〔许先业团队2007研究成果〕灵芝多醣增强巨噬细胞的抗菌能力,提升免疫与抑制发炎双向并进

发布时间: 2020-06-29 19:42

阳明大学许先业教授等2007年发表在《Journal of Cellular Physiology》的研究透过巨噬细胞与动物实验感染细菌脂多醣LPS的模式,不仅证明灵芝多醣能提升巨噬细胞吞噬(清除)细菌的能力,还为灵芝多醣既可「促发炎」也能「抗发炎」提出了科学证据,让大家对灵芝多醣的免疫调节作用有更全面的认识。

文/吴亭瑶

 

以增强免疫系统抗肿瘤和抗感染闻名的灵芝多醣,并非只会一味地增强免疫,它在促进发炎反应的同时还会一边灭火,避免发炎反应延烧不止!

阳明大学许先业教授等(隶属中央研究院翁启惠领军的灵芝多醣研究团队)2007年发表在《Journal of Cellular Physiology》(细胞生理学期刊,详参:期刊官网维基百科简介)的研究透过巨噬细胞与动物实验感染细菌脂多醣LPS的模式,不仅证明灵芝多醣能提升巨噬细胞吞噬(清除)细菌的能力,还为灵芝多醣既可「促发炎」也能「抗发炎」提出了科学证据,让大家对灵芝多醣的免疫调节作用有更全面的认识。

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灵芝多醣对免疫的作用和细菌脂多醣不一样

巨噬细胞位居免疫系统的第一道防线,尤其它所分泌的IL-1(介白素1),更牵动後续的免疫反应,因为IL-1既可活化T细胞,使T细胞发挥总司令的功能,也能促进B细胞的分化(可进一步生成抗体),甚至还能回过头来刺激巨噬细胞和自然杀手细胞,提升它们与入侵者的战斗能力,所以IL-1可说是诱导免疫系统产生发炎反应的关键媒介。

根据许先业等以人类和小鼠巨噬细胞所做的研究显示,含有15.6蛋白质、具有岩藻糖结构的灵芝子实体多醣萃取物(extract of Reishi polysaccharides,简称EORP)可以像细菌脂多醣(LPS)那样,与巨噬细胞表面的TLR4受体结合,促使巨噬细胞分泌IL-1。

LPS是革兰氏阴性细菌(如大肠杆菌、痢疾杆菌、绿脓杆菌等等)细胞壁的主要成分,巨噬细胞的受体(CD14、TLR4等)正是靠它辨识出「来者不善」,进而启动吞噬机制,并分泌IL-1、TNF-α(肿瘤坏死因子)等发炎介质点燃免疫军团的战火。如果免疫系统无法在一定的时间内有效压制它,很可能就会从局部性的发炎(如腹泻)衍生成全身性的发炎(即败血症)。

所以如果灵芝多醣完全像LPS那就糟了。所幸,根据许先业等2007年发表的研究结果,灵芝多醣体在促进巨噬细胞分泌IL-1之後,还会促进巨噬细胞分泌大量的IL-1Ra,IL-1Ra会占据IL-1的受体,使IL-1无法再活化更多的免疫细胞,进而让发炎反应降温。

 

灵芝多醣促使巨噬细胞产生IL-1Ra
调节IL-1的发炎反应

细胞实验显示,事先经过灵芝多醣EORP处理(活化)的巨噬细胞,再以LPS刺激,会比未经灵芝多醣洗礼的巨噬细胞,分泌更多的IL-1(图1)。动物实验结果也可看到类似的情况:先以腹腔注射方式给予小鼠灵芝多醣,24小时後再给小鼠注射LPS,一个半小时後小鼠血清里的IL-1浓度(图2 Group B-6),明显比没有灵芝多醣助阵的情况(图2 Group A-3)高出许多。

这说明灵芝多醣确实会增强LPS引起的免疫反应。不过实验也观察到,如果前後两次给予小鼠的都是灵芝多醣(图2 Group B-5),并不会让IL-1产生戏剧性的变化,再加上细胞实验显示,灵芝多醣可以抑制LPS刺激巨噬细胞分泌TNF-α的量(TNF-α在过度发炎反应中也扮演重要角色),显然灵芝多醣本身和LPS对免疫系统的作用,有着实质上的不同。

更有趣的是,因灵芝多醣而让巨噬细胞在感染LPS分泌更多的IL-1,并没有让实验小鼠受到更大的伤害,其中彷佛有什麽保护机制似的。经进一步探究发现,灵芝多醣可以促进IL-1Ra分泌,其分泌量更远远超过单纯以LPS刺激(图3)。正因为有IL-1Ra与IL-1做协调,一个扮白脸一个扮黒脸,才保留了发炎反应的利,而去除了发炎反应的弊。

