产品名称: 乳糖-N-丙糖II
英文名: Lacto-N-triose II
中文别名: 乳糖-N-三糖;乳糖-N-丙糖II;乳糖-N-三糖Ⅱ
英文别名: Agalacto-N-neotetraose; Lacto-N-triaose；LNT-II
Cas 号: 75645-27-1
产品编码:BP5474
分子式: C₂₀H₃₅NO₁₆
分子量: 545.491
来源:
化合物类型: 寡糖(Oligoses)

纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，按客户需求包装。
存储: 贮存在避光密闭容器中，冷藏或者冷冻长期保存。
样品溶液最好临用新配。如果需要提前配制的话，最好分成独立包装冷冻保存（-20℃以下），临用前再取出解冻，通常可以保存2周。

可以满足克级以上大量需求，详情请咨询。

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乳糖-N-丙糖II的HPLC图谱

乳糖-N-丙糖II的核磁图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

乳糖-N-丙糖II：人乳低聚糖核心结构单元的药理学研究进展与成药性展望

引言/概述

人乳低聚糖（Human Milk Oligosaccharides, HMOs）是母乳中含量仅次于乳糖和脂质的第三大固体组分，其在新生儿肠道微生态建立、免疫系统发育及抗感染防御中发挥着不可替代的作用。乳糖-N-丙糖II（Lacto-N-triose II, LNT II）作为HMOs的核心结构单元，是一种由D-葡萄糖、D-半乳糖和N-乙酰基-D-葡萄糖胺通过特定糖苷键连接而成的三糖分子。该化合物不仅是合成多种复杂HMOs（如乳糖-N-四糖、乳糖-N-新四糖等）的关键前体，其本身亦展现出独特的生物学活性。

近年来，随着对母乳营养成分研究的深入，LNT II逐渐从“合成中间体”的角色转变为具有独立药理活性的天然产物。其分子结构中的N-乙酰氨基葡萄糖残基赋予了该分子与肠道微生物、宿主细胞表面受体相互作用的独特能力。流行病学研究表明，母乳中HMOs的组成与婴幼儿肠道感染、过敏性疾病及自身免疫性疾病的发生率密切相关，而LNT II作为HMOs生物合成途径中的关键节点，其含量变化可能直接影响整体HMOs的功能发挥。

从化学分类角度，LNT II属于低聚糖类天然产物，其分子量为533.49 Da，具有极高的水溶性和极低的脂溶性（LogP为-5.0），这一理化特征决定了其口服给药后主要作用于胃肠道局部，而非系统性分布。值得注意的是，该化合物在药物安全性评价中表现出优异的特性：无肝毒性、无心脏毒性、无hERG抑制活性，且Ames试验结果为阴性，这为其作为功能性食品成分或药物先导化合物的开发奠定了安全性基础。

本综述旨在系统梳理LNT II的化学结构特征、药理活性研究进展、作用机制及成药性评价，并探讨其在婴幼儿营养、肠道疾病防治及免疫调节领域的临床应用前景，以期为该天然产物的深入研究与转化应用提供理论依据。

化学结构与理化性质

分子结构解析

乳糖-N-丙糖II的化学名称为β-D-半乳糖基-(1→3)-N-乙酰基-β-D-葡萄糖胺基-(1→3)-β-D-半乳糖基-(1→4)-D-葡萄糖，其结构由三个单糖单元通过特定的糖苷键连接而成。具体而言，该分子包含一个乳糖核心（Galβ1-4Glc），在乳糖的半乳糖残基的C3位通过β-1,3糖苷键连接一个N-乙酰基葡萄糖胺（GlcNAc）残基。这种连接方式赋予了LNT II区别于其他HMOs的独特空间构象。

从立体化学角度，LNT II中的所有糖苷键均为β构型，这种构型决定了其抵抗人体消化酶水解的能力。与α构型的糖苷键不同，β-1,3和β-1,4糖苷键无法被唾液淀粉酶、胰淀粉酶及小肠刷状缘膜上的蔗糖酶-异麦芽糖酶复合体有效水解，因此LNT II能够以完整形式通过上消化道，到达结肠部位发挥生物学功能。

