Влияние бета-глюканов на иммунные и раковые клетки человека
advertisement
Влияние бета-глюканов на человеческий организм, иммунные и раковые клетки. The effects of beta-glucan on human immune and cancer cells АННОТАЦИЯ: Курение на всей территории prescriptional использование лекарственных трав среди больных раком распространено по всему миру. Якобы анти-рак эффекты большинства растительных экстрактов, в основном, на основе исследований, полученных из in vitro или in vivo на животных эксперименты. Текущая информация свидетельствует о том, что эти растительные экстракты оказывают биологическое действие либо через цитотоксические или иммуномодулирующей механизмов. Одним из активных соединений, отвечающих за иммунную эффекты растительных продуктах содержится в виде сложных полисахаридов, известного как бета-глюканы. бета-глюканы являются повсеместно найти как в бактериальной или грибковой клетки стены и были замешаны в инициации анти-микробного иммунного ответа. По результатам исследования in vitro, бета-глюканов действовать на нескольких иммунной рецепторы, в том числе Dectin-1, дополнение рецепторов (CR3) и TLR-2/6 и вызвать группу иммунных клеток, в том числе макрофаги, нейтрофилы, моноциты, естественных клеток-киллеров и дендритные клетки. Как следствие, врожденного и адаптивного ответа можно модулировать, бета-глюканов и они могут также повысить опсонической и не опсонической фагоцитоз. В исследованиях на животных, после перорального применения конкретных костяк 1-->3 линейных бетагликозидными цепи бета-глюканов не переваривает. Большинство бетаглюканы, введите проксимальном отделе тонкой кишки и некоторых захватываются макрофагами. Они включаются и фрагментированные внутри клеток, затем транспортируются по макрофаги до мозга и эндотелиальных ретикулярной системы. Небольшой бета-глюканов фрагментов в конце концов выпущен макрофаги и другие клетки иммунной системы, ведущий в различные иммунные реакции. Однако, бета-глюканы, разных размеров и структуры ветвления, может существенно переменной иммунной потенции. Тщательный отбор соответствующих бета-глюканы, необходимо, если мы хотим исследовать эффекты бета-глюканов клинически. До сих пор ни одно хорошее качество данных клинических исследований доступны на оценке эффективности очищенной бета-глюканов среди больных раком. Будущие усилия должны направить на выполнение хорошо спланированных клинических испытаний, чтобы проверить реальную клиническую эффективность бета-глюканов или бета-глюканы, содержащих соединений. Влияние бета-глюкана на человеческий организм, иммунная и раковые клетки Годфри Чи-Фун Адрес: gcfchan@hkucc.hku.hk Чан1 Крыло Кеунга Чан1 Адрес: wingkc@graduate.hku.hk Даниэль Человек- Адрес: daniel.sze@polyu.edu.hk Цзе Yuen2 1Кафедра Педиатрии И Подростковой Медицины, Li Ka-Shing Факультет Медицины, The University of Hong Kong, Гонконг 2Департамент Здравоохранения Техники и информатики, гонконгский политехнический университет, Гонконг Введение Значительная часть онкологических больных принимали дополнительного медицинского терапии при получении своих обычных противоракового лечения [1-6]. Среди них, растительные экстракты, такие как Ganoderma lucidum одна из самых распространенных форм потребления, особенно среди восточных [7-10]. Два механизмы, предложенные быть ответственным за противораковым действием этих травяных экстрактов; один помощью прямого цитотоксического действия, а другой-косвенно, через иммуномодулирующее действие [11,12]. Многие цитотоксической химиотерапии агенты в настоящее время используется, например, винкристин, таксол и этопозид изначально очищенная от травы. С другой стороны, трав с иммуномодулирующей функции в основном защищались коммерческого секторов и большинство из них можно приобрести непосредственно через прилавок или Интернет. К сожалению, организованных усилий исследования фактических полезность этой группы растений, а также их активные ингредиенты отсутствуют. В последние годы, одной из активных ингредиентов ответственность за иммуномодуляции многих из этих трав было установлено, что форма комплекс полисахаридов, известный как "β-D-глюкан", или просто называется бета-глюкана [8,13]. Рецепторы и механизмы действия бета-глюканов недавно была раскрыта через in vitro и in vivo эксперименты на животных. Поскольку β-глюканов недороги и имеют хороший запас прочности на основе исторических track records, их потенциальной терапевтической ценности заслуживают дальнейшего исследования. Мы рассмотрели здесь, литературы и наш опыт на in vitro и in vivo биологических исследований бета-глюканы, особенно на иммунную и анти-рак механизмов. Физико-химические свойства бета-глюкана β-глюканов являются одной из наиболее распространенных форм полисахариды, которые находятся внутри клеточной стенки бактерий и грибков. Все β-глюканов являются полимерами глюкозы, Соединенных между собой 1перед 3 линейных β-гликозидными цепи ядро и они отличаются друг от друга по их протяженности и разветвленности структур [14] (Рис. 1). Ветви производным от гликозидной цепи core являются весьма переменных и 2 основные группы ветвления являются 1перед 4 или 1перед 6 гликозидной цепи. Эти разветвления назначения появляются быть конкретным видам, например, бета-глюканов гриба имеют 1перед 6 боковых ветвей, в то время как те, бактерий 1перед 4 боковых ответвлений. Ряды ветвления следовать определенному отношение и филиалов может возникнуть из филиалов (второстепенные ответвления). В водном растворе, бета-глюканов пройти конформационные изменения в тройной спирали, одиночная спираль или случайных катушек. Иммунной функции бета-глюканы, видимо, зависит от их конформационного сложности [15]. Было высказано предположение, что высокая степень структурной сложности, связанные с более мощным immunmodulatory и антираковым действием. Для исследовательских целей, состава или структурную информацию о бета-глюканы, могут быть оценены несколькими способами, в том числе жидкостной хроматографии/массспектрометрии (LC/MS)[16], высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ)[17] и реже рентгеновской кристаллографии [18] или атомно-силовой микроскопии [19]. Однако, из-за утомительного и отсутствие количественный характер большинства этих технических приемов, они не могут быть применены в плановом порядке в качестве скринингового инструмента. Другие, менее изощренные методы в изучении бета-глюканов содержит фенола и серной кислоты, углеводы анализа, анилин голубое окрашивание методом ИФА. Потому что химическая модификация неизменно приводит к изменениям в природной конформации, большинство из этих методов не может отражать реальное отношение между структурой и биологической активностью. Среди них, анилин голубое окрашивание методом является относительно простой метод, чтобы экран для бета-глюкана, потому что ее способность сохранять природные конформации бета-глюканов во время окраски процесса. Она также имеет хорошие специфичность β-глюканы, но его ограничением является то, что он может измерять только ядро 1перед 3 линейных гликозидной цепи, а не филиалы. Эндотоксин загрязнения является еще одним важным вопросом, затрагивающим безопасность и потенциал биологический эффект бета-глюкана. Липополисахарид (ЛПС) это эндотоксинов, которые находятся внутри Грамотрицательных стенки бактериальной клетки и состоит из трех основных частей, в том числе липидный, core и полисахаридные цепочки [20]. Среди них, липидов было установлено, что основным компонентом в инициации иммунного ответа. LPS заражение может происходить во время культуры (или препарата бета-глюканы. С ЛПС является одним из наиболее мощным иммуностимулятором и его загрязнение может привести к ошибочно положительным результатам в иммунной тесты, количественной оценки ЛПС, должны быть выполнены, которая может быть оценена как кролик пироген тест или измененных limulus amebocyte лизат (LAL) анализа с лишенный фактор G [21]. Фармакодинамика и Фармакокинетика бета-глюкана Наиболее β-глюканов считаются не легкоусвояемые углеводы и ферментируется в различные степени микробной флоры кишечника [22-24]. Поэтому было сделано предположение, что их иммуномодулирующими свойствами могут быть частично обусловлены микробного зависимого эффекта. Однако, бета-глюканов на самом деле может напрямую связываются со специфическими рецепторами клеток иммунной системы, что свидетельствует о микробной независимых иммуномодулирующим действием [25]. Фармакодинамики и фармакокинетики бета-глюканов были изучены в животных и человека