2月22日，中南大學(xué)鐘世安教授(通訊作者)、楊艷婧副教授(通訊作者)與其科研團隊成員劉萌、龔贊、王嘉暉等在國際期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(JCR Q1，影響因子 6.953)，該期刊發(fā)表文章內(nèi)容包括所有天然大分子化學(xué)和生物學(xué)方面的研究，包括蛋白質(zhì)、大分子碳水化合物、糖蛋白的分子構(gòu)和性質(zhì)等研究)在線發(fā)表了題為“Structural characterization and anti-tumor activity in vitro of a water-soluble polysaccharide from dark brick tea”的研究論文。

黑茶屬于后發(fā)酵茶，由于其獨特的發(fā)酵過程而形成了不同于綠茶、紅茶的獨特的感官特征。已有研究報道，黑茶具有抗氧化、降脂、抗腫瘤、調(diào)節(jié)腸道菌群等生物活性，但是對于黑茶活性的研究集中于活性成分茶多酚及黃酮類，多糖的結(jié)構(gòu)及其生理活性仍有待探索。該項目深入研究了益生元黑茶水溶性多糖的分離純化、結(jié)構(gòu)以及抗腫瘤活性，在一定程度充實了這一領(lǐng)域研究的匱乏，

該研究通過水提、醇沉、脫蛋白、色譜柱層析等基本方法從湖南省安化白沙溪茶廠提供的益生元黑茶茶磚中提取出一種具有抗腫瘤活性的水溶性多糖(DTP-1)(圖1)。

圖1 黑茶多糖DTP-1的分離純化流程圖

科研團隊對于得到的多糖進行了深入的結(jié)構(gòu)解析。該研究通過原子力顯微鏡(AFM)、掃描電鏡(SEM)等方法得到了黑茶多糖(DTP-1)的微粒尺寸以及表觀形貌;通過凝膠電泳測量其分子量為11805 Da(圖 2)。

圖2 黑茶在DEAE-52 纖維素柱上的洗脫曲線(A);黑茶在Sephadex-G100葡聚糖凝膠柱上的洗脫曲線(B);黑茶多糖(DTP-1)的 HPSEC 譜圖 (C) ;DTP-1的粒徑分布圖像 (D);DTP-1的原子力顯微鏡圖像 (E);DTP-1 (1000 ×)的掃描電鏡圖像 (F)。

另外，研究通過甲基化分析以及二維核磁譜圖的解析，深入探究了DTP-1的分子結(jié)構(gòu)，證明其主要由葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖組成，且結(jié)構(gòu)單元主鏈由→4)-α-D-Glcp-(1→, →5)-α-L-Araf-(1→, →6)-β-D-Galp-(1→, →2)-α-L-Araf-(1→, →3)-β-D-Galp-(1→, →4,6)-β-D-Galp-(1→組成，→ 1)-β-D-Glcp 作為支鏈。其基本單元結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 黑茶多糖(DTP-1)重復(fù)單元的結(jié)構(gòu)圖

研究團隊通過細胞實驗探究了黑茶多糖(DTP-1)的抗腫瘤活性。細胞增殖(cck-8)實驗結(jié)果表明，DTP-1能夠抑制肝癌A549細胞和肺癌SMMC7721細胞的增殖，降低其存活率，抑制率分別為 31.71% 和 33.38%(600 μg/mL，24 h)。并且黑茶多糖(DTP-1)不會影響正常細胞的生存活力。

此外，細胞流式實驗表明， 黑茶多(DTP-1)能夠顯著誘導(dǎo)癌細胞的凋亡，加速癌細胞凋亡進程，從而降低癌細胞的存活率，同時不損傷正常細胞 (圖 5)。

圖5 不同濃度 DTP-1 處理過的癌細胞和正常細胞的流式細胞儀圖像：SMMC7721 細胞(A);L02 細胞 (B); A549 細胞 (C); 16HBE 細胞 (D)。*P < 0.05;**P < 0.01。

益生元黑茶作為一種特殊的飲品，含有大量的多糖、氨基酸、多酚及其轉(zhuǎn)化的次生代謝產(chǎn)物等生物活性化合物，對于調(diào)節(jié)腸道菌群、抗腫瘤、調(diào)節(jié)糖脂代謝、抗氧化均作用顯著。該研究從益生元黑茶中提取和純化多糖，深入表征其分子結(jié)構(gòu)，并探索其潛在的抗腫瘤活性。這項研究為探究益生元黑茶多糖抗腫瘤作用的構(gòu)效關(guān)系提供了理論依據(jù)，為進一步開發(fā)益生元黑茶多糖作為功能性食品或抗腫瘤藥物奠定了堅實的理論基礎(chǔ)，具有擴展黑茶活性成分應(yīng)用領(lǐng)域，提升黑茶市場價值的重要意義。