《Algal Research》：Bioactive macromolecules from
Ulva lactuca and
Ulva fasciata: Structural insights and mechanistic roles in colon cancer therapy
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海藻 Ulva 植物来源的大分子物质（如多糖、多酚等）通过调节 Wnt/β-catenin、PI3K/Akt/mTOR、NF-κB 等通路发挥抗结直肠癌作用，其结构特征（硫酸化程度、分子量、单糖组成）与生物活性密切相关，但临床转化面临标准化提取和药代动力学研究不足等挑战。
迪维亚·维贾亚库马尔（Divya Vijayakumar）
印度泰米尔纳德邦金奈Saveetha大学SIMATS工程学院生物技术系，邮编602105
摘要
结肠癌是全球癌症相关发病率和死亡率的主要原因之一，因此开发安全有效的治疗方案至关重要。海洋绿藻，尤其是Ulva属物种，已成为具有抗癌潜力的结构多样的生物活性大分子的重要来源。本文综述了关于绿藻大分子在结肠癌管理中的结构、功能及其转化应用方面的现有信息。Ulvan是一种富含鼠李糖和尿苷酸的硫酸化杂多糖，能够诱导细胞凋亡、阻止细胞周期，并阻断Wnt/β-连环蛋白、PI3K/Akt/mTOR或NF-κB等致癌信号通路。从Ulva中提取的肽类、多酚和多不饱和脂肪酸具有互补作用，可增强抗氧化防御、抑制慢性炎症并调节免疫反应。结构-功能关系表明，硫酸基团的存在、分子量和单糖组成对生物活性具有重要影响。尽管体外和体内实验证明这些化合物具有选择性且毒性较低，且其细胞毒性主要针对结肠癌细胞而非正常组织，但临床验证仍有限。目前面临的主要挑战包括溶解度低、缺乏标准化的提取方法以及药代动力学特征描述不足。本文强调了绿藻大分子的治疗潜力，指出了转化应用中的难题，并提出了未来在开发功能性食品、营养保健品和辅助疗法方面的研究方向。
引言
结直肠癌（CRC）是全球最常见的癌症类型之一，也是癌症相关死亡的主要原因。尽管手术、化疗、免疫疗法和靶向治疗技术有所进步，癌症患者仍面临药物耐药性、全身毒性和反应不佳的问题[1]。因此，亟需更安全、更高效且对生物体友好的替代疗法。海洋绿藻因其结构多样的生物活性化合物而受到越来越多的关注，这些化合物在癌症预防和管理方面具有巨大潜力。特别是Ulva属绿藻，由于其丰富的资源、可持续性和复杂的生化组成而备受关注[2][3][4]。Ulvula lactuca和Ulvula fasciata中的多种大分子（包括硫酸化杂多糖、酚类化合物、肽类和脂质成分）已被证实能调节CRC进展中的关键生物过程，如氧化应激、慢性炎症、细胞凋亡失调和致癌信号传导[5]。最新研究表明，这些化合物具有抗氧化、抗炎、抗增殖和促凋亡作用。然而，以往的综述大多将这些作用单独讨论，未充分考虑Ulva中的结构差异（如硫酸基团含量、分子量和单糖组成）对细胞作用机制的影响。此外，缺乏标准化的提取技术和对转化应用问题的探讨限制了对其治疗潜力的全面理解[6][7][8][9]。本文的创新之处在于采用了结构-功能整合的研究方法，全面分析了Ulvula lactuca和Ulvula fasciata大分子的结构特征、其与关键信号通路的相互作用（如Wnt/β-连环蛋白、PI3K/Akt、NF-κB调节、细胞凋亡调节）以及这些大分子在临床应用中的潜力[10][11]，为基于化学结构、生物学机制和治疗相关性的研究提供了基础。
结肠癌概述
结直肠癌（CRC）是一种由遗传和表观遗传变化引起的疾病，这些变化破坏了上皮细胞的稳态，导致细胞无限制增殖、炎症和转移[11]。关键的分子特征包括异常的Wnt/β-连环蛋白信号通路、持续的PI3K/Akt信号传导、慢性NF-κB介导的炎症以及失调的MAPK级联反应。这些因素是CRC发展的核心驱动因素，因此是重要的生物学靶点。
