海洋藻类多糖(MAPs)是一类结构复杂的碳水化合物聚合物,因其对宿主健康的影响而受到广泛关注(Xu等人,2017年)。根据主要光合色素的不同,海洋藻类主要分为三类:红藻(Rhodophyta)、褐藻(Phaeophyta)和绿藻(Chlorophyta)。这些颜色差异主要反映了色素组成,尽管环境条件可能会影响色素的丰度和分布。红藻中的主要多糖是琼脂、琼脂糖和卡拉胶(Usov,2011年),而褐藻主要含有藻酸、岩藻多糖和褐藻胶(Cheong等人,2025年;Li, Gong等人,2021年)。绿藻富含岩藻多糖、纤维素、甘露聚糖和硫酸化鼠李糖(Zheng等人,2020年)。当前文献中褐藻来源的多糖占主导地位,这可能是多种因素共同作用的结果,包括长期以来对富含褐藻胶和岩藻多糖的材料的关注、主要生产区域褐藻的相对丰富和易获取性,以及这些多糖比许多红藻和绿藻更早和更全面的结构和药理学研究。这些多糖以其独特的单糖组成、硫酸化模式和分子量(Mw)而区别开来,这些特性对其生物活性至关重要,并使它们能够与细胞和亚细胞系统复杂地相互作用。研究表明,MAPs具有广泛的生物活性,包括抗氧化(Khan等人,2020年)、抗癌(Yao, Qiu等人,2022年;Yao等人,2020年)、抗炎(Chen, You等人,2021年;Hou等人,2020年;Li, Gong等人,2021年;Yao, Liu等人,2022年)、抗光老化(Lu等人,2025年;Yao, Chen等人,2022年;Yao, Yong等人,2023年)、免疫调节(Li, Veeraperumal等人,2024年;Li等人,2020年)和益生元活性(Chen, Li等人,2021年;Malairaj等人,2023年;Yao, Kong等人,2023年),使其成为具有多种疾病相关性的有前景的生物活性候选物。了解它们在细胞健康中的分子水平作用对于开发复杂疾病的创新治疗方法至关重要。
细胞稳态对于维持生理功能至关重要,这在很大程度上依赖于细胞内专门结构——如线粒体、内质网和溶酶体——的正常运作。线粒体是细胞的能量工厂,产生ATP,同时也在调节氧化应激和细胞凋亡中起核心作用(Newmeyer & Ferguson-Miller,2003年)。内质网确保蛋白质折叠和钙稳态(Høyer-Hansen & Jäättelä,2007年),而溶酶体管理对细胞清除至关重要的自噬途径(Ballabio & Bonifacino,2020年)。高尔基体促进蛋白质的翻译后修饰和分泌(Potelle等人,2015年)。这些细胞器的稳态功能紊乱可能引发一系列病理过程,导致代谢综合征、神经退行性疾病、癌症和器官功能障碍等严重后果。因此,维持这些细胞器之间的稳定性和相互作用是细胞健康和整体生物体福祉的基石。
糖科学领域的最新进展突显了海洋多糖在调节细胞器功能和维持细胞稳态方面的先前未被充分探索的潜力。研究表明,这些多糖可以调节与细胞器相关的关键生化途径和细胞应激反应。例如,褐藻胶已被证明可以通过调节氧化磷酸化和减轻氧化应激来改善线粒体功能(Yin等人,2024年)。岩藻多糖显示出调节内质网应激反应的能力,从而影响蛋白质折叠机制(Bae, Song等人,2020年)。此外,通过多糖-溶酶体相互作用激活自噬途径已被报道有助于清除受损的细胞成分,对退行性和慢性疾病具有保护作用(Liu等人,2021年)。这些新兴证据强调了MAPs不仅作为营养来源的重要性,还作为能够协调复杂细胞过程的生物活性剂。
本综述的目的是全面探讨MAPs调节细胞器稳态的机制,从而促进宿主健康。本文将概述MAPs在调节细胞器方面的研究历史,详细说明它们在缓解各种健康状况中的具体作用,并深入探讨这些多糖所促进的细胞器特异性机制。此外,本文还将讨论这些多糖的结构-活性关系,强调特定的化学和物理性质如何贡献于其生物活性。文章最后将提出未来研究方向,以帮助识别利用MAPs独特能力的新靶向干预措施。本综述旨在加深我们对MAPs如何调节细胞器稳态的理解,为未来的机制研究和转化研究提供信息,并支持基于多糖的功能性成分和治疗策略的开发。同时,除非有关于口服生物利用度、配方、安全性和人体疗效的证据支持,否则本综述中讨论的机制发现应主要在临床前或药理学背景下解释,而不是作为功能性食品或营养保健品的直接证据。