моделей. Исследования На Животных Исследования с использованием молочного крысиной модели для оценки поглощения и тканей распределение энтерально вводят меченых радиоактивными бета-глюкана, было обнаружено, что большинство бета-глюкана был обнаружен в желудке и двенадцатиперстной кишке 5 минут после введения [26]. Эта сумма быстро снижалась в течение первых 30 минут. Значительное количество бета-глюкана вошел проксимальных отделах кишечника вскоре после приема пищи. Его транзитной перевозки через проксимальных отделах кишечника со временем уменьшается с одновременным увеличением в подвздошной кишке. Несмотря на низкие системные уровни в крови (менее 0,5%), значительные системные иммуномодулирующие эффекты в плане гуморального и клеточного иммунного ответа были продемонстрированы. Фармакокинетику следующих внутривенное введение 3 разных высокоочищенных и ранее характеризуется β-глюканов изучались с помощью углеводов ковалентно с пометкой флуорофора на снижение конечной остановки. Изменения размера молекул, ветвление частоты и решения конформации было показано, что воздействие на устранение half-life, объем распределения и оформления [27]. Низкие системные уровень в крови бета-глюканов после приема внутрь не отражает полную картину того, фармакодинамическая бета-глюканов и не исключаем ее in vivo эффектов. Ченгв.к.нарасимхан et al. меченых β-глюканов с флюоресцентной отслеживать их коэффициент поглощения и переработки in vivo. В перорально β-глюканов были рассмотрены макрофагов через Dectin-1 рецепторов и был впоследствии транспортируется в селезенке, лимфатических узлах, костном мозге. Внутри костного мозга, макрофаги к деградации больших β-1,3глюканов на более мелкие растворим β-1,3-глюкан фрагменты. Эти фрагменты были впоследствии приняты соответствующие дополнения 3 рецептора (CR3) окаймленные гранулоцитов. Эти гранулоцитов с CR3 привязкой бета-глюкана-флуоресцеина, было показано, что убить инактивированной дополняют 3b (iC3b)-opsonized опухолевых клеток после того, как они были наняты для того, чтобы сайт активации комплемента, таких как опухолевые клетки, покрытые моноклональным антителом [28] (Рис. 2). Было также показано, что вводят внутривенно растворим β-глюканов может быть доставлен непосредственно CR3 о циркулирующих гранулоцитов. Кроме того, Райс PJ et al. показал, что растворимый β-глюканы, таких как Ламинарин и scleroglucan могут быть непосредственно связаны и интернализацию эпителий кишечника и лимфоидной ткани кишечника (GALT) клеток [29]. В отличие от макрофагов, интернализация растворим бета-глюкана эпителиальных клеток кишечной не Dectin-1 зависимым. Однако, Dectin-1 и TLR-2 отвечает за поглощение растворим бета-глюкана по ГАЛТ клеток. Другой важный вывод этого исследования состоит в том, что всасывается β-глюканов может увеличить сопротивление мышей с бактериальной инфекцией вызов. Исследования На Людях Как β-глюканов урегулируют свои эффекты после приема внутрь в человека остались быть определены. В исследование I фазы для оценки безопасности и переносимости растворимой форме устного β-глюканов [30]. β-глюканов разных дозах (100 мг/сут, 200 мг/сут или 400 мг/сут) были даны соответственно в течение 4 дней подряд. Нет, связанных с наркотиками, побочных явлений не наблюдалось. Повторные измерения бета-глюканов в сыворотке крови, однако, не выявила никаких системной абсорбции агента после перорального приема. Тем не менее, концентрации иммуноглобулина А в слюне значительно увеличилось-по 400 мг/сут руку, предлагая системный иммунный эффект был получен. Одним ограничением данного исследования является низкая чувствительность сыворотки β-глюканов определение. В заключение, исходя, в основном, данные, полученные на животных, бета-глюканов введите проксимального отдела тонкой кишки быстро и захватываются макрофагами после перорального приема. Бета-глюканы затем загружены в память и раскололась меньшего размера β-глюканов и отражаются до мозга и эндотелиальных ретикулярной системы. Небольшой β-глюканов фрагменты затем выпущен макрофаги и учитывается циркулирующих гранулоцитов, моноцитов и дендритные клетки. Иммунный ответ тогда будет получен. Тем не менее, мы должны интерпретировать эту информацию с осторожностью, так как большинство предлагаемых механизмов, основанных на in vitro и in vivo исследования на животных. Действительно, мало никаких доказательств для этих предположили, механизмы действия, фармакокинетика произошло у человека в данный момент. β-глюканов как иммуномодулятором Текущие данные показывают, что β-глюканов являются мощными иммуномодуляторов с эффекты как врожденного и адаптивного иммунитета. Способность врожденной иммунной системы быстро распознавать и реагировать на вторжения патогена являются неотъемлемыми для контроля над инфекцией. Dectin-1, тип II трансмембранного белка рецептора, который связывает β-1,3-и бета-1,6 глюканы, способных инициировать и регулировать врожденного иммунного ответа [31-33]. Он признает, β-глюканов найти в бактериальной или грибковой клеточной стенки с преимуществом, что β-глюканов отсутствуют в клетках человека. Затем он триггеры эффективного иммунного ответа, в том числе фагоцитоз и провоспалительных факторов производства, ведущие к ликвидации инфекционных агентов [34,35]. Dectin-1 выражается на клетки, отвечающие за врожденного иммунного ответа и был найден в макрофаги, нейтрофилы и дендритных клеток [36]. В Dectin-1 цитоплазматической хвост содержит immunoreceptor тирозин активации на базе motif (ИТПМ), что сигналы через тирозин-киназы в сотрудничестве с Toll-подобные рецепторы 2 и 6 (TLR-2/6) [34,37,38]. Весь сигнальный путь вниз по течению, чтобы dectin-1 активации еще не была полностью наметили, но несколько сигнальных молекул, как сообщается, в этом участие. Они NF-κB (через Syk-посредником пути), сигнализации адаптер белка CARD9 и ядерный фактор активированных Т-клеток (NFAT) [39-41] (Рис. 3). В конечном итоге это приведет к высвобождение цитокинов, включая интерлейкины (IL)-12, ИЛ-6, фактора некроза опухоли (ФНО)-Альфа -, и ИЛ-10. Некоторые из этих цитокинов может играть важную роль в терапии рака. С другой стороны, дендритные клеткиконкретные ICAM-3-хватая номера-интегрина гомолог, ЗНАК связанных 1 (SIGNR1) - это еще один крупный манноза рецепторов на макрофаги, что сотрудничает с Dectin-1 в nonопсонической признание бета-глюканов фагоцитоза [42] (Рис. 3). Кроме того, было установлено, что блокирование TLR-4 может подавлять продукцию IL-12 p40 и IL-10, индуцированных очищенная Ganoderma глюканов (PS-G), что свидетельствует о важной роли TLR-4 сигнальных в глюкан индуцированных созревания дендритных клеток. Такой эффект также управлять с помощью увеличения IκB киназы, NF-κB деятельности и MAPK фосфорилирования [43]. Один дополнительный отметить, что эти исследования предполагает взаимодействие между β-глюканов и TLR все использованные не очищенная β-глюканы, поэтому фактическое вовлечение чисто β-глюканов и TLR еще не было доказано. Другие возможные рецепторов и сигнальных каскадов, индуцированных β-глюканов являются менее определенными в данный момент. Например, lentinan, форма гриба производных β-глюканы, был найден, чтобы привязать старьевщик рецепторов на поверхности миелоидных клеток и вызывает фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K), Akt киназы и p38 митоген-активированный протеин киназы (MAPK) сигнальный путь [44](Рис. 3). Но никаких конкретных β-глюканов старьевщик рецепторов были определены до сих пор. Candida albicans производные β-глюканы, но не других форм патогенных грибковых βглюканов можно привязать к LacCer рецепторов и активировать PI-3К пути в управление миграции нейтрофилов [45] (Рис. 3), но для активации пути, могут привлекать других молекул, находящиеся в Candida производных β-глюканов. Мы обнаружили, что β-глюканов может побудить человека мононуклеарных клеток периферической крови пролиферации [46]. Она может также повысить фенотипические и функциональные созревания, полученных дендритные клетки моноцитарно со значительным ИЛ-12 и ИЛ-10 производства. Аналогичные выводы были найдены Lin et al. с использованием PS-G, кроме того, лечение дендритных клеток с PS-Г повысилась Т-клетокстимулирующее потенциала и улучшение Т-клеток секрецию интерферон-гамма и IL-10 [43,47]. Это действие, по крайней мере, опосредованное участие в через Dectin-1 рецепторов. Эффективность таких иммуномодулирующие эффекты отличается среди β-глюканов и очищенные полисахариды разного размера, сложности и разветвленности. В