来源于褐藻细胞壁的褐藻胶,作为一种天然的生物活性剂,广泛应用于食品及医药等行业。通过多种方式将褐藻胶降解所制备得褐藻胶寡糖,具有各种各样的生物活性,如促进植物生长、抗菌、抗氧化、抗肿瘤、神经保护、免疫调节等。巨噬细胞作为非特异性免疫系统的重要成分,在机体受到细菌、病毒等病原体入侵时,通过吞噬和清除病原体发挥抵抗感染的功能,对免疫系统清除外源病原体和内源性代谢物具有的重要作用。此外被激活的巨噬细胞还能通过分泌肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)等细胞因子及一氧化氮(NO)、前列腺素E2(PGE2)等炎症介质,增强其杀伤作用,并进一步激活其他免疫细胞,共同抵抗各种病原体的入侵。因此激活巨噬细胞,促进其分泌细胞因子等作用,对增强机体免疫功能具有重要意义。前期研究表明通过酶解法所制备得的不饱和古罗糖醛酸寡糖(GOS)能够激活核转录因子κB(NF-κB)信号通路,同时诱导多种免疫介质生成,如TNF-α、IL-1、NO等,增强巨噬细胞吞噬作用,继而增强机体抗细菌感染及胞内杀菌作用。但是对GOS所介导的免疫调节作用的具体分子机制及介导其发挥活性的受体仍然是未知的。本论文以酶解褐藻胶寡糖GOS作为研究对象,以小鼠巨噬细胞RAW264.7细胞和d THP-1细胞作为细胞模型,对GOS所介导的免疫调节功能的具体分子作用机制及作用受体进行研究。本论文发现小鼠巨噬细胞能够通过内吞的方式摄取GOS,而这一过程依赖于Toll样受体4(TLR4)的参与。进一步研究发现GOS具有上调TLR4的表达的作用,并且能够通过识别RAW264.7细胞表面TLR4,激活TLR4介导的信号通路转导。其中GOS通过识别TLR4参与细胞信号转导调节过程包括:激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K),而后增强蛋白激酶B(Akt)的磷酸化水平,从而促进核转录因子κB抑制蛋白(IκB)磷酸化,继而释放NF-κB入核;同时被激活的Akt还能通过磷酸化下游的雷帕霉素靶体蛋白(m TOR)及核糖体S6蛋白激酶(70 S6K),共同参与调节炎症介质的产生。此外,前期研究发现GOS具有增强促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路中三个关键蛋白激酶p38、JNK、ERK的磷酸化水平,进一步研究发现GOS也能通过识别TLR4介导JNK磷酸化水平,继而激活下游的转录因子调节相关基因转录,从而促进NO及TNF-α的产生,而GOS所激活的另外两个蛋白p38和ERK的磷酸化也参与了免疫介质产生的调节,然而这种激活的作用却并不是通过TLR4所介导的。综上所述GOS通过识别巨噬细胞表面TLR4,激活PI3K/Akt/NF-κB信号通路、PI3K/Akt/m TOR信号通路及MAPK信号通路,活化RAW264.7细胞,诱导TNF-α和NO的产生,发挥免疫调节作用。另外本论文还发现了GOS够增加小鼠巨噬细胞的长宽比和相对表面积比率,继而增大巨噬细胞的吞噬面积,增强其吞噬功能。此外,在动物实验中发现,GOS具有诱导小鼠腹腔巨噬细胞增殖,增强小鼠免疫功能的作用。另外,本论文通过LC-MS技术对GOS作用于d THP-1细胞差异蛋白质组学进行分析研究,结果表明GOS可能与d THP-1细胞的免疫调节作用相关,并在抗肿瘤、抗病毒感染等方面也具有良好的研究价值。褐藻胶寡糖所具有的免疫调节作用,及其无毒副作用,来源丰富,制备简便的优点,具有作为新型免疫增强剂的应用潜力。