近年來，大量研究表明，從中藥中提取的多糖具有良好的免疫刺激活性、生物相容性和生物安全性，具有發展成為疫苗免疫刺激劑或佐劑的潛力。山藥多糖是山藥的主要生物活性成分之一，具有多種生物活性。據報道，山藥中的多糖具有抗便秘、降血脂、免疫調節、抗炎和抗氧化等活性。
近日，國際期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（Top一區）發表了題為“Chinese yam polysaccharide-loaded aluminium hydroxide nanoparticles used as vaccine adjuvant to induce potent humoral and cellular immune responses”的研究性論文。該研究從河北省道地藥材“祁山藥”中提取、分離和純化得到一種水溶性的山藥多糖（CYP），分子量為9.931 kDa，主要是由→4)-α-D-Glcp-(1→和少量→4,6)-α-D-Glcp-(1→等相互連接形成主鏈，支鏈主要由α-D-Glcp-(1→連接在糖殘基→4,6)-α-D-Glcp-(1→的O-6位置構成。體外試驗證明，提取的山藥多糖具有良好的免疫刺激作用。為了進一步提升山藥多糖的免疫增強作用，該論文成功制備了氫氧化鋁納米顆粒，其主要成分是結晶的AlO(OH)，尺寸為納米級（長度約為120 nm），形狀為細棒狀。將山藥多糖負載于氫氧化鋁納米粒構建了山藥多糖-氫氧化鋁納米粒佐劑遞送系統（CYP-Al NPs）。這項研究表明，CYP-Al NPs可作為一種有效的疫苗佐劑遞送系統，從而大大拓展了鋁佐劑的應用潛力。
1.采用水提醇沉法提取CYP，并通過DEAE-纖維素柱和Sephacryl S-400 HR柱進行純化。然后選用傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜、紫外-可見光譜、甲基化分析和核磁共振(NMR)光譜等方法分析確定CYP的結構特征。
2.采用共沉淀法制備Al NPs，選用X射線粉末衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜儀（XPS）、FT-IR光譜，透射電鏡(TEM)和動態光散射(DLS)等方法對Al NPs和CYP-Al NPs進行表征。
3.將CYP負載到Al NPs形成CYP-AlNPs，通過體內外實驗評估CYP-AlNPs作為疫苗佐劑的佐劑活性。
圖1. 山藥多糖的純化及結構表征。
甲基化分析進一步用于鑒定CYP的糖苷鍵。CYP含有5種糖苷鍵，分別為4-Glc(p)、t-Glc(p)、4,6-Glc (p)、3,4-Gal (p)和6-Glc(p)，摩爾百分比分別為65.88%、21.96%、9.09%、1.68%和1.39%。結果表明，4-Glc(p)糖苷鍵可能是CYP的主要骨架。相比之下，3,4-Gal (p)和6-Glc (p)糖苷鍵在CYP中所占的比例非常低。
為了進一步分析CYP的結構，進行了核磁共振波譜分析，推測CYP主要是由→4)-α-D-Glcp-(1→和少量→4,6)-α-D-Glcp-(1→等相互連接形成主鏈，支鏈主要由α-D-Glcp-(1→連接在糖殘基→4,6)-α-D-Glcp-(1→的O-6位置構成。
圖2. CYP的一維核磁共振和二維核磁共振光譜
圖3. XRD譜圖、高分辨率XPS光譜、FT-IR光譜和TEM圖像將模型抗原OVA吸附在Al NPs、CYP-Al NPs和鋁凝膠上，并對小鼠進行免疫，進一步考察其在體內的佐劑活性。此外，建立高劑量CYP組(CYP(High)-OVA)進行比較。研究結果發現CYP-Al NPs能夠顯著增強多糖的免疫活性，作為模式抗原的佐劑，CYP-Al NPs能夠促進淋巴結中樹突狀細胞和生發中心B細胞的活化（圖4），誘導高效持久的抗體應答（圖5），并促進細胞毒性T淋巴細胞的活化（圖6）和Th1型細胞因子IFN-γ的表達（圖7）。與商用Alhydrogel佐劑相比，CYP-Al NPs能誘導強烈的Th1偏向免疫反應。
圖4.初次免疫后第5天，CYP-Al NPs可促進dLNs中DC和GC B細胞的活化
圖5.CYP-Al NPs誘導強烈的體液免疫反應
圖6.CYP-Al NPs促進CTL應答
圖7. 培養48h后第28天脾臟淋巴細胞分泌IFN-γ和IL-6細胞因子的水平
文章鏈接：DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.135914
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