общем, большего размера и более сложные β-глюканы, такие как тех, которые связаны с Ganoderma lucidum имеют высшее иммуномодулирующей активностью. Адаптивных функций иммунной системы с помощью комбинированного действия антигенпрезентирующих клеток и Т-клетки. В частности, I класса главного комплекса гистосовместимости (MHC-I) презентации антигенов CD8(+) цитотоксических Т-клеток ограничено протеосом генерируемые пептидов из внутриклеточных возбудителей. С другой стороны, класс II гистосовместимости (MHC II) эндоцитозного пути представлена только протеолитических пептидов от внеклеточных возбудителей к CD4(+) Т-хелперов. Углеводы были ранее считалось, стимулирует иммунные реакции, независимо Т-клеток [48]. Однако, цвиттер-ионных полисахариды (полисахариды, которые несут как положительные, так и отрицательные заряды), таких как β-глюканов можете активировать CD4(+) Т-клеток через MHC II эндоцитозного пути [49]. β-глюканов обрабатываются до низкомолекулярных углеводов с помощью оксида азота-опосредованного механизма. Затем эти углеводы bind to MHC II внутри антиген-презентирующими клетками, такими как дендритные клетки для представления Т-хелперов. Исходные данные предположил, что это впоследствии приводит к Th-1 ответ, но существуют противоречивые данные, относящиеся к данному аспекту. В нашем in vitro данные, бета-глюканов не склонны политизировать Т-клеток, в-Й-1, Р-2 или регуляторных Т-клеток [46]. Однако, недавние публикации предложил β-глюканы, таких как zymosan может вызвать T-клеток в T-reg-клеток в КИВОК модели мышей [50]. Поэтому, будь β-глюканов могут вызвать важные иммунологических реакций путем активации Т-клеток остается провести дальнейшее расследование. Другой механизм бета-глюкана действие опосредуется через активированный дополняют рецептора 3 (CR3, также известный как CD11b/CD18), который находится на естественных киллеров (NK-клеток), нейтрофилов и лимфоцитов. Этот путь несет ответственность за опсонической признание бета-глюканы, ведущих к фагоцитозу и реактор лизисе клеток. βглюканов привязки к лектин домен CR3 и премьер-она для привязки к инактивированной дополняют 3b (iC3b) на поверхности ячеек реактора. Реактор клетки могут иметь любой тип клеток, в том числе раковых клеток, помеченных с помощью моноклональных антител и покрытые iC3b. Бета-глюканы-активированный циркулирующих клеток, таких, как CR3, содержащих нейтрофилов затем вызвать лизиса на iC3b покрытием опухолевых клеток [28]. Аналогичным образом, большинство человеческих клеток НК express CR3 и было показано, что опсонизацию NK-клетки, покрытые iC3b приводит к увеличению лизис цели. Бета-цепь CR3 молекулы (CD18), а не Альфа-цепь (CD11b) отвечает на бета-глюкана обязательного [51,52]. Эта концепция была поддержана in vivo исследование, демонстрирующее, ячмень β-1,3;1,4глюкан, представленные в устной может потенцировать действие противоопухолевых моноклональных антител (анти-ганглиозида естественного происхождения-2 или "3F8"), что приводит к росту регрессию опухоли и выживаемости человека, нейробластома ксенотрансплантатов модели мыши [53]. 3F8 плюс бета-глюкана было показано, что производят почти полная регрессия опухоли или стабилизация болезни), тогда как 3F8 или бета-глюкана в одиночку не показал существенного эффекта. Медиана выживаемости в 3F8 плюс бета-глюкана группа была в 5,5 раза выше, чем в контрольных группах, и до 47% мышей оставались без прогрессирования в отличие от <3% контролирует в конце исследуемого периода. Никаких побочных эффектов отмечено не было, во всех мышей, получавших бета-глюкана, 3F8, или 3F8 плюс бета-глюкана. Аналогичный ксенотрансплантат модель была принята в дальнейшем для изучения различных целевых опухолевые антигены и типов опухолей. Было установлено, что бетаглюкана оказывает аналогичные противоопухолевый эффекты независимо от антигенов (CD2, GD3, CD20, эпидермальный фактор роста-рецепторов, и HER-2) или человеческих типов опухолей (нейробластома, меланомы, лимфомы, эпидермоидной карциномы, и карциномы молочной железы) или опухоли сайтов (подкожно по сравнению системных). Эффект был сопоставлен с молекулярной размер бета-1,3;1,4-глюкан [53,54]. Кроме того, 2 другими рецепторами, известный как мусорщик [55] и lactosylceramide [56,57] также связывают β-глюканов и может вызвать различные ответы. β-глюканов может повысить эндотоксин оформления через старьевщик рецепторов сопровождается уменьшением TNF производства, ведущие к повышению выживаемости у крыс, перенесших Escherichia coli сепсис [58]. С другой стороны, бета-глюканов привязки к lactosylceramide рецепторов может повысить миелоидной прародителя распространения и нейтрофилов окислительного взрыва ответ, что приводит к увеличению числа лейкоцитов, антимикробной активности. Это также связано с активацию NF-κB в человеческих нейтрофилов [59]. Снова в других исследованиях, структурно различных β-глюканов представляется, имеют разные эти сродство к рецепторам. Например, только с высокой молекулярной массой β-глюканов может эффективно привязать к lactosylceramide рецепторов. Поэтому, заметно отличается хост ответы, вызываемых различными способами β-глюканов ожидается. В резюме, бета-глюканов действовать по разнообразию, связанных с иммунной рецепторов, в частности, Dectin-1 и CR3, и может вызвать широкий спектр иммунных реакций. Целевые клетки иммунной системы бета-глюканов включают макрофаги, нейтрофилы, моноциты, NK-клеток и дендритные клетки (Рис. 3). Иммуномодулирующей функции, индуцированных β-глюканов вовлечь как врожденного и адаптивного иммунного ответа. β-глюканов также повысить опсонической и не опсонической фагоцитоз. Ли β-глюканов поляризовать Т-клетки к подмножество определенном направлении еще предстоит изучить. Антираковым действием бета-глюканов Становится ясно, что β-глюканов сами не имеют прямого цитотоксического действия. Исследования о возможной причастности цитотоксические эффекты бета-глюканов были либо исследования с использованием сырой экстракты бета-глюкана содержащие травы или использование бета-глюкана антикоррозионная моноцитов. Для бета-глюкана, содержащие травы, как Ganoderma lucidum (Линчжи), существуют и другие активные компоненты, такие как ganoderic кислоты от ее мицелий [60] тритерпены и от его spore [61-63], было показано, что прямая антираковым действием самостоятельно. Мы не нашли каких-либо прямого цитотоксического действия бета-глюканов на панели общих клеточных линий рака испытаны в том числе рак, саркома, и blastoma. β-глюканов также не вызывают каких-либо пути апоптоза и не имели непосредственного влияния на теломеразы и длины теломер раковых клеток (неопубликованные данные). В отличие от этого, он стимулирует пролиферацию моноцит lineage лейкозных клеток в лабораторных условиях и может способствовать созревания дендритных клеток, полученных из лейкемических клеток [64]. Следовательно, будет ли это выгодно применять β-глюканов на лейкозных больных остается спорным, и должен рассматриваться с осторожностью. В английской литературе, нет никаких клинических испытаний, которые непосредственно оценил антираковым действием очищенной β-глюканов у онкологических больных. Большинство исследований были оценки токсичности или основной профиль иммунные изменения, больных раком без решения об изменении рака статус. Кроме того, большинство исследований, связанных с использоваться либо сырой растительные экстракты или часть выдержек вместо очищенного β-глюканов. Поэтому трудно определить реальные последствия были связаны на бета-глюканов или другие привходящие веществ, содержащихся в смеси. В проспективного клинического исследования краткосрочные иммунной эффекты пероральных бета-глюкана у пациентов с раком молочной железы, 23 пациенток с раком молочной железы, были по сравнению с 16 здоровых самок контроля [65]. Устные β-1,3;1,6глюкан было принимать ежедневно. Образцы крови были собраны на день 0 и 15. Было установлено, что, несмотря на относительно низких начальных лейкоцитов, устные бетаглюкана может стимулировать распространение и активации моноцитов периферической крови у пациентов с раком молочной железы. Может ли это быть переведены на клинический эффект остается без ответа. Клинические испытания на антираковым действием природных продуктов с бета-глюкана Множество съедобных грибов, в частности, в видов грибов урожая иммуногенные веществ с потенциальной противоопухолевой активностью [66]. β-глюканов являются одним из распространенных активных компонентов (Табл. 1). В ограниченных клинических испытаний на