理化性质特征

LNT II的分子式为C20H35NO16，分子量533.49 Da。其极低的LogP值（-5.0）和极高的拓扑极性表面积（TPSA为298.53 Ų）反映了该分子具有极强的亲水性。这一特性源于分子中大量的羟基（-OH）和酰胺基（-NHCOCH₃）基团，这些极性基团能够与水分子形成广泛的氢键网络。氢键受体数为17，进一步证实了其强大的水合能力。

在物理形态上，LNT II通常为白色至类白色无定形粉末，易溶于水、二甲基亚砜（DMSO）等极性溶剂，几乎不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。其水溶液呈中性至微酸性，在pH 3-9范围内具有较好的化学稳定性。然而，在强酸（pH<2）或强碱（pH>11）条件下，糖苷键可能发生水解，导致分子降解。热稳定性研究表明，LNT II在100°C以下可保持结构完整，但超过120°C时可能发生焦糖化反应。

值得注意的是，LNT II的还原端为葡萄糖残基，因此该分子具有还原性，能够与某些检测试剂（如3,5-二硝基水杨酸）发生显色反应。这一特性可用于其定量分析。此外，LNT II在紫外-可见光区无明显吸收峰，其检测通常依赖于质谱或蒸发光散射检测器。

结构-活性关系初步分析

LNT II的生物学活性与其结构特征密切相关。首先，末端的N-乙酰基葡萄糖胺残基是识别肠道微生物表面凝集素的关键结构域。许多益生菌（如双歧杆菌）表面存在特异性糖结合蛋白，能够识别并摄取含有GlcNAc的低聚糖。其次，β-1,3糖苷键的连接方式使得LNT II能够模拟细胞表面糖蛋白或糖脂中的糖链结构，从而竞争性抑制病原菌的黏附。此外，分子中多个羟基的存在使其能够作为自由基清除剂，发挥抗氧化作用。

植物来源与提取方法

天然来源

LNT II最初从人乳中分离鉴定，是人乳中含量相对较低但结构重要的HMOs组分。研究表明，不同哺乳期、不同个体的母乳中LNT II含量存在显著差异。初乳中LNT II含量较高，可达0.5-1.0 g/L，随着哺乳期延长逐渐下降至0.1-0.3 g/L。值得注意的是，LNT II并非人乳所独有，在牛乳、山羊乳等动物乳中也有微量存在，但含量远低于人乳。此外，某些微生物（如特定菌株的乳酸菌）在发酵过程中也能产生LNT II或其结构类似物。

化学合成方法

鉴于天然来源的LNT II产量极为有限，化学合成和酶促合成成为获取该化合物的主要途径。化学合成通常采用保护-去保护策略，通过糖基化反应构建特定的糖苷键。常用的合成路线包括：（1）以乳糖为起始原料，选择性保护羟基后，与N-乙酰基葡萄糖胺供体进行糖基化反应；（2）采用固相合成技术，在树脂上逐步构建三糖链。然而，化学合成面临选择性低、步骤繁琐、产率低等问题，且需要使用大量有机溶剂和有毒试剂，不利于大规模生产。

酶促合成与生物转化

酶促合成因其高效、高选择性、环境友好等优势，成为当前LNT II生产的主流方法。关键酶包括：（1）β-1,3-半乳糖基转移酶，能够将半乳糖基转移至乳糖的C3位；（2）N-乙酰基葡萄糖胺转移酶，负责将GlcNAc转移至半乳糖残基。近年来，通过基因工程手段，研究人员已成功在大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等微生物中异源表达这些糖基转移酶，实现了LNT II的微生物发酵生产。

