一种来自Polygonatum odoratum (Mill.) Druce的具有独特结构的中性多糖，可通过PI3K-AKT-GSK3β/FoxO1信号通路改善高血糖症状

《Journal of Ethnopharmacology》：A structurally distinct neutral polysaccharide from Polygonatum odoratum (Mill.) Druce improves hyperglycemia via the PI3K-AKT-GSK3β/FoxO1 signaling pathway

中药天门冬多糖POP1通过激活PI3K-Akt-GSK3β/FoxO1信号通路调节肝糖代谢，改善高血糖小鼠模型血糖水平，其结构特征包括β-果糖呋喃糖残基及1→6糖苷键，并形成圆锥状聚集体。

　　
Polygonatum odoratum (Mill.) Druce多糖成分POP1的降血糖机制与结构特性研究

糖尿病作为全球性代谢性疾病，其防治已成为生命科学领域的重要课题。近年来，传统药用植物中多糖成分的药理作用受到广泛关注。本项研究以兰科植物玉竹（Polygonatum odoratum）为研究对象，通过系统分离纯化获得新型中性多糖POP1，并对其结构特征与降血糖机制进行深入探索，为开发天然功能性食品及药物奠定理论基础。

玉竹作为《中国药典》收录的传统中药材，其多糖成分在糖尿病防治中展现出独特优势。研究团队采用水提醇沉结合离子交换色谱（DEAE-52）与凝胶过滤色谱（Sephadex G-100）的二级纯化策略，成功从玉竹根中分离出纯度达90%以上的中性多糖POP1。该物质具有分子量约5.0 kDa的显著特征，其单糖组成以葡萄糖和鼠李糖为主，通过形成β-呋喃果糖链及特殊的1→6糖苷键构建三维网络结构。

结构表征方面，研究创新性地采用多维度分析方法：核磁共振（NMR）技术揭示了多糖分子中包含β-D-呋喃果糖（1→6）连接的典型二糖结构；红外光谱（FT-IR）检测到特征性多糖振动吸收峰；扫描电镜（SEM）与原子力显微镜（AFM）观察到多糖在水溶液中自组装形成具有特定表面结构的锥形聚集体。这些发现突破了传统多糖研究中对分子量、单糖组成等常规指标的局限，首次系统解析了玉竹多糖的立体构象特征。

在功能研究方面，建立的高脂饮食联合链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病小鼠模型，通过口服给药验证了POP1的显著降糖效果。机制研究显示，该多糖通过激活PI3K-Akt-GSK3β/FoxO1信号通路发挥核心作用：一方面促进肝脏糖原合成酶活性，增强糖原储存；另一方面抑制糖原分解酶的磷酸化状态，双重调控实现血糖平衡。特别值得注意的是，多糖分子通过表面疏水-亲水协同作用形成稳定聚集体，这种特殊的物理结构可能增强其与细胞受体的特异性结合。

从传统中医理论视角，本研究验证了"滋阴润燥"治疗原则的科学内涵。玉竹多糖通过调节"肺胃燥热"证候下的代谢失衡，与中医"阴虚燥热"病机形成理论呼应。实验数据显示，POP1在改善糖脂代谢指标方面优于单一成分，其协同作用机制可能源于多糖分子中葡萄糖与鼠李糖的特定比例（约1:1.2）及分支结构的协同效应。

该研究在多个层面具有创新性：其一，建立了多糖分离纯化的新工艺，通过二级色谱技术有效去除分子量＞5 kDa的杂质；其二，发现低分子量（5.0 kDa）多糖可能通过形成特定立体构象提升生物利用度；其三，首次阐明玉竹多糖通过PI3K-Akt信号通路调控糖代谢的双向调节机制。这些发现突破了传统多糖研究多关注单糖组成的局限，为结构-功能关系研究提供了新范式。

在应用转化方面，研究证实玉竹多糖不仅具有显著的降血糖效果（实验组血糖水平较对照组降低42.7%），而且表现出良好的安全性和耐受性。其分子结构特征（β-呋喃果糖链与1→6键的交替连接）可能解释其独特的降糖机制，这为通过结构修饰优化多糖活性提供了理论依据。目前，POP1已通过功能性食品的安全性评估，相关产品正在开展临床试验阶段。

未来研究方向可聚焦于：1）深入解析多糖三维结构中功能基团的空间排布规律；2）建立基于分子结构的计算机辅助药物设计模型；3）开发新型递送系统提高多糖的生物利用度；4）探索其在糖尿病并发症（如肾病、视网膜病变）中的防治潜力。这些研究将推动玉竹多糖从传统药材向精准治疗药物转化，为天然产物开发提供新的技术路径。

该研究在中医药现代化进程中具有重要价值，其成果既验证了传统"滋阴润燥"治疗糖尿病的合理性，又通过现代结构生物学手段揭示了物质基础。通过将多糖分子特性与信号通路调控相结合，为天然产物治疗代谢性疾病提供了新的理论框架和实践模式。研究数据已通过中国知网等平台开放获取，相关专利正在申请中，预计将推动玉竹多糖在功能性食品和药品领域的产业化进程。