опухолей человека, большинство из них были хорошо переносится. Среди них, lentinan производный от Lentinus edodes это форма бета-глюканов [67]. Так оно плохое кишечного всасывания, внутриплеврального, внутрибрюшинным [68] или внутривенно маршруты были приняты в клинические испытания, которые показали некоторые клинические преимущества при использовании в качестве адъювантной химиотерапии [69]. Schizophyllan (SPG) или sizofiran это еще бета-глюкана, производные от Schizophyllan коммуна. Тройной винтовой комплекс β-глюканов структура предохраняет ее от адекватные устные поглощения поэтому внутриопухолевые маршрута или инъекции в регионарные лимфатические узлы были приняты [70,71]. В рандомизированном исследовании, SPG в сочетании с традиционной химиотерапией улучшить долгосрочную выживаемость пациентов с раком яичников [72]. Но то ли длительное выживание может впоследствии привело к улучшению условий излечения остаются без ответа. Майтаке D-Fraction, извлеченные из Grifola frondosa (Майтаке) было обнаружено уменьшение размера легких, печени и опухоли молочной железы в более чем 60% пациентов, когда он был в сочетании с химиотерапией в 2 контроля над вооружениями исследования по сравнению с химиотерапией в одиночку [73]. Последствия были менее очевидны, больных лейкемией, желудок и мозг больных раком [74]. Но ценность клинического исследования впоследствии был допрошен еще один независимый наблюдатель [75]. Два протеогликанов от Coriolus лишай (Yun Zhi) - PSK (Полисахарид-K) и PSP (Polysaccharopeptide), относятся к числу наиболее широко изучены бета-глюкана содержащие травы клинических испытаний информации. Однако, как PSK и PSP белком полисахариды, так что их действия не являются необходимыми непосредственно эквивалентно чистой β-глюканов [76]. В серии испытаний из Японии и Китая, PSK и PSP хорошо переносились без значительных побочных эффектов [66,77-81]. Они также длительное выживание некоторых пациентов с карциномой и не лимфоидной лейкемией. Ganoderma полисахариды β-глюканы, производные от Ganoderma lucidum (Линчжи Рейши). В то время как бета-глюкана является важнейшей составляющей Ganoderma мицелий, она является лишь второстепенным компонентом в Ganoderma spore [7]. Основной активный ингредиент в Ganoderma spore экстракт тритерпеновые который является цитостатическим в природе. В Открытое исследование у пациентов с распространенным раком легких, тридцать шесть пациентов лечили с 5,4 г/день Ganoderma полисахаридов в течение 12 недель с неубедительными переменных и результатов на цитокинов профили [82]. Другое исследование, проведенное на 47 пациентов с прогрессирующим колоректальным раком с помощью той же дозировке и снова период продемонстрировали аналогичные переменной иммунного ответа структуры [83]. Эти результаты свидетельствуют о непоследовательности клинических исходов у помощью укрепления иммунной травяные экстракты клинически, которые могут быть частично связано с примесью продукции. Заключение Внутренние различия бета-глюканы, полученных из различных источников будет вызывать переменной иммунной и анти-рак ответы. Мы обобщил существующие в настоящее время ограничения бета-глюкана исследований из литературных источников (Таблица 2). Эти недостатки усугубляются еще и тем, что многие исследования по бета-глюкана, связанных с травы часто используются сырой экстракты, а не очищенной соединений, поэтому дезориентирующее воздействие других химических веществ, не может быть полностью исключен [84]. Тщательный отбор соответствующих бета-глюкана продукты с хорошей предварительной контроль качества необходимо, если мы хотим понять и сравнить результаты, о том, как β-глюканов действовать на нашу иммунную систему и оказывает антираковым действием. Возможно четко определенными бета-глюкана стандарту, необходимо в срочном это поле для экспериментов в контролируемых условиях. До сих пор, существует очень мало данных клинических исследований по использованию очищенной βглюканов для онкологических больных. Будущие исследования должны быть направлены на получение такой информации, поэтому он может помочь нам в применении β-глюканов рационально и эффективно для наших больных раком в будущем. Конкурирующие интересы Авторы заявляют, что нет никакого конфликта интересов, конфликтов, в том числе финансового характера, связанных с какой-либо фармацевтической или коммерческая фирма. Авторов взносов GCFC инициатором концепции, писал и переработал рукопись и создания иллюстраций. WKC вовлечен в написание, согласование и доработку рукописи. DMS, участвующих в подготовке и пересмотре рукопись. Выражение признательности Мы хотели бы поблагодарить д-р Анита чан (U. в провинции Альберта), для английского редактирования, мистер Спенсер Нг для производства графических фигур, Эдвард Саи-Ким Hotung Педиатрического Образования И Исследований фонда, URC/CRCG Грантов и ПАУ Квонг Wun Благотворительный фонд поддержки бета-глюкан, связанных с этим работ. The effects of β-glucan on human immune and cancer cells Godfrey Chi-Fung Email: gcfchan@hkucc.hku.hk Chan1 Wing Keung Email: wingkc@graduate.hku.hk Chan1 Daniel Man-Yuen Email: daniel.sze@polyu.edu.hk Sze2 1Department of Paediatrics & Adolescent Medicine, Li Ka Shing Faculty of Medicine, The University of Hong Kong, Hong Kong 2Department of Health Technology and Informatics, The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong Introduction A significant proportion of cancer patients have been taking complementary medical therapies while receiving their conventional anti-cancer treatments [1-6]. Among them, herbal extracts such as Ganoderma lucidum are one of the most common modalities being consumed especially among Oriental [7-10]. Two mechanisms have been proposed to be responsible for the anti-cancer action of these herbal extracts; one is via direct cytotoxic effect and the other is indirectly through immunomodulatory action [11,12]. Many cytotoxic chemotherapeutic agents currently in use such as vincristine, taxol and etoposide are originally purified from herbs. On the other hand, herbs with immunomodulatory functions have mainly been advocated by commercial sectors and most of them can be directly purchased over the counter or the internet. Unfortunately, organized efforts to investigate the actual usefulness of this group of herbs as well as their active ingredients are lacking. In recent years, one of the active ingredients responsible for the immunomodulation of many of these herbs was found to be a form of complex polysaccharides known as "β-D-glucan", or simply called β-glucan [8,13]. The receptors and mechanisms of action of β-glucans have recently been unfolded via in vitro and in vivo animal experiments. Since β-glucans are inexpensive and have good margin of safety based on historical track records, their potential therapeutic value deserve further investigation. We reviewed here the literature and our experience on the in vitro and in vivo animal biological studies of β-glucans, particularly on their immune and anti-cancer mechanisms. Physical and chemical properties of β-glucan β-glucans are one of the most abundant forms of polysaccharides found inside the cell wall of bacteria and fungus. All β-glucans are glucose polymers linked together by a 1→ 3 linear β- glycosidic chain core and they differ from each other by their length and branching structures [14] (Figure 1). The branches derived from the glycosidic chain core are highly variable and the 2 main groups of branching are 1→4 or 1→6 glycosidic chains. These branching assignments appear to be species specific, for example, β-glucans of fungus have 1→6 side branches whereas those of bacteria have 1→4 side branches. The alignments of branching follow a particular ratio and branches can arise from branches (secondary branches). In aqueous solution, β-glucans undergo conformational change into triple helix, single helix or random coils. The immune functions of βglucans are apparently dependent on their conformational complexity [15]. It has been suggested that higher degree of structural complexity is associated with more potent immunmodulatory and anti-cancer effects. For research purposes, the composition or structural information of β-glucans can be evaluated by a variety of methods including liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS)[16], high performance liquid chromatography (HPLC)[17] and less often X-ray crystallography [18] or atomic force microscopy [19]. However, due to the tedious