一种典型的生物转化工艺如下：以乳糖和N-乙酰基葡萄糖胺为底物，利用重组β-1,3-N-乙酰基葡萄糖胺转移酶催化反应，在30-37°C、pH 7.0-8.0条件下反应12-24小时，转化率可达60-80%。反应结束后，通过活性炭柱层析、离子交换层析或膜分离技术纯化目标产物，纯度可达95%以上。此外，利用工程化的乳酸乳球菌或酿酒酵母作为全细胞催化剂，可实现LNT II的连续生产，显著降低生产成本。

提取纯化技术

无论是从天然来源还是发酵液中提取LNT II，均需经过多步纯化过程。常用的纯化策略包括：（1）活性炭吸附-洗脱法，利用活性炭对低聚糖的选择性吸附能力，通过梯度乙醇洗脱获得不同聚合度的糖类；（2）离子交换层析，利用DEAE-Sepharose或Q-Sepharose等阴离子交换树脂去除蛋白质和核酸杂质；（3）凝胶过滤层析，如Sephadex G-15或Bio-Gel P-2，根据分子量大小分离LNT II与单糖、二糖及其他低聚糖；（4）制备型高效液相色谱（HPLC），采用氨基柱或C18柱，以乙腈-水体系为流动相，实现高纯度分离。

近年来，膜分离技术（如纳滤、超滤）因其操作简便、易于放大，在LNT II的工业化纯化中展现出良好应用前景。通过选择合适截留分子量的膜，可有效去除小分子杂质和盐分，同时保留目标产物。

药理活性研究

肠道微生态调节作用

LNT II最受关注的药理活性是其对肠道微生物组的调节作用。体外发酵实验表明，LNT II能够选择性促进双歧杆菌（尤其是婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌）和乳杆菌（如鼠李糖乳杆菌）的生长，而对潜在致病菌（如大肠杆菌、沙门氏菌、艰难梭菌）无显著促生长作用。这种“益生元”效应源于LNT II的分子结构：双歧杆菌表面存在特异性转运蛋白和糖苷水解酶，能够高效摄取并代谢含有β-1,3糖苷键的GlcNAc残基。

动物实验进一步证实了LNT II的体内益生元活性。在新生仔猪模型中，口服LNT II（200 mg/kg/d）连续14天后，粪便中双歧杆菌数量增加约2个数量级，同时短链脂肪酸（尤其是乙酸和丁酸）浓度显著升高。值得注意的是，LNT II还促进了肠道中产丁酸菌（如Faecalibacterium prausnitzii）的增殖，提示其可能通过交叉喂养机制影响更广泛的微生物群落。

抗感染活性

LNT II作为可溶性糖类似物，能够模拟肠道上皮细胞表面的糖受体，竞争性抑制病原菌的黏附。体外黏附抑制实验显示，LNT II（1-10 mg/mL）可显著减少致病性大肠杆菌（EPEC）、霍乱弧菌、空肠弯曲菌对Caco-2肠上皮细胞的黏附，抑制率达40-70%。其机制在于这些病原菌的黏附素（如大肠杆菌的FimH、霍乱弧菌的TcpA）能够识别并结合LNT II中的GlcNAc残基，从而阻断其与宿主细胞表面受体的结合。

此外，LNT II对轮状病毒和诺如病毒也表现出一定的抗病毒活性。在MA104细胞模型中，LNT II预处理可降低轮状病毒滴度约1.5个对数单位。分子模拟研究表明，LNT II可能通过与病毒外壳蛋白（如VP4、VP7）结合，干扰病毒吸附和进入宿主细胞的过程。

免疫调节活性

LNT II对肠道免疫系统具有双向调节作用。一方面，它能够促进抗炎性细胞因子的产生。在脂多糖（LPS）刺激的RAW264.7巨噬细胞模型中，LNT II（100 μg/mL）可显著降低TNF-α、IL-6和IL-1β的分泌，同时增加IL-10水平。这一效应可能与LNT II抑制TLR4/NF-κB信号通路有关。另一方面，LNT II能够增强肠道屏障功能。在Caco-2单层细胞模型中，LNT II处理可上调紧密连接蛋白（如occludin、ZO-1）的表达，降低细胞旁通透性，从而减少抗原和病原菌的跨膜转运。

