[发明专利]一种壳寡糖的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种壳寡糖的制备方法及其应用。

背景技术

几丁质(chitin)广泛存在与甲壳类动物的外壳、昆虫的甲壳和真菌的胞壁中，是自然界中最为丰富的天然高分子，含量仅次于纤维素。几丁质具有多种功能特性，但是其极差的水溶特性和生物降解能力极大的限制了其广泛应用。相对于几丁质不溶于水、稀酸、稀碱、乙醇或其他有机溶剂的特性，壳聚糖(chitosan)可溶于水并在稀酸溶液中呈现出较高的粘度。这种溶解特性也限制了壳聚糖在生物领域的应用。同样作为几丁质降解产物，壳寡糖(chitosan oligosaccharides，COS)的溶解性更好，且在生理条件下粘度较低，这是由于壳寡糖的糖链更短和游离氨基基团。壳寡糖的糖苷残基重复单元中含有一个氨基基团和两个羟基基团，是自然界中唯一带正电荷阳离子碱性氨基低聚糖。壳寡糖的这些特性引起了越来越多研究者的关注。已经有很多文献报道了壳寡糖的生物活性，抗氧化、消炎、拮抗微生物、降低胆固醇和增强免疫活性、抗肿瘤的活性等。壳寡糖在很多领域的应用也有相应的报道，如食品、药物、农业和环境领域。此外，壳寡糖良好的生物相容性、无毒、对活体器官的不致敏特性，也使其作为纳米-/微米体系发展成为一种潜在的药物载体和组织工程支架。

肿瘤是危害人类健康最严重的一类常见病、多发病。肿瘤已成为世界各地发病率和死亡率的一个重要原因，近些年来随着人们生活方式的改变以及环境污染的加剧，其发病率呈逐年上升趋势，特别是发展中国家。目前，我国肿瘤的发病率为285.91/10万，平均每天每分钟就有6人被诊断为恶性肿瘤。WHO预测，到2030年估计全球有2014万新增癌症病例，每年将有1320万患者死于癌症。有文献报道，壳寡糖具有抗肿瘤的生物活性，其机制为直接抑制肿瘤细胞的生长，并且有报道细胞坏死和凋亡，减少肿瘤血管生成从而实现抑制肿瘤细胞转移，也有可能是通过增强机体免疫力，间接实现拮抗肿瘤发生发展的作用。

壳寡糖的体内外抗肿瘤活性研究很多，但是其分子机理仍为未知。壳寡糖具有很好的粘附特性，可以与哺乳动物细胞的表面糖蛋白结合。因此，壳寡糖带正电的特性改变了细胞膜带电性，从而破坏细胞完整性，影响细胞生长。Suzuki等人发现抗肿瘤药物与肿瘤细胞的静电相互作用是壳寡糖具有抗肿瘤活性的重要原因。Huang等人使用具有不同电荷数壳寡糖对三株肿瘤细胞系的拮抗作用，结果表明带电荷量高的壳寡糖衍生物可以显著降低肿瘤细胞的存活率。

除了电荷的影响，Huang等人又发现壳寡糖的分子量对其抗肿瘤活性也发挥着重要作用。Salah等人测定了几丁质、壳聚糖、小分子几丁质对人源肿瘤细胞THP-1的拮抗作用，发现小分子几丁质的抗肿瘤效果较好，并随着分子量降低抗肿瘤效果增加。

血管生成为肿瘤组织的发生、发展和转移提供了代谢产物、氧和营养物质，因此被认为是抗肿瘤研究中新型作用靶点。壳寡糖可以抑制人源纤维肉瘤组织中基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)的表达，这在肿瘤转移发生具有重要的影响。MMP-9的上调会促进基质中血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF)释放和血管生成。VEGF刺激上皮细胞扩增和迁移，这对血管祖细胞和血管新生具有调控作用。Wu等人采用几种不同的生物方法测定了一些壳寡糖组分对血管生成的抑制作用，发现抑制效果取决于组分的脱乙酰度和聚合度。