壳寡糖

壳寡糖介绍

Chitosan Oligosaccharides Introduction

甲壳素(chitin), 广泛存在于虾蟹壳中,是由N乙酰氨基葡糖聚合而成的多糖。

甲壳素经脱乙酰化处理后得到壳寡糖(chitosan)。

近十几年来,甲壳素、壳寡糖的研究已在国内外广泛展开,它们在抗肿瘤、防治病源微生物方面的功能越来越引起人们的重视。但由于其不溶于水, 在开发应用上受到很大限制。 为此,通过适当方法将壳寡糖降解为壳寡糖(又称寡聚氨基葡糖、甲壳低聚糖,chitooligosaccharide, chitosan oligosaccharide),即由2～10个氨基葡糖通过β-1-4糖苷键连接而成的低聚糖。

通过一系列实验发现,其不但水溶性好,易被人体吸收,具有抑菌、抗肿瘤、调血脂、调节免疫及活化肠道双歧杆菌等多种生理功能,而且应用领域大大拓宽。

壳寡糖在精细化工、生物医药、保健食品及农林畜牧等方面具有独特的应用价值。

壳寡糖化学结构式

壳寡糖导致红细胞凝固的机制：

1、由于静电相互作用，阳离子壳寡糖很容易与 RBC 含负电荷的神经氨酸表面结合

2、红细胞在与壳寡糖相互作用后失去其双凹形状，导致 RBC 凝集

3、红细胞通过壳寡糖聚合物链结合在一起，并重新聚合成一个强大的晶格，捕获细胞，形成稳定的机械密封

图 1：壳聚糖 （A）、CS 6c（BJ、CS 12c （C） 和 CS 1 Bc （D） 上红细胞凝固的 SEM 图像（转载自参考文献 #2- Chen et al.，2017）

壳寡糖促进止血

1、壳寡糖吸收血浆，导致红细胞和血小板在受伤部位集中。

2、壳寡糖导致血小板的粘附、聚集和活化。

3、壳寡糖由于基于电荷的相互作用而促进红细胞凝固和活化。

壳寡糖促进再上皮化

1、壳寡糖刺激真皮成纤维细胞的增殖并允许纤维组织形成。

2、壳寡糖与血清的生长因子和金属离子（如钙）相互作用，诱导成纤维细胞快速增殖。

3、壳寡糖抑制角质形成细胞的增殖。

几丁质/壳寡糖样品对体外成纤维细胞增殖影响的初步筛选。人真皮成纤维细胞 （C520） 用各种壳聚糖样品处理 3 天。然后进行 3-H 胸苷细胞增殖测定。数据 （n=3 ±SEM） 表示为对照（不存在聚合物）的百分比 （*P （0.05， **P （0.01， ANOVA）。

壳寡糖的抗菌活性

1、阳离子壳寡糖与微生物带负电荷的细胞壁结合，导致蛋白质和其他细胞内成分的泄漏

2、壳寡糖通过壳寡糖渗透到微生物细胞核中来抑制 mRNA 和蛋白质合成。

3、壳寡糖引起微生物的细胞渗透。

暴露于 0.01% （■）、0.1% （■） 和 1% （■） 壳聚糖 60 分钟后，五种细菌菌株的悬浮细胞 （■） 和生物膜 （■） 细胞的对数减少。对暴露于相同壳聚糖浓度的浮游生物和生物膜对数减少值进行了统计比较。显示不同上标 （a>b） 字母的值显著不同 （p < 0.05） （n = 6）。转载自 Orgaz B. et al.

壳寡糖的镇痛作用

1、壳寡糖吸收炎症部位释放的质子离子。

2、几丁质和壳寡糖会降低炎症部位缓激肽的产生。

3、壳寡糖还抑制磷脂酶 A2。（PLA-2） 活性，进而阻断花生四烯酸途径。

甲壳素和壳寡糖对缓激肽产生的影响。1% 和 10% 壳聚糖/乙酸溶液中的缓激肽水平降低了 16 倍。与对照（0.5% 乙酸）相比分别为 7% 和 22.2%。

壳寡糖的抗炎特性

1、壳寡糖抑制炎症介质，如白细胞介素 （IL）-2、IL-4、IL-6、IL-10 和 IL-13。

2、壳寡糖导致促炎细胞因子（如 TNF-a）的减少。

3、壳寡糖下调控 NF-kf3 表达和 AP-1 激活。

壳寡糖预防疤痕

1、壳寡糖逐渐降解成 N-乙酰基-b-D-氨基葡萄糖，在伤口部位启动透明质酸合成，有助于更快地改善疤痕。

2、在壳寡糖存在的情况下，产生的 IV 型胶原蛋白以细网状蛋白状原纤维的形式出现，而不是导致疤痕形成的致密胶原蛋白的成熟带。

3、壳寡糖通过阻断改善疤痕的环氧合酶和花生四烯酸途径，显著降低 TGF-[31 因子的表达。

聚糖的抗菌评估 超细纤维敷料：一种天然抗菌剂

目的：本研究旨在评估壳寡糖基超细纤维 Kytocel 的抗菌特性，使用各种常用于评估其他抗菌敷料的方法进行伤口敷料。

方法：本报告使用了抑制区 （ZOI） 测定、激发试验 （log reduction）、杀伤时间和体外伤口模型。使用代表性革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌以及一种酵母，白色念珠菌。

结果：ZOI 测试显示敷料周围没有可观察到的区域，但杀死了敷料下面的生物。在激发试验中，金黄色葡萄球菌和大肠杆菌在 2 小时内降低 >3 对数，对铜绿假单胞菌和白色念珠菌降低 >3 对数。在伤口模型中，伤口模型内以及敷料下方的海绵和培养基中的大肠杆菌减少了 2 个对数。

100% 壳寡糖酱的螯合测试

这里介绍的壳寡糖伤口敷料的颜色隔离试验显示了壳寡糖纤维在其链中锁定吸收液体的特性。

1、当调味料浸入有色溶液中时，它会迅速变成凝胶并捕获颜色。

2、相同的敷料，当依次浸入不同颜色的溶液中时，不同颜色的水合部分和干燥部分之间显示出明显的界限。

3、颜色不会扩散到定义的条纹之外，清楚地表明纤维具有广泛的液体保留能力。

4、最后，当调味料浸入水中时，水保持清澈，表明被困的颜色没有释放。当这种伤口敷料用于高度渗出的伤口时，它会隔离液体以及其中存在的细胞和细菌，从而捕获它们。它的液体保留，防止伤口浸渍，保持伤口清洁和充分湿润。这为伤口愈合创造了合适的环境。

渗出物吸收和锁定

1、吸液能力：敷料重量的 30 倍。

2、一旦被吸收，渗出物就会被锁在敷料的纤维中。

3、胶凝纤维可防止渗出液吸入周围皮肤。

敷料渗出液的横向芯吸可能导致周围皮肤渗漏和浸渍。MaxioCel 由于其独特的垂直芯吸特性，降低了浸渍和泄漏的风险。它可以很容易地将吸收的伤口渗出物保持更长的时间，而不会扩散到整个周围区域。

分散测试和湿强度

吸液能力：敷料重量的 30 倍。MaxioCel 的湿强度是传统胶凝纤维敷料的 3 倍左右。其卓越的强度使其

在换药期间保持完整，时间较长。

无痛，易于从伤口表面去除。