and lack of quantitative nature of most of these technical methods, they cannot be applied routinely as a screening tool. Other less sophisticated techniques in studying the β-glucans contents include phenol-sulphuric acid carbohydrate assay, aniline blue staining method and ELISA. Because chemical modification invariably induces changes in the natural conformation, most of these methods cannot reflect the genuine relationship between the structure and the bioactivity. Among them, aniline blue staining method is a relatively simple method to screen for β-glucan because of its ability to retain the natural conformation of β-glucans during the staining process. It also has a good specificity for βglucans but its limitation is that it can only measure the core 1→3 linear glycosidic chain and not the branches. Endotoxin contamination is another important issue affecting the safety and potential biological effect of β-glucan. Lipopolysaccharide (LPS) is an endotoxin found inside the Gram negative bacterial cell wall and consists of three main parts including lipid A, core and polysaccharide chain [20]. Among them, lipid A was found to be the major component that can initiate an immune response. LPS contamination can occur during the culture or preparation of β-glucans. Since LPS is one of the most potent immune stimulator and its contamination can lead to false positive results in immune tests, quantification of LPS should be performed, which can be evaluated by either the rabbit pyrogen test or the modified limulus amebocyte lysate (LAL) assay with devoid factor G [21]. Pharmacodynamics & Pharmacokinetics of β-glucan Most β-glucans are considered as non-digestible carbohydrates and are fermented to various degrees by the intestinal microbial flora [22-24]. Therefore, it has been speculated that their immunomodulatory properties may be partly attributed to a microbial dependent effect. However, β-glucans in fact can directly bind to specific receptors of immune cells, suggesting a microbial independent immunomodulatory effect [25]. The pharmacodynamics and pharmacokinetics of βglucans have been studied in animal and human models. Animal Studies Study using a suckling rat model for evaluation of the absorption and tissues distribution of enterally administered radioactive labeled β-glucan, it was found that the majority of β-glucan was detected in the stomach and duodenum 5 minutes after the administration [26]. This amount rapidly decreased during first 30 minutes. A significant amount of β-glucan entered the proximal intestine shortly after ingestion. Its transit through the proximal intestine decreased with time with a simultaneous increase in the ileum. Despite low systemic blood levels (less than 0.5%), significant systemic immunomodulating effects in terms of humoral and cellular immune responses were demonstrated. The pharmacokinetics following intravenous administration of 3 different highly purified and previously characterized β-glucans were studied using carbohydrates covalently labeled with a fluorophore on the reducing terminus. The variations in molecular size, branching frequency and solution conformation were shown to have an impact on the elimination half-life, volume of distribution and clearance [27]. The low systemic blood level of β-glucans after ingestion does not reflect the full picture of the pharmacodynamics of β-glucans and does not rule out its in vivo effects. Cheung-VKN et al. labeled β-glucans with fluorescein to track their oral uptake and processing in vivo. The orally administered β-glucans were taken up by macrophages via the Dectin-1 receptor and was subsequently transported to the spleen, lymph nodes, and bone marrow. Within the bone marrow, the macrophages degraded the large β-1,3-glucans into smaller soluble β-1,3-glucan fragments. These fragments were subsequently taken up via the complement receptor 3 (CR3) of marginated granulocytes. These granulocytes with CR3-bound β-glucan-fluorescein were shown to kill inactivated complement 3b (iC3b)-opsonized tumor cells after they were recruited to a site of complement activation such as tumor cells coated with monoclonal antibody [28] (Figure 2). It was also shown that intravenous administered soluble β-glucans can be delivered directly to the CR3 on circulating granulocytes. Furthermore, Rice PJ et al. showed that soluble β-glucans such as laminarin and scleroglucan can be directly bound and internalized by intestinal epithelial cells and gut associated lymphoid tissue (GALT) cells [29]. Unlike macrophage, the internalization of soluble β-glucan by intestinal epithelial cells is not Dectin-1 dependent. However, the Dectin-1 and TLR-2 are accountable for uptake of soluble β-glucan by GALT cells. Another significant finding of this study is that the absorbed β-glucans can increase the resistance of mice to bacterial infection challenge. Human Studies How β-glucans mediate their effects after ingestion in human remained to be defined. In a phase I study for the assessment of safety and tolerability of a soluble form oral β-glucans [30]. β-glucans of different doses (100 mg/day, 200 mg/day or 400 mg/day) were given respectively for 4 consecutive days. No drug-related adverse events were observed. Repeated measurements of βglucans in serum, however, revealed no systemic absorption of the agent following the oral administration. Nonetheless, the immunoglobulin A concentration in saliva increased significantly for the 400 mg/day arm, suggesting a systemic immune effect has been elicited. One limitation of this study is the low sensitivity of serum β-glucans determination. In summary, based on mostly animal data, β-glucans enter the proximal small intestine rapidly and are captured by the macrophages after oral administration. The β-glucans are then internalized and fragmented into smaller sized β-glucans and are carried to the marrow and endothelial reticular system. The small β-glucans fragments are then released by the macrophages and taken up by the circulating granulocytes, monocytes and dendritic cells. The immune response will then be elicited. However, we should interpret this information with caution as most of the proposed mechanisms are based on in vitro and in vivo animal studies. Indeed, there is little to no evidence for these hypothesized mechanisms of action and pharmacokinetics occurred in human subjects at the moment. β-glucans as immunomodulating agent Current data suggests that β-glucans are potent immunomodulators with effects on both innate and adaptive immunity. The ability of the innate immune system to quickly recognize and respond to an invading pathogen is essential for controlling infection. Dectin-1, which is a type II transmembrane protein receptor that binds β-1,3 and β-1,6 glucans, can initiate and regulate the innate immune response [31-33]. It recognizes β-glucans found in the bacterial or fungal cell wall with the advantage that β-glucans are absent in human cells. It then triggers effective immune responses including phagocytosis and proinflammatory factors production, leading to the elimination of infectious agents [34,35]. Dectin-1 is expressed on cells responsible for innate immune response and has been found in macrophages, neutrophils, and dendritic cells [36]. The Dectin-1 cytoplasmic tail contains an immunoreceptor tyrosine based activation motif (ITAM) that signals through the tyrosine kinase in collaboration with Toll-like receptors 2 and 6 (TLR-2/6) [34,37,38]. The entire signaling pathway downstream to dectin-1 activation has not yet been fully mapped out but several signaling molecules have been reported to be involved. They are NF-κB (through Syk-mediate pathway), signaling adaptor protein CARD9 and nuclear factor of activated T cells (NFAT) [39-41] (Fig. 3). This will eventually lead to the release of cytokines including interleukin (IL)-12, IL-6, tumor necrosis factor (TNF)-α, and IL-10. Some of these cytokines may play important role in the cancer therapy. On the other hand, the dendritic cell-specific ICAM-3-grabbing non-integrin homolog, SIGN-related 1 (SIGNR1) is another major mannose receptor on macrophages that cooperates with the Dectin-1 in non-opsonic recognition of β-glucans for phagocytosis [42] (Fig 3). Furthermore, it was found that blocking of TLR-4 can inhibit the production of IL-12 p40 and IL-10 induced by purified Ganoderma glucans (PS-G), suggesting a vital role