结肠癌中的信号通路
Wnt/β-连环蛋白、PI3K/Akt/mTOR、NF-κB和MAPK级联反应是结肠癌（CRC）的主要致癌通路[27]。本文仅提及这些通路与Ulvula lactuca和Ulvula fasciata中生物活性化合物的直接调控关系，不详细阐述其作用机制[28]。现有临床前数据表明，Ulva属藻类具有治疗潜力。
Ulvula lactuca和Ulvula fasciata的生物活性化合物及营养成分
Ulvula lactuca和Ulvula fasciata中发现的生物活性大分子包括硫酸化多糖（ulvans）、多酚、脂质和少量肽类。不过，不同物种和提取方法导致的成分和生物学意义存在显著差异[49]。Ulvans是Ulvula lactuca中最常见的成分，通常通过水溶性或酶法提取得到中等分子量（约50,200 kDa）的纯化多糖。
Ulva衍生物在结肠癌中的抗癌机制
Ulvula lactuca和Ulvula fasciata中的化合物通过调节细胞凋亡、氧化应激和致癌信号通路发挥抗癌作用，但不同提取物之间的机制存在差异。纯化的ulvan成分（尤其是Ulvula lactuca中的成分）能选择性抑制Wnt/β-连环蛋白、PI3K/Akt/mTOR和MAPK信号通路，同时通过线粒体途径诱导细胞凋亡。
Ulvula lactuca和Ulvula fasciata的分类与分类学
Ulvula lactuca和Ulvula fasciata属于绿藻门（Chlorophyta），分类为Ulvophyceae纲、Ulvales目和Ulvaceae科。准确命名这些藻类至关重要，因为它们的生化结构（如ulvan结构、硫酸基团含量、单糖比例和色素组成）因物种和环境而异[131][132]。这些结构差异直接影响其生物活性，尤其是在抗氧化方面。
Ulvula lactuca和Ulvula fasciata与传统癌症疗法的比较
结肠癌的标准治疗方法包括化疗、放疗和靶向药物，但常伴随免疫抑制、胃肠道紊乱和治疗失败等副作用[139]。相比之下，Ulvula lactuca和Ulvula fasciata作为辅助或替代疗法具有更好的生物相容性和较低的毒性。这些海洋藻类含有多种生物活性成分，如ulvan（硫酸化多糖）。
关于Ulvula lactuca和Ulvula fasciata的临床试验和研究
尽管人们对海洋藻类作为生物活性化合物来源的兴趣日益增加，但目前针对Ulvula lactuca和Ulvula fasciata在结肠癌临床应用的研究仍较少[168]。现有研究主要基于体外和体内实验，发现这些藻类具有抗癌作用，如诱导细胞凋亡、抑制细胞生长和调节Wnt/β-连环蛋白通路。
方法学局限性与关键问题
尽管关于Ulvula lactuca和Ulvula fasciata的研究显示其衍生物具有抗癌潜力，但仍存在一些方法学缺陷，如使用不同的结肠癌细胞系和动物模型，导致结果难以直接比较[190]。此外，研究结果存在较大差异。
结论
Ulvula lactuca和Ulvula fasciata的生物活性大分子因其独特的结构特性和多种作用机制，可为结肠癌的管理提供综合治疗方案。硫酸化多糖（如ulvans）通过多种分子途径和免疫调节作用发挥抗癌效果，而酚类化合物和色素则有助于维持氧化平衡并减少炎症因子。
作者贡献声明
迪维亚·维贾亚库马尔（Divya Vijayakumar）：负责撰写综述和初稿编辑、数据验证及整体指导。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
