血管生成是新血管网络形成的过程，在伤口愈合、胎盘形成和乳腺发育等过程中发挥至关重要的作用。多糖类物质是可食用海藻中重要的膳食营养因子，具有抗肿瘤、免疫调节、降血糖/血脂和调控血管生成等多种有益的生物活性。条斑紫菜（Porphyra yezoensis）是我国重要的经济红藻，味道鲜美、营养丰富，具有较高的食用和药用价值。条斑紫菜多糖是条斑紫菜的主要结构成分和膳食营养元素之一，是一种由交替连接的(1→4)-α-L-吡喃半乳糖-6-硫酸盐（L6S）和(1→3)-β-D-吡喃半乳糖（G）组成的硫酸化半乳聚糖，具有抗炎、降血脂、抗肿瘤、提高免疫力、抗氧化等多种生物活性。关于其是否对血管生成具有调控作用及其潜在的作用机制目前鲜有研究和报道。

集美大学海洋食品与生物工程学院冯丰珍、郑明静、姜泽东*等从条斑紫菜中提取条斑紫菜多糖，对其基本理化性质进行测定，并利用体外HUVECs血管生成模型，分析条斑紫菜多糖对血管生成模型中HUVECs的增殖、黏附、迁移和血管形成的影响，进一步探究其促进细胞迁移机制以及促进血管生成活性相关受体，旨在阐明条斑紫菜多糖促血管生成的新营养功能特性和潜在活性机制，丰富海藻多糖食品营养学理论基础，为其作为促血管生成营养因子以及适用于健康食品、生物医药和组织工程等领域的开发和应用提供科学依据。

1、条斑紫菜多糖的基本理化性质分析

如表1 所示，条斑紫菜多糖的总糖质量分数为（77.48±2.62）%，蛋白质量分数为（3.24±0.58）%，半乳糖衍生物3,6-内醚半乳糖质量分数为（20.30±1.06）%，硫酸基质量分数为（20.78±3.31）%，分子质量为39.81 kDa。

2、单糖组成分析

如图1所示，通过与标准品对比可知，条斑紫菜多糖由半乳糖、葡萄糖和甘露糖组成，其相对含量之比为92.90%∶3.35%∶3.75%，其中半乳糖为主要组成成分。结合基本理化组成分析，条斑紫菜多糖主要由半乳糖、3,6-内醚半乳糖和硫酸基组成，是一种硫酸化的半乳聚糖。

3、条斑紫菜多糖对HUVECs活力的影响

条斑紫菜多糖对HUVECs活力的影响如图2 所示。经不同质量浓度多糖处理后，细胞活力均在90%以上；与对照组（0 µg/mL）相比，在质量浓度0～250 µg/mL范围内，多糖对HUVECs没有细胞毒性，且表现出促进细胞活力的作用；在多糖质量浓度为125 µg/mL时，其细胞活力达到最高，为（108.14±4.51）%，与对照组相比具有显著作用（P＜0.05）。随着多糖质量浓度的提高，HUVECs活力逐渐降低，当多糖质量浓度为500 µg/mL时，细胞活力为（92.10±2.57）%，表明在该质量浓度下多糖对细胞活力有显著的抑制作用（P＜0.05）。为了消除多糖对细胞活力抑制的影响，多糖质量浓度选择在0～250 µg/mL范围内进行后续研究。

4.条斑紫菜多糖对HUVEC细胞黏附能力的影响

细胞黏附是伤口愈合过程中调控细胞迁移的关键因素。如图3所示，与对照组（0 µg/mL）相比，多糖在12.5～100 µg/mL质量浓度范围内提高了HUVECs黏附率，并呈现出一定的浓度依赖性。多糖质量浓度为100 µg/mL时，细胞黏附率为（129.75±8.83）%，与对照组相比多糖极显著促进细胞黏附（P＜0.01）；当多糖质量浓度达到200 µg/mL时，细胞黏附率为（119.75±7.38）%，多糖促进细胞黏附的效果略有下降。综上，条斑紫菜多糖在一定质量浓度范围内可以有效促进HUVECs的黏附。

5.条斑紫菜多糖对HUVECs细胞迁移的影响

如图4所示，与对照组（0 µg/mL）相比，经质量浓度50、100 µg/mL和200 µg/mL的多糖处理后，HUVECs细胞单层划痕的伤口愈合率均随着多糖质量浓度的升高和培养时间的延长明显增大。当多糖处理时间达到36 h，质量浓度为100 µg/mL和200 µg/mL多糖处理组的HUVECs细胞单层划痕的伤口愈合率分别达到（88.33±1.53）%和（96.33±3.51）%，高度显著高于对照组（76.33±3.51）%（P＜0.001）。以上结果表明，条斑紫菜多糖可以促进细胞迁移，并呈现明显的质量浓度-时间依赖性，具有加速伤口愈合的潜在活性。