of TLR-4 signaling in glucan induced dendritic cells maturation. Such effect is also operated via the augmentation of the IκB kinase, NF-κB activity and MAPK phosphorylation [43]. One additional point to note is that those studies implied the interaction between β-glucans and TLR all used non-purified β-glucans, therefore the actual involvement of pure β-glucans and TLR remains to be proven. Other possible receptors and signaling pathways induced by β-glucans are less definite at the moment. For example, lentinan, a form of mushroom derived β-glucans, has been found to bind to scavenger receptor found on the surface of myeloid cells and triggers phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K), Akt kinase and p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway [44](Fig. 3). But no specific β-glucans scavenger receptor has been identified so far. Candida albicans derived β-glucans but not other forms of pathogenic fungal β-glucans can bind to LacCer receptor and activate the PI-3K pathway in controlling the neutrophil migration [45] (Fig. 3), but such activation pathway may involve other molecules found in the Candida derived β-glucans. We found that β-glucans can induce human peripheral blood mononuclear cells proliferation [46]. It can also enhance phenotypic and functional maturation of monocyte derived dendritic cells with significant IL-12 and IL-10 production. Similar findings were found by Lin et al. using PS-G, in addition, treatment of dendritic cells with PS-G resulted in enhanced T cell-stimulatory capacity and increased T cell secretion of interferon-γ and IL-10 [43,47]. This action is at least mediated in part through the Dectin-1 receptor. The potency of such immunomodulating effects differs among βglucans and purified polysaccharides of different size and branching complexity. In general, bigger size and more complex β-glucans such as those derived from Ganoderma lucidum have higher immunomodulating potency. The adaptive immune system functions through the combined action of antigen-presenting cells and T cells. Specifically, class I major histocompatibility complex (MHC-I) antigen presentation to CD8(+) cytotoxic T cells is limited to proteosome-generated peptides from intracellular pathogens. On the other hand, the class II MHC (MHC-II) endocytic pathway presents only proteolytic peptides from extracellular pathogens to CD4(+) T helper cells. Carbohydrates have been previously thought to stimulate immune responses independently of T cells [48]. However, zwitterionic polysaccharides (polysaccharides that carry both positive and negative charges) such as β-glucans can activate CD4(+) T cells through the MHC-II endocytic pathway [49]. β-glucans are processed to low molecular weight carbohydrates by a nitric oxide-mediated mechanism. These carbohydrates will then bind to MHC-II inside antigen-presenting cells such as dendritic cells for presentation to T helper cells. Initial data suggested that it subsequently leads to Th-1 response, but there are conflicting data related to this aspect. In our in vitro data, β-glucans do not tend to polarize T cells into either Th-1, Th-2 or regulatory T cells [46]. However, recent publications suggested βglucans such as zymosan may induce T-cells into T-reg cells in a NOD mice model [50]. Therefore, whether β-glucans can induce important immunologic responses through T cell activation remain to be further investigated. Another mechanism of β-glucan action is mediated via the activated complement receptor 3 (CR3, also known as CD11b/CD18), which is found on natural killer (NK) cells, neutrophils, and lymphocytes. This pathway is responsible for opsonic recognition of β-glucans leading to phagocytosis and reactor cells lysis. β-glucans bind to the lectin domain of CR3 and prime it for binding to inactivated complement 3b (iC3b) on the surface of reactor cells. The reactor cells can be of any cell type including cancer cells tagged with monoclonal antibody and coated with iC3b. The β-glucans-activated circulating cells such as the CR3 containing neutrophils will then trigger cell lysis on iC3b-coated tumor cells [28]. Similarly, majority of the human NK cells express CR3 and it was shown that opsonization of NK cells coated with iC3b leads to an increase in the lysis of the target. The beta chain of the CR3 molecule (CD18) rather than the alpha chain (CD11b) is responsible to the β-glucan binding [51,52]. This concept was supported by in vivo study demonstrating barley β-1,3;1,4-glucan given orally can potentiate the activity of an antitumor monoclonal antibody (anti-ganglioside-2 or "3F8"), leading to enhanced tumor regression and survival on a human neuroblastoma xenografts mouse model [53]. 3F8 plus β-glucan was shown to produce near-complete tumor regression or disease stabilization whereas 3F8 or β-glucan alone showed no significant effect. The median survival of the 3F8 plus β-glucan group was 5.5-fold higher than that of the control groups, and up to 47% of the mice remained progression free in contrast to <3% of controls at the end of the study period. No toxicities were noted in all mice treated with β-glucan, 3F8, or 3F8 plus β-glucan. A similar xenograft model was adopted subsequently for investigating various targeted tumor antigens and tumor types. It was found that β-glucan exerts similar anti-tumor effects irrespective of antigens (GD2, GD3, CD20, epidermal growth factor-receptor, and HER-2) or human tumor types (neuroblastoma, melanoma, lymphoma, epidermoid carcinoma, and breast carcinoma) or tumor sites (subcutaneous versus systemic). The effect was correlated with the molecular size of the β1,3;1,4-glucan [53,54]. Furthermore, 2 other receptors known as scavenger [55] and lactosylceramide [56,57] also bind βglucans and can elicit a range of responses. β-glucans can enhance endotoxin clearance via scavenger receptors by decreasing TNF production leading to improved survival in rats subjected to Escherichia coli sepsis [58]. On the other hand, β-glucans binding to lactosylceramide receptor can enhance myeloid progenitor proliferation and neutrophil oxidative burst response, leading to an increase in leukocyte anti-microbial activity. It is also associated with the activation of NF-κB in human neutrophils [59]. Again in other studies, structurally different β-glucans appear to have different affinity toward these receptors. For example, only high molecular weight β-glucans can effectively bind to the lactosylceramide receptor. Therefore, markedly different host responses induced by different β-glucans are expected. In summary, β-glucans act on a diversity of immune related receptors in particularly Dectin-1 and CR3, and can trigger a wide spectrum of immune responses. The targeted immune cells of βglucans include macrophages, neutrophils, monocytes, NK cells and dendritic cells (Figure 3). The immunomodulatory functions induced by β-glucans involve both innate and adaptive immune response. β-glucans also enhance opsonic and non-opsonic phagocytosis. Whether β-glucans polarize the T cells subset towards a particular direction remains to be explored. Anti-cancer effects of β-glucans It is becoming clear that β-glucans themselves have no direct cytotoxic effects. Studies implicating the cytotoxic effects of β-glucans were either from studies using crude extracts of β-glucan containing herbs or the use of β-glucan primed monocytes. For β-glucan containing herbs like Ganoderma lucidum (Lingzhi), there are other active components such as ganoderic acid from its mycelium [60] and triterpenes from its spore [61-63], which have all been shown to have direct anti-cancer effects independently. We did not find any direct cytotoxic effects of β-glucans on a panel of common cancer cell lines tested including carcinoma, sarcoma, and blastoma. β-glucans also did not trigger any apoptotic pathways and had no direct effect on the telomerase and telomeric length of the cancer cells (unpublished data). In contrast, it stimulated the proliferation of monocytic lineage leukemic cells in-vitro and can facilitate the maturation of dendritic cells derived from leukaemic cells [64]. Hence, whether it is beneficial to apply β-glucans on leukemic patients remains controversial and has to be considered with caution. In the English literature, there are no clinical trials that directly assessed the anti-cancer effects of purified β-glucans in cancer