本文是一篇关于海洋多糖和寡糖的生物医学潜力及其作用机制的综述文章，发表于2024年3月18日的《International Journal of Biological Macromolecules》期刊上。文章由Yi Wang、Xueying Guo、Chunxiao Huang、Chuanqin Shi和Xinxin Xiang共同撰写，分别来自潍坊医学院、山东第一医科大学和淄博市中心医院。该综述旨在总结近年来海洋多糖和寡糖在抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化、抗糖尿病和抗凝血等方面的生物活性及其作用机制，并探讨其在医药领域的应用前景。
海洋覆盖了地球表面的71%，拥有丰富的生态系统。与陆地环境不同，海洋环境具有高盐、高压、低温和低氧的特点，这使得海洋生物产生的多糖具有独特的结构和优异的药理稳定性。海洋多糖（Marine Polysaccharides, MPs）和海洋寡糖（Marine Oligosaccharides, MOS）是从海洋生物（如藻类、甲壳类动物和微生物）中提取的复杂大分子，近年来因其广泛的生物活性而受到广泛关注。这些生物活性包括抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化、抗糖尿病和抗凝血等。本文综述了这些生物活性的最新研究进展，并详细探讨了其作用机制。
海洋多糖和寡糖可以根据其来源分为藻类多糖和寡糖、海洋动物多糖和寡糖以及外多糖（Exopolysaccharides, EPS）。这些多糖和寡糖的结构复杂，分子量、单糖组成、分支结构、功能基团和链构象与其生物活性密切相关。例如，低分子量的褐藻多糖（Fucoidan）表现出更强的抗氧化活性，而高度分支的多糖链由于空间位阻效应，溶解度更高。
海洋多糖和寡糖通过多种机制抑制肿瘤细胞的生长，包括直接抑制肿瘤细胞增殖、诱导细胞周期阻滞、抑制肿瘤血管生成和诱导肿瘤细胞凋亡。例如，褐藻多糖（Fucoidan）能够通过抑制VEGF（血管内皮生长因子）的表达来抑制肿瘤血管生成，并通过激活TLR4/CHOP信号通路诱导肿瘤细胞凋亡。
海洋多糖和寡糖通过抑制促炎细胞因子的表达来发挥抗炎作用。例如，低分子量的褐藻多糖能够通过抑制NF-κB、MAPK和JAK/STAT信号通路来减少炎症因子的释放。
海洋多糖和寡糖对多种细菌具有抑制作用。例如，壳聚糖（Chitosan）能够通过抑制生物膜的形成来抑制链球菌的生长。
海洋多糖和寡糖对多种病毒具有抑制作用。例如，海参硫酸多糖能够通过与SARS-CoV-2的S糖蛋白结合，阻止病毒进入宿主细胞。
海洋多糖和寡糖能够清除自由基，减轻氧化应激损伤。例如，低分子量的褐藻多糖能够通过激活SIRT1/AMPK/PGC1α信号通路来提高抗氧化酶的活性。
海洋多糖和寡糖能够通过调节血糖和胰岛素敏感性来改善糖尿病症状。例如，奇数碳数的琼脂寡糖（Odd-numbered Agaro-oligosaccharides, OGAOs）能够通过增加胰岛β细胞的数量来改善胰岛素敏感性。
海洋多糖和寡糖具有类似肝素的抗凝血活性，但出血风险较低。例如，来自绿藻的硫酸阿拉伯半乳聚糖能够通过抑制凝血因子XII、XI、IX和VIII来延长凝血时间。
海洋多糖和寡糖具有良好的亲水性、生物相容性和生物降解性，因此在药物递送系统和组织工程中具有广泛的应用前景。例如，壳聚糖和藻酸盐已被广泛研究作为药物载体，能够提高药物的生物利用度和控制释放。
尽管海洋多糖和寡糖具有广泛的生物活性，但其结构复杂，作用机制尚未完全阐明。未来的研究应集中在提取方法、结构分析和作用机制的深入探讨上，以推动其在临床中的应用。
海洋多糖和寡糖作为天然生物聚合物，具有广泛的生物医学潜力。本文综述了其在抗肿瘤、抗氧化、抗感染、抗凝血、血糖调节和抗炎等方面的生物活性及其作用机制，为其在医药领域的应用提供了新的视角。
本研究得到了中国博士后科学基金、国家自然科学基金和山东省重点研发计划的支持。作者感谢Letpub在语言编辑方面的帮助。
本文引用了大量相关文献，详细列出了海洋多糖和寡糖在生物医学领域的研究进展和应用前景。