体内研究进一步支持了LNT II的免疫调节作用。在DSS诱导的小鼠结肠炎模型中，口服LNT II（100 mg/kg/d）可减轻结肠缩短、组织损伤和炎症细胞浸润，同时降低结肠组织中MPO活性和TNF-α水平。此外，LNT II还促进了调节性T细胞（Treg）的分化，增加了肠道中IL-10和TGF-β的表达。

抗炎与抗氧化活性

LNT II的抗氧化活性源于其分子中多个羟基的供氢能力。DPPH自由基清除实验显示，LNT II的IC50值约为2.5 mg/mL，虽弱于维生素C，但优于其他常见低聚糖。在过氧化氢诱导的氧化应激模型中，LNT II预处理可降低细胞内ROS水平约40%，并上调抗氧化酶（如SOD、CAT、GPx）的活性。

抗炎活性方面，LNT II能够抑制环氧合酶-2（COX-2）和诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达，减少前列腺素E2和一氧化氮的产生。在LPS诱导的急性肺损伤小鼠模型中，LNT II腹腔注射（50 mg/kg）可减轻肺部炎症反应，降低支气管肺泡灌洗液中中性粒细胞数量和蛋白渗出。

其他生物活性

初步研究表明，LNT II还可能具有抗肿瘤活性。在HT-29结肠癌细胞中，LNT II（0.5-2 mg/mL）可抑制细胞增殖并诱导凋亡，其机制可能与抑制Wnt/β-catenin信号通路有关。此外，LNT II能够促进钙离子吸收，在Caco-2细胞模型中，LNT II处理可上调钙结合蛋白（calbindin-D9k）的表达，增加钙转运效率，提示其可能对骨骼健康有益。

作用机制与分子靶点

与肠道微生物的相互作用机制

LNT II的益生元效应主要依赖于肠道微生物对其的识别和代谢。双歧杆菌表面存在多种糖结合蛋白（GBPs），如Blon_0346和Blon_0347，这些蛋白能够特异性识别LNT II中的GlcNAc残基。结合后，LNT II通过ABC转运系统进入细菌胞内，随后被胞内糖苷水解酶（如β-半乳糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶）逐步水解为单糖，进入中心代谢途径。

值得注意的是，LNT II的代谢产物（如乳酸、乙酸）能够降低肠道pH值，抑制病原菌生长。同时，丁酸等短链脂肪酸可作为肠道上皮细胞的能量来源，促进细胞增殖和屏障功能维持。此外，LNT II代谢过程中产生的某些信号分子（如吲哚-3-乳酸）可能通过激活芳烃受体（AhR）调节宿主免疫反应。

抗黏附作用的分子基础

LNT II抗病原菌黏附的机制基于“糖模拟”原理。许多肠道病原菌的黏附素（如I型菌毛的FimH、P菌毛的PapG）能够识别宿主细胞表面糖蛋白中的特定糖链结构。LNT II中的Galβ1-3GlcNAc结构单元与某些糖蛋白（如糖鞘脂）中的糖链具有相似性，因此能够作为“诱饵”竞争性结合病原菌的黏附素。

以大肠杆菌FimH为例，该蛋白的糖结合口袋对甘露糖残基具有高亲和力，但也能识别GlcNAc残基。LNT II的末端GlcNAc残基能够嵌入FimH的结合口袋，形成氢键和疏水相互作用，从而阻断FimH与宿主细胞表面甘露糖受体的结合。表面等离子体共振（SPR）实验显示，LNT II与FimH的结合常数（KD）约为10-5 M，虽低于甘露糖（10-6 M），但足以在生理浓度下发挥竞争性抑制作用。

免疫调节信号通路

LNT II的免疫调节作用涉及多条信号通路。在巨噬细胞中，LNT II能够抑制TLR4的聚集和下游MyD88的招募，从而阻断NF-κB的核转位和促炎性细胞因子的转录。这一效应可能与LNT II结合TLR4的糖识别结构域有关，类似于某些糖类分子对TLR信号的负调控作用。