patients. Most studies were assessing the toxicity profile or underlying immune changes of the cancer patients without addressing on the change of cancer status. In addition, most of the related studies used either crude herbal extracts or a fraction of the extracts instead of purified β-glucans. Therefore, it is difficult to identify whether the actual effects were related to β-glucans or other confounding chemicals found in the mixture. In a prospective clinical trial of short term immune effects of oral β-glucan in patients with advanced breast cancer, 23 female patients with advanced breast cancer were compared with 16 healthy females control [65]. Oral β-1,3;1,6-glucan was taken daily. Blood samples were recollected on the day 0 and 15. It was found that despite a relatively low initial white cell count, oral β-glucan can stimulate proliferation and activation of peripheral blood monocytes in patients with advanced breast cancer. Whether that can be translated into clinical benefit remains unanswered. Clinical trials on anti-cancer effects of natural products with β-glucan Many edible fungi particularly in the mushroom species yield immunogenic substances with potential anticancer activity [66]. β-glucans are one of the common active components (Table 1). In limited clinical trials on human cancers, most were well tolerated. Among them, lentinan derived from Lentinus edodes is a form of β-glucans [67]. Since it has poor enteric absorption, intrapleural, intra-peritoneal [68] or intravenous routes had been adopted in clinical trials which showed some clinical benefit when used as an adjuvant to chemotherapy [69]. Schizophyllan (SPG) or sizofiran is another β-glucan derived from Schizophyllan commune. Its triple helical complex β-glucans structure prevents it from adequate oral absorption so an intratumoral route or injection to regional lymph nodes had been adopted [70,71]. In a randomized trial, SPG combined with conventional chemotherapy improved the long term survival rate of patients with ovarian cancer [72]. But whether the prolonged survival can subsequently led to a better cure rate remain unanswered. Maitake D-Fraction extracted from Grifola frondosa (Maitake mushroom) was found to decrease the size of the lung, liver and breast tumors in >60% of patients when it was combined with chemotherapy in a 2 arms control study comparing with chemotherapy alone [73]. The effects were less obvious with leukemia, stomach and brain cancer patients [74]. But the validity of the clinical study was subsequently questioned by another independent observer [75]. Two proteoglycans from Coriolus versicolor (Yun Zhi) – PSK (Polysaccharide-K) and PSP (Polysaccharopeptide) – are among the most extensively studied β-glucan containing herbs with clinical trials information. However, both PSK and PSP are protein-bound polysaccharides, so their actions are not necessary directly equivalent to pure β-glucans [76]. In a series of trials from Japan and China, PSK and PSP were well tolerated without significant side effects [66,77-81]. They also prolonged the survival of some patients with carcinoma and non-lymphoid leukemia. Ganoderma polysaccharides are β-glucans derived from Ganoderma lucidum (Lingzhi, Reishi). While β-glucan is the major component of the Ganoderma mycelium, it is only a minor component in the Ganoderma spore [7]. The main active ingredient in the Ganoderma spore extract is triterpenoid which is cytotoxic in nature. In an open-label study on patients with advanced lung cancer, thirty-six patients were treated with 5.4 g/day Ganoderma polysaccharides for 12 weeks with inconclusive variable and results on the cytokines profiles [82]. Another study on 47 patients with advanced colorectal cancer using the same dosage and period again demonstrated similar variable immune response patterns [83]. These results highlight the inconsistency of clinical outcomes in using immune enhancing herbal extracts clinically, which may partly be due to the impurity of the products used. Conclusion The intrinsic differences of the β-glucans derived from different sources will elicit variable immune and anti-cancer responses. We summarized the current limitations of β-glucan research from the literature (Table 2). The limitations are further complicated by the fact that many studies on βglucan related herbs often used crude extracts rather than purified compounds, therefore the confounding effects of other chemicals cannot be totally ruled out [84]. Careful selection of appropriate β-glucan products with good pre-test quality control is essential if we want to understand and compare the results on how β-glucans act on our immune system and exerting anticancer effects. A possibly well-defined β-glucan standard is urgently needed in this field for controlled experiments. So far, there are very few clinical trial data on using purified β-glucans for cancer patients. Future studies should aim to obtain such information so it can assist us in applying β-glucans rationally and effectively to our cancer patients in the future. Competing interests The authors declare that there is no conflict of interests, including conflicts of financial nature involving any pharmaceutical or commercial company. Authors' contributions GCFC initiated the concept, wrote and revised the manuscript and creating the illustrations. WKC involved in writing, coordination and revising the manuscript. DMS involved in the preparation and revision of manuscript. Acknowledgements We would like to thank Dr. Anita Chan (U. Alberta) for the English editing, Mr. Spencer Ng for the production of the graphic figures, the Edward Sai-Kim Hotung Paediatric Education & Research Fund, URC/CRCG Grants and Pau Kwong Wun Charitable Foundation for supporting the betaglucan related works. References Kim MJ,Lee SD,Kim DR,Kong YH,Sohn WS,Ki SS,Kim J,Kim YC,Han CJ,Lee JO,et al. Use of complementary and alternative medicine among Korean cancer patientsThe Korean journal of internal medicine 2004;19:250–256. [pmid: 15683114] McEachrane-Gross FP,Liebschutz JM,Berlowitz D. Use of selected complementary and alternative medicine (CAM) treatments in veterans with cancer or chronic pain: a crosssectional surveyBMC complementary and alternative medicine 2006;6:34. [pmid: 17026768] [doi: 10.1186/1472-6882-6-34] Inglin S,Amsler S,Arigoni F,Burton-Jeangros C,Pargoux-Vallade C,Sappino AP. [Complementary medicine use in oncology patients]Revue medicale suisse 2008;4:1264– 1266. [pmid: 18616209] Armstrong TS,Gilbert MR. Use of complementary and alternative medical therapy by patients with primary brain tumorsCurrent neurology and neuroscience reports 2008;8:264–268. [pmid: 18541122] [doi: 10.1007/s11910-008-0040-z] Mueller CM,Mai PL,Bucher J,Peters JA,Loud JT,Greene MH. Complementary and alternative medicine use among women at increased genetic risk of breast and ovarian cancerBMC complementary and alternative medicine 2008;8:17. [pmid: 18447953] [doi: 10.1186/1472-6882-8-17] Yang C,Chien LY,Tai CJ. Use of complementary and alternative medicine among patients with cancer receiving outpatient chemotherapy in TaiwanJ Altern Complement Med 2008;14:413–416. [pmid: 18435601] [doi: 10.1089/acm.2007.7181] Chan WK,Lam DT,Law HK,Wong WT,Koo MW,Lau AS,Lau YL,Chan GC. Ganoderma lucidum mycelium and spore extracts as natural adjuvants for immunotherapyJ Altern Complement Med 2005;11:1047–1057. [pmid: 16398597] [doi: 10.1089/acm.2005.11.1047] Chang R. Bioactive polysaccharides from traditional Chinese medicine herbs as anticancer adjuvantsJ Altern Complement Med 2002;8:559–565. [pmid: 12470436] [doi: 10.1089/107555302320825066] Chang S,Miles P. Ganoderma lucidum – a leader of medicinal mushroomsMushrooms: cultivation, nutritional value, medicinal effect, and environmental impact (1) 20041. CRC Press; :357–373. Chan G,Mullen P,Ha S,Wong G,Lee T,YL L. Use of alternative medical treatments in paediatric oncology patients in Hong KongAnnual Scientific Meeting of the Paediactric Society of Hong Kong. 1998 Wasser SP. Medicinal mushrooms as a source of antitumor and immunomodulating polysaccharidesAppl Microbiol Biotechnol 2002;60:258–274. [pmid: 12436306] [doi: 10.1007/s00253-002-1076-7] Borchers AT,Keen CL,Gershwin ME. Mushrooms, tumors, and immunity: an updateExp Biol Med (Maywood) 2004;229:393–406. [pmid: 15096651] Ooi VE,Liu F. Immunomodulation and anti-cancer activity of polysaccharide-protein complexesCurr Med Chem 2000;7:715–729. [pmid: 10702635] Stone BA,Clarke AE. Chemistry and biology of (1,3)-D-glucans. 