6.条斑紫菜多糖对HUVECs血管形成的影响

条斑紫菜多糖诱导HUVECs血管形成结果如图5所示，与对照组（0 µg/mL）相比，经过质量浓度50、100、200 µg/mL多糖处理的HUVECs血管形成数目显著或高度显著增加（P＜0.05、P＜0.001）。其中质量浓度100 µg/mL多糖处理时管腔形成数目最多，达到（42±2）个；而质量浓度200 µg/mL处理时其管腔形成数目相对质量浓度100 μg/mL处理组有所下降。血管生成主要依赖于可溶性介质诱导内皮细胞的活化、增殖和迁移形成完整的血管网络。由此分析，相对质量浓度100 μg/mL处理组，质量浓度200 µg/mL处理抑制了HUVECs增殖和黏附能力，从而抑制了细胞的管腔形成能力。综上结果表明，条斑紫菜多糖能够促进细胞的管腔形成能力，进而促进其体外血管生成活性。

7.条斑紫菜多糖对钙黏蛋白相对表达量的影响

如图6所示，与对照组（0 µg/mL）相比，HUVECs经质量浓度50、100、200 µg/mL多糖处理，E-钙黏蛋白的蛋白表达水平高度显著下降（P＜0.001），并且呈现出浓度依赖性；而N-钙黏蛋白的蛋白表达水平随浓度增加显著增加（P＜0.05、P＜0.001）。结果表明，条斑紫菜多糖通过下调E-钙黏蛋白表达和上调N-钙黏蛋白表达促进HUVECs迁移，进而发挥其促血管生成作用。

8.MAPK特异性抑制剂对HUVECs迁移的影响

如表2所示，与对照组相比，JNK MAPK、p38 MAPK和ERK MAPK激酶特异性抑制剂对条斑紫菜多糖诱导的细胞迁移均表现出显著的抑制作用，其中，JNK激酶特异性抑制剂对HUVECs迁移的伤口愈合率为（45.61±5.41）%，抑制作用最为显著。结果表明，MAPK信号通路参与条斑紫菜多糖促进HUVECs迁移，主要与JNK MAPK信号通路相关。

9.VEGF受体酪氨酸激酶抑制剂对条斑紫菜多糖诱导的HUVECs迁移的影响

如图7所示，与对照组（85.80±2.71）%（不添加条斑紫菜多糖和抑制剂）相比，经过VEGFR抑制剂处理后HUVECs单层划痕的伤口愈合率为（75.86±1.69）%，差异高度显著降低（P＜0.001）。与质量浓度100 µg/mL条斑紫菜多糖组（（90.47±0.37）%）相比，经VEGFR抑制剂和条斑紫菜多糖（质量浓度100 µg/mL）处理后HUVECs单层划痕的伤口愈合率为（81.39±0.50）%，VEGFR抑制剂处理也高度显著延缓了多糖对HUVECs迁移的促进作用（P＜0.001）。结果表明，VEGF及其受体VEGFR在条斑紫菜多糖调节HUVECs迁移过程中起关键作用，可能通过VEGF受体发挥促血管生成作用。

结 论

本实验从条斑紫菜中提取条斑紫菜多糖，对多糖的基本理化性质进行分析，利用HUVECs细胞的体外血管生成模型，研究条斑紫菜多糖的促血管生成活性及其潜在机制。结果表明，条斑紫菜多糖的分子质量为39.81 kDa、其中总糖质量分数为（77.48±2.62）%，蛋白质量分数为（3.24±0.58）%，3,6-内醚半乳糖质量分数为（20.30±1.06）%，硫酸基质量分数为（20.78±3.31）%，主要由半乳糖、3,6-内醚半乳糖和硫酸基组成，是一种硫酸化的半乳聚糖。条斑紫菜多糖在质量浓度0～250 µg/mL范围内对HUVECs没有细胞毒性且促进细胞增殖；在质量浓度12.5～200 µg/mL时明显提高HUVECs黏附、迁移和血管网络形成，主要通过JNK MAPK和VEGF受体信号通路介导E-钙黏蛋白表达下调、N-钙黏蛋白表达上调促进HUVECs血管生成。本研究报道了条斑紫菜多糖促血管生成的新营养功能特性和相关活性机制，可为以精准营养为导向的条斑紫菜精深加工和高值利用提供科学依据。

作者简介

通信作者：

姜泽东 教授、博士生导师、硕士生导师，入选日本学术振兴会（JSPS）学者计划（2012年、2019年）、福建省高校新世纪优秀人才计划（2017年）、集美大学青年拔尖创新人才（2020年）等。主要从事食品生物技术领域的应用基础研究，取得系列创新研究成果。先后主持2 项国家自然科学基金面上项目、1 项国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”专项子课题、1 项国家自然科学基金青年项目等科研项目14 项；参与国家海洋公益性行业科研专项、福建省科技重大专题专项、福建省海洋与渔业厅重点专项等科研项目40余项。获中国商业联合会科学技术奖一等奖（排名第1）、福建省科技进步奖三等奖（排名第2）等；获得“全省高校优秀共产党员”、“厦门市陈嘉庚教育基金会奖教金”等荣誉。近5 年，参编/参译专著2 部，发表研究论文80余篇，授权发明专利7 项。