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目的:本课题研究裙带菜多糖的提取、分离、纯化和基本结构的测定;研究裙带菜多糖的抗肿瘤及免疫调节作用;深入探究裙带菜多糖的免疫调节作用机制,为裙带菜多糖的综合开发利用奠定理论基础和科学依据。方法:裙带菜用水提醇沉法提取多糖,Sevag试剂除蛋白,冻干得到粗多糖。用DEAE Sephrose Fast Flow分离粗多糖,得到组分多糖UPIs 1-3,并用G-100进行纯度鉴定。高效凝胶渗透色谱法、离子色谱法、傅立叶红外光谱、紫外光谱、刚果红试验,扫描电镜对UPIs 1-3的基本结构特征进行了分析。以不同来源的两种结肠癌组织,分别培养为结肠癌类器官,用UPIs 1-3在0.01-10 mg/mL的范围内干预两种结肠癌类器官,测定其细胞活力,计算IC50值。研究UPIs 1-3对巨噬细胞RAW264.7的毒性作用及吞噬能力的影响,以NO的释放量筛选免疫活性组分多糖,用Elisa试剂盒法测定巨噬细胞的肿瘤坏死因子TNF-α和细胞因子IL-6、IL-1β的释放量,得出活性较强的UPI-3。研究UPI-3对巨噬细胞相关细胞因子的mRNA表达量的影响,并利用转录组和代谢组分析裙带菜多糖的免疫调节机制。实验结果:裙带菜粗多糖分离纯化后得到三种组分多糖,命名为UPIs 1-3。三种组分多糖都具有均一性,其分子量分别为7.212 kDa、13.924 kDa和55.875 kDa。总糖含量分别为56±0.21%、41.4±0.11%和79.4±0.15%,均含有糖醛酸和硫酸基,因此三种多糖均为酸性多糖。单糖组成分析,UPI-1和UPI-2主要是由甘露糖醛酸组成,含量达到了 99%以上,而UPI-3主要由岩藻糖和葡萄糖醛酸组成,其占百分比分别为31.51%、36.39%。在碱性条件下,UPIs 1-3与刚果红溶液和纯刚果红溶液的最大吸收波长相比无明显差异,说明均不含三股螺旋结构。扫描电镜观察,UPI-1和UPI-2呈现碎片状,分子间相互作用较弱;UPI-3呈现片状,分子间相互作用较强。当UPIs 1-3浓度为10.0 mg/mL时,两种类器官细胞活力分别为0.50%、2.00%、7.00%和15.43%、1.10%、1.68%。UPIs 1-3对两种结肠癌类器官的IC50值分别为2.81[2.30,3.35]、3.87[2.30,6.89]、4.51[1.82,11.67]和 3.33[-0.027,17.42]、4.02[2.29,7.30]、3.42[0.22,14.70]mg/mL,说明三种多糖均具有抗肿瘤活性。在1-1000 μg/mL浓度范围内,UPIs 1-3作用于巨噬细胞RAW264.7,三者均具有增殖作用,还能增强其吞噬能力,其中UPI-3增强作用较强。在12.5-100 μg/mL浓度范围内,均能促进免疫因子NO、TNF-α、IL-6分泌能力。筛选出免疫活性最强的UPI-3。RT-QPCR实验表明,UPI-3诱导的iNOS、TNF-α、IL-6 mRNA表达量均升高,与相应的细胞因子(NO、TNF-α、IL-6)表达趋势一致,说明UPI-3有显著的免疫调节功能。利用转录代谢组联合分析得出免疫相关通路包括Toll样受体,NF-kappa B,TNF,IL-17,MAPK和PI3K-Akt信号通路,花生四烯酸代谢通路,甘油磷酸代谢通路,氨基酸的生物合成通路,注释到了 39个基因与13个代谢物。UPI-3是与巨噬细胞表面的膜受体结合,进而激活Toll样受体,NF-kappa B,前列素等与免疫相关的中间体或代谢物信号通路,提高相关蛋白基因的转录表达,从而发挥免疫调节作用。结论:从裙带菜粗多糖中分离出三种组分多糖UPIs 1-3,均为均一酸性杂多糖。UPI-1和UPI-2的单糖主要由甘露糖醛酸组成,而UPI-3主要由岩藻糖和葡萄糖醛酸组成。UPIs 1-3均不含三股螺旋结构。UPIs 1-3对两种结肠癌类器官均表现出抗肿瘤活性。UPIs 1-3对巨噬细胞均表现免疫活性,其中免疫活性最强的是UPI-3。UPI-3能显著上调 iNOS、TNF-α、IL-6 mRNA 表达与细胞因子(NO、TNF-α、IL-6)表达。UPI-3 发挥免疫调节作用机制是通过激活Toll样受体,NF-kappa B,前列素等与免疫有关的信号通路,发挥免疫调节作用。