1992Victoria, Australia.: La Trobe University Press; Bohn J,BeMiller J. (1->3)-β-Glucans as biological response modifiers: a review of structure-functional activity relationshipsCarbohydrate Polymers 1995;28:3–14. [doi: 10.1016/0144-8617(95)00076-3] Hanada N,Katayama T,Kunimori A,Yamashita Y,Takehara T. Four different types of glucans synthesised by glucosyltransferases from Streptococcus sobrinusMicrobios 1993;73:23–35. [pmid: 8441354] Rolin DB,Pfeffer PE,Osman SF,Szwergold BS,Kappler F,Benesi AJ. Structural studies of a phosphocholine substituted beta-(1,3);(1,6) macrocyclic glucan from Bradyrhizobium japonicum USDA 110Biochimica et biophysica acta 1992;1116:215–225. [pmid: 1610877] Jelsma J,Kreger DR. Ultrastructural observations on (1 leads to 3)-beta-D-glucan from fungal cell-wallsCarbohydrate research 1975;43:200–203. [pmid: 1237351] [doi: 10.1016/S0008-6215(00)83988-9] Marszalek PE,Li H,Fernandez JM. Fingerprinting polysaccharides with single-molecule atomic force microscopyNature biotechnology 2001;19:258–262. [pmid: 11231560] [doi: 10.1038/85712] Dixon DR,Darveau RP. Lipopolysaccharide heterogeneity: innate host responses to bacterial modification of lipid a structureJ Dent Res 2005;84:584–595. [pmid: 15972584] [doi: 10.1177/154405910508400702] Gaffin SL. Endotoxin determination in viscous opaque solutions of iron dextran by Limulus amebocyte lysateProgress in clinical and biological research 1979;29:221–227. [pmid: 92034] Knudsen KE,Jensen BB,Hansen I. Digestion of polysaccharides and other major components in the small and large intestine of pigs fed on diets consisting of oat fractions rich in beta-D-glucanBr J Nutr 1993;70:537–556. [pmid: 8260480] [doi: 10.1079/BJN19930147] Ohno N,Terui T,Chiba N,Kurachi K,Adachi Y,Yadomae T. Resistance of highly branched (1-->3)-beta-D-glucans to formolysisChem Pharm Bull (Tokyo) 1995;43:1057–1060. [pmid: 7641306] Wang H,Weening D,Jonkers E,Boer T,Stellaard F,Small AC,Preston T,Vonk RJ,Priebe MG. A curve fitting approach to estimate the extent of fermentation of indigestible carbohydratesEur J Clin Invest 2008;38:863–868. [pmid: 19021705] Vos A,M'Rabet L,Stahl B,Boehm G,Garssen J. Immune-modulatory effects and potential working mechanisms of orally applied nondigestible carbohydratesCrit Rev Immunol 2007;27:97–140. [pmid: 17725499] Vetvicka V,Dvorak B,Vetvickova J,Richter J,Krizan J,Sima P,Yvin JC. Orally administered marine (1-->3)-beta-D-glucan Phycarine stimulates both humoral and cellular immunityInt J Biol Macromol 2007;40:291–298. [pmid: 16978690] [doi: 10.1016/j.ijbiomac.2006.08.009] Rice PJ,Lockhart BE,Barker LA,Adams EL,Ensley HE,Williams DL. Pharmacokinetics of fungal (1–3)-beta-D-glucans following intravenous administration in ratsInt Immunopharmacol 2004;4:1209–1215. [pmid: 15251116] [doi: 10.1016/j.intimp.2004.05.013] Hong F,Yan J,Baran JT,Allendorf DJ,Hansen RD,Ostroff GR,Xing PX,Cheung NK,Ross GD. Mechanism by which orally administered beta-1,3-glucans enhance the tumoricidal activity of antitumor monoclonal antibodies in murine tumor modelsJ Immunol 2004;173:797–806. [pmid: 15240666] Rice PJ,Adams EL,Ozment-Skelton T,Gonzalez AJ,Goldman MP,Lockhart BE,Barker LA,Breuel KF,Deponti WK,Kalbfleisch JH,et al. Oral delivery and gastrointestinal absorption of soluble glucans stimulate increased resistance to infectious challengeThe Journal of pharmacology and experimental therapeutics 2005;314:1079–1086. [pmid: 15976018] [doi: 10.1124/jpet.105.085415] Lehne G,Haneberg B,Gaustad P,Johansen PW,Preus H,Abrahamsen TG. Oral administration of a new soluble branched beta-1,3-D-glucan is well tolerated and can lead to increased salivary concentrations of immunoglobulin A in healthy volunteersClin Exp Immunol 2006;143:65–69. [pmid: 16367935] [doi: 10.1111/j.13652249.2005.02962.x] Sun L,Zhao Y. The biological role of dectin-1 in immune responseInternational reviews of immunology 2007;26:349–364. [pmid: 18027205] [doi: 10.1080/08830180701690793] Brown GD,Herre J,Williams DL,Willment JA,Marshall AS,Gordon S. Dectin-1 mediates the biological effects of beta-glucansThe Journal of experimental medicine 2003;197:1119–1124. [pmid: 12719478] [doi: 10.1084/jem.20021890] Herre J,Gordon S,Brown GD. Dectin-1 and its role in the recognition of beta-glucans by macrophagesMolecular immunology 2004;40:869–876. [pmid: 14698225] [doi: 10.1016/j.molimm.2003.10.007] Schorey JS,Lawrence C. The pattern recognition receptor Dectin-1: from fungi to mycobacteriaCurr Drug Targets 2008;9:123–129. [pmid: 18288963] [doi: 10.2174/138945008783502430] Brown GD. Dectin-1: a signalling non-TLR pattern-recognition receptorNat Rev Immunol 2006;6:33–43. [pmid: 16341139] [doi: 10.1038/nri1745] Taylor PR,Brown GD,Reid DM,Willment JA,Martinez-Pomares L,Gordon S,Wong SY. The beta-glucan receptor, dectin-1, is predominantly expressed on the surface of cells of the monocyte/macrophage and neutrophil lineagesJ Immunol 2002;169:3876–3882. [pmid: 12244185] Gantner BN,Simmons RM,Canavera SJ,Akira S,Underhill DM. Collaborative induction of inflammatory responses by dectin-1 and Toll-like receptor 2The Journal of experimental medicine 2003;197:1107–1117. [pmid: 12719479] [doi: 10.1084/jem.20021787] Herre J,Marshall AS,Caron E,Edwards AD,Williams DL,Schweighoffer E,Tybulewicz V,Reis e Sousa C,Gordon S,Brown GD. Dectin-1 uses novel mechanisms for yeast phagocytosis in macrophagesBlood 2004;104:4038–4045. [pmid: 15304394] [doi: 10.1182/blood-2004-03-1140] Goodridge HS,Simmons RM,Underhill DM. Dectin-1 stimulation by Candida albicans yeast or zymosan triggers NFAT activation in macrophages and dendritic cellsJ Immunol 2007;178:3107–3115. [pmid: 17312158] Gross O,Gewies A,Finger K,Schafer M,Sparwasser T,Peschel C,Forster I,Ruland J. Card9 controls a non-TLR signalling pathway for innate anti-fungal immunityNature 2006;442:651–656. [pmid: 16862125] [doi: 10.1038/nature04926] Rogers NC,Slack EC,Edwards AD,Nolte MA,Schulz O,Schweighoffer E,Williams DL,Gordon S,Tybulewicz VL,Brown GD,et al. Syk-dependent cytokine induction by Dectin-1 reveals a novel pattern recognition pathway for C type lectinsImmunity 2005;22:507–517. [pmid: 15845454] [doi: 10.1016/j.immuni.2005.03.004] Taylor PR,Brown GD,Herre J,Williams DL,Willment JA,Gordon S. The role of SIGNR1 and the beta-glucan receptor (dectin-1) in the nonopsonic recognition of yeast by specific macrophagesJ Immunol 2004;172:1157–1162. [pmid: 14707091] Lin YL,Liang YC,Lee SS,Chiang BL. Polysaccharide purified from Ganoderma lucidum induced activation and maturation of human monocyte-derived dendritic cells by the NFkappaB and p38 mitogen-activated protein kinase pathwaysJ Leukoc Biol 2005;78:533– 543. [pmid: 15894585] [doi: 10.1189/jlb.0804481] Rice PJ,Kelley JL,Kogan G,Ensley HE,Kalbfleisch JH,Browder IW,Williams DL. Human monocyte scavenger receptors are pattern recognition receptors for (1-->3)-beta-DglucansJ Leukoc Biol 2002;72:140–146. [pmid: 12101273] Sato T,Iwabuchi K,Nagaoka I,Adachi Y,Ohno N,Tamura H,Seyama K,Fukuchi Y,Nakayama H,Yoshizaki F,et al. Induction of human neutrophil chemotaxis by Candida albicans-derived beta-1,6-long glycoside side-chain-branched beta-glucanJ Leukoc Biol 2006;80:204–211. [pmid: 16670126] [doi: 10.1189/jlb.0106069] Chan WK,Law HK,Lin ZB,Lau YL,Chan GC. Response of human dendritic cells to different immunomodulatory polysaccharides derived from mushroom and barleyInt Immunol 2007;19:891–899. [pmid: 17606977] [doi: 10.1093/intimm/dxm061] Lin YL,Lee SS,Hou SM,Chiang BL. Polysaccharide purified from Ganoderma lucidum induces gene expression changes in human dendritic cells and promotes T helper 1 immune response in BALB/c miceMol Pharmacol 2006;70:637–644. [pmid: 16670374] [doi: 10.1124/mol.106.022327] Bohn J,BeMiller J. (1->3)-β-Glucans as biological response modifiers: a review of structure-functional activity relationshipsCarbohydrate Polymers 1995;28:3–14. [doi: 10.1016/0144-8617(95)00076-3] Cobb BA,Wang Q,Tzianabos AO,Kasper DL. Polysaccharide processing and presentation by the MHCII pathwayCell 2004;117:677–687. [pmid: 15163414] [doi: 10.1016/j.cell.2004.05.001] Karumuthil-Melethil S,Perez N,Li R,Vasu C. Induction of innate immune response through TLR2 and dectin 1 prevents type 1 diabetesJ Immunol 2008;181:8323–8334. [pmid: 19050249] Klein E,Di Renzo L,Yefenof E. Contribution of CR3, CD11b/CD18 to cytolysis by human NK cellsMolