的成熟。但与天然大粒车前子多糖相比,其免疫调节活性并无显著变化。说明大粒车前子多糖免疫调节活性与其糖醛酸组分无关。5、综合比较了多种结构修饰方法对大粒车前子多糖免疫调节活性影响的差异。采用羧甲基化修饰、乙酰化修饰、三氟乙酸水解均能够显著提高大粒车前子多糖的免疫调节活性,并且其中乙酰化修饰多糖表现出的免疫调节活性最强。葡萄糖淀粉酶解、果胶酶酶解、糖醛酸还原修饰对大粒车前子多糖免疫调节活性无影响。而硫酸化修饰与高碘酸氧化法则显著降低大粒车前子多糖的免疫调节活性。6、大粒车前子多糖诱导树突状细胞成熟的生物学效用由Toll样受体4所介导。并且Toll样受体4下游的MAPK与NF-κB转导通路是大粒车前子多糖诱导树突状细胞成熟的关键信号通路。大粒车前子多糖刺激能够促进树突状细胞胞内MAPK及NF-κB信号通路相关蛋白磷酸化而激活其信号转导。特异性阻断Toll样受体4及其下游MAPK与NF-κB转导通路能够显著抑制由大粒车前子多糖诱导的树突状细胞表型与功能的成熟,不仅树突状细胞表达MHC II、CD86表面分子的水平显著降低、其分泌Th1型细胞因子TNF-α与IL-12p70的水平也显著下降。同时,经过特异性受体或通路阻断后,大粒车前子多糖下调树突状细胞吞噬能力的活性也被抑制。体外混合淋巴细胞实验亦证实,阻断Toll样受体4及其下游MAPK与NF-κB转导通路后,大粒车前子多糖组中的树突状细胞刺激T淋巴细胞增殖的能力显著下降。本课题对大粒车前子多糖进行了结构修饰,并研究了多种结构修饰法对大粒车前子多糖免疫调节活性的影响,为大粒车前子多糖结构与功能关系的研究奠定了基础。同时,本课题从细胞水平研究了大粒车前子多糖诱导树突状细胞成熟的信号转导通路,为阐明大粒车前子多糖的免疫调节活性的具体作用机制提供了一定的理论依据。本课题的研究能够为多糖资源的开发与利用提供指导方向,为多糖类药物的设计、研究和开发提供理论支持。