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【图1】相对於事先未以灵芝子实体多醣萃取物EORP处理(preteat medium组,实线曲线)直接给予细菌脂多醣LPS(1 μg/mL),事先经过EORP(25 μg/mL)调教的巨噬细胞,会在受到LPS刺激时分泌更多的IL-1(pretreat EORP组,虚线曲线)。

 

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【图2】以腹腔注射方式给予正常小鼠灵芝子实体多醣萃取物EORP(100 mg/mL)、细菌脂多醣LPS(5 mg/mL)或PBS(磷酸盐缓冲生理盐水200 μg/mL),24小时後再给予EORP(200 mg/mL)或LPS(10 mg/mL),一个半小时後测量小鼠血清里的IL-1浓度。结果显示,先给EORP再给LPS(Group B-6),会比没有先给EORP、只给PBS和LPS(Group A-3),测到更多的IL-1。

 

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【图3】以腹腔注射方式给予正常小鼠灵芝子实体多醣萃取物EORP(200 mg/mL)、LPS(10 mg/mL)或PBS(磷酸盐缓冲生理盐水200 μg/mL),三小时测量小鼠血清里的IL-1Ra浓度,EORP组的IL-1Ra浓度是LPS组的两倍半之多。

 

灵芝多醣增强巨噬细胞清除细菌的能力

灵芝多醣既可促进IL-1分泌提升免疫系统的警戒层级,又同时能产生IL-1Ra避免过度的发炎反应,刚好印证了中国老祖宗常讲的「阴阳调和」。

除了透过IL-1活化整个免疫系统之外,许先业等的研究还证实,灵芝多醣EORP还能增加巨噬细胞表面的CD14和TLR4受体数量,进而提高巨噬细胞对LPS的辨识能力、捕捉能力与吞噬能力(图4)。

此结果说明事先经过灵芝多醣训练的巨噬细胞,可以更有效率的清除细菌,尽快为感染设下停损点。

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【图4】小鼠巨噬细胞经灵芝子实体多醣萃取物EORP(25 μg/mL)处理二十四小时,再加入LPS(1 μg/mL)一起培养三十分钟,检测巨噬细胞吞噬LPS的数量(下排影像),并与没有EORP助阵的控制组(上排影像)做比较。绿色萤光数量愈多,代表被吞到巨噬细胞里的LPS愈多。

 

「完整的」灵芝多醣才能「多角化」调节免疫

先前(2002~2006年)中央研究院翁启惠领导的灵芝多醣研究团队已发表论文证明,灵芝多醣EORP既可刺激小鼠脾脏细胞(富含多种免疫细胞)增生并增加IL-1、IL-2和IFN-γ(干扰素)的表现,还能透过TLR4受体活化巨噬细胞,亦可大幅提高自然杀手细胞毒杀癌细胞的能力,并能透过TLR4和TLR2受体活化B细胞使其生成更多的免疫球蛋白(抗体)

如今再加上上述研究成果──灵芝多醣EORP可在避免发炎反应过度的前提下,增强巨噬细胞对抗细菌感染的能力,其中TLR4和CD14受体各自扮演不同的角色(图5)──在在突显出这个来自灵芝子实体的活性成分对於调节免疫功能的调节的「多角化」经营。

这或许也说明了为什麽许多发炎性疾病或免疫性疾病的患者,食用富含灵芝活性多醣的产品之後,在提升免疫(减少感冒和感染)的同时却不会加重发炎病情的原因。而对感染革兰氏阴性细菌的人来说,革兰氏阴性细菌的LPS组成让多数抗生素无法对它有效抑制,更突显出「好免疫」的重要性。

不过这里指的可是「完整的」灵芝多醣喔!也就是以水提取获得的那个含有少量蛋白质、具有岩藻糖结构的完整多醣才有上述的多元调节作用;如果是掐头去尾只取其中某个区段的多醣,或是清除蛋白只保留「纯的」多醣体,是否还能在调节免疫功能时进退有据、面面俱到,那可就不知道了。

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【图5】CD14和TLR4是巨噬细胞辨识细菌LPS最主要的两个受体,根据许先业等的研究显示,灵芝子实体多醣萃取物EORP主要是通过CD14受体增强巨噬细胞对LPS的吞噬能力,并透过TLR4受体增强巨噬细胞内与IL-1相关的讯息分子表现(如JNK、p38),进而提高IL-1的分泌量。

〔资料来源〕Hua KF, et al. Ganoderma Lucidum Polysaccharides Enhance CD14 Endocytosis of LPS and Promote TLR4 Signal Transduction of Cytokine Expression. J Cell Physiol. 2007 Aug;212(2):537-50.  doi: 10.1002/jcp.21050.

分類:靈芝學者