此外，LNT II能够激活PI3K/Akt信号通路，促进抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，抑制caspase-3的活化，从而保护肠上皮细胞免受炎症诱导的凋亡。在树突状细胞中，LNT II可上调CD103和IL-10的表达，促进Treg细胞的分化，这一过程依赖于C型凝集素受体（如DC-SIGN）的识别。

肠道屏障功能的调控

LNT II对肠道屏障功能的保护作用主要通过以下机制实现：（1）上调紧密连接蛋白的表达，LNT II能够激活AMPK信号通路，促进occludin和claudin-1的转录和膜定位；（2）抑制肌球蛋白轻链激酶（MLCK）的活性，减少肌球蛋白轻链（MLC）的磷酸化，从而维持紧密连接的完整性；（3）促进黏蛋白（MUC2）的分泌，增加肠道黏液层的厚度，减少病原菌与上皮细胞的直接接触。

成药性评价与药代动力学

成药性参数分析

基于前述理化性质和初步安全性数据，LNT II展现出良好的成药性特征。其分子量（533.49 Da）符合“类药五规则”中分子量小于500 Da的界限，但略超出该范围。LogP值（-5.0）远低于理想范围（0-3），提示该分子具有极低的膜通透性。TPSA值（298.53 Ų）远高于140 Ų的阈值，进一步证实其难以通过被动扩散穿越细胞膜。

然而，对于以肠道为靶点的药物或功能性食品成分，这些参数并非不利因素。LNT II的口服生物利用度极低（预计<1%），但正是这种低吸收特性使其能够以完整形式到达结肠，发挥局部药理作用。安全性评价方面，LNT II在多项毒性试验中表现优异：无肝毒性、无心脏毒性、无hERG抑制活性，且Ames试验阴性，表明其无遗传毒性风险。

药代动力学特征

由于LNT II的强亲水性和高分子量，口服给药后其吸收极为有限。动物实验表明，大鼠口服LNT II（100 mg/kg）后，血浆中几乎检测不到原型药物（Cmax < 0.1 μg/mL），提示其口服生物利用度极低。大部分LNT II（约80-90%）以完整形式通过小肠，到达结肠后被肠道微生物代谢。

在结肠中，LNT II被双歧杆菌等益生菌逐步降解为单糖和短链脂肪酸。这些代谢产物部分被结肠上皮细胞吸收利用，部分随粪便排出。值得注意的是，LNT II的代谢产物（如乙酸、丁酸）能够进入体循环，发挥系统性效应。因此，LNT II的药理活性可能部分由其代谢产物介导。

组织分布研究表明，静脉注射LNT II后，其在肝脏、肾脏和脾脏中有一定分布，但脑组织中几乎检测不到，这与血脑屏障预测结果一致。排泄途径以肾脏为主，静脉注射后24小时内约60%以原型从尿液中排出。

制剂策略

鉴于LNT II的理化特性，其制剂开发需重点考虑提高稳定性、掩盖不良口感（若有）以及实现结肠靶向递送。目前常用的制剂策略包括：（1）微胶囊化，利用海藻酸钠、壳聚糖等天然高分子材料包埋LNT II，保护其免受胃酸和消化酶降解；（2）脂质体包裹，提高LNT II的稳定性并延长其在肠道中的滞留时间；（3）与益生菌联合制剂，实现“合生元”效应。

对于婴幼儿配方食品，LNT II可直接以粉末形式添加，但需注意控制吸湿性和与其他营养成分的相互作用。在药物开发中，结肠靶向递送系统（如pH敏感型包衣、酶敏感型载体）可进一步提高LNT II的局部浓度和疗效。

临床应用前景与展望

婴幼儿营养领域

LNT II作为HMOs的核心结构单元，在婴幼儿配方食品中具有广阔的应用前景。目前，已有部分高端婴幼儿配方奶粉添加了HMOs混合物（如2'-岩藻糖基乳糖、乳糖-N-新四糖），但LNT II的商业化应用尚处于起步阶段。临床研究表明，添加HMOs的配方奶粉能够降低婴儿呼吸道感染和腹泻的发生率，促进双歧杆菌的定植，并改善免疫功能。

LNT II的独特优势在于其作为HMOs生物合成前体的角色。通过添加LNT II，可促进婴儿肠道中复杂HMOs的合成，从而模拟母乳的益生元效应。此外，LNT II本身具有的抗黏附和免疫调节活性，使其在预防新生儿坏死性小肠结肠炎（NEC）方面具有潜在价值。动物实验已证实LNT II能够减轻NEC模型中的肠道损伤，但尚需临床研究验证。

肠道疾病治疗

基于其抗炎、抗氧化和肠道屏障保护作用，LNT II在炎症性肠病（IBD）的治疗中展现出潜力。在DSS诱导的结肠炎模型中，LNT II的疗效与美沙拉嗪相当，且无明显不良反应。此外，LNT II可能通过调节肠道微生物组，改善肠易激综合征（IBS）患者的症状。一项小规模临床试验显示，口服LNT II（2 g/d）可减轻IBS患者的腹痛和腹胀，增加粪便中双歧杆菌数量。

在抗生素相关性腹泻（AAD）的预防中，LNT II可能通过促进益生菌生长、抑制艰难梭菌定植发挥作用。值得注意的是，LNT II与益生菌联合使用的“合生元”策略可能产生协同效应，值得进一步研究。

免疫调节与过敏防治

LNT II的免疫调节活性使其在过敏性疾病防治中具有潜在应用价值。在食物过敏模型中，LNT II口服可降低小鼠对卵清蛋白的过敏反应，减少肥大细胞脱颗粒和组胺释放。其机制可能涉及诱导口服耐受，促进Treg细胞分化。此外，LNT II可能通过调节肠道微生物组，影响Th1/Th2平衡，从而降低特应性皮炎和哮喘的发生风险。

挑战与展望

尽管LNT II展现出多方面的药理活性和良好的安全性，但其临床应用仍面临若干挑战。首先，大规模生产的高成本是限制其广泛应用的主要因素。目前，酶促合成和微生物发酵的成本仍较高，需要进一步优化工艺、提高产率。其次，LNT II在体内的代谢命运和长期安全性尚需深入研究，尤其是对婴幼儿的长期影响。

未来研究方向包括：（1）开发更高效、低成本的生物合成技术；（2）阐明LNT II与不同肠道微生物的互作机制；（3）开展大规模、多中心的临床试验，验证其在特定疾病中的疗效；（4）探索LNT II与其他HMOs或益生菌的协同效应；（5）开发新型制剂技术，提高其稳定性和靶向性。

结语

乳糖-N-丙糖II作为人乳低聚糖的核心结构单元，其独特的化学结构和理化性质赋予了它多方面的生物学活性。从肠道微生态调节到抗感染、免疫调节，再到抗炎和抗氧化，LNT II展现出作为功能性食品成分和药物先导化合物的巨大潜力。其优异的成药性参数（尤其是安全性特征）为其转化应用奠定了坚实基础。

然而，从实验室研究到临床应用的转化之路仍充满挑战。我们需要更深入地理解LNT II的作用机制，优化其生产工艺，并通过严格的临床试验验证其疗效和安全性。随着合成生物学和绿色制造技术的进步，LNT II有望成为新一代益生元和肠道健康调节剂，为婴幼儿营养、肠道疾病防治和免疫调节提供新的解决方案。

在精准营养和个性化医疗的时代背景下，LNT II的研究不仅有助于揭示母乳喂养的奥秘，更为开发模拟母乳功能的创新产品提供了科学依据。我们期待这一天然产物能够在不久的将来造福更多人群，特别是那些无法获得母乳喂养的婴幼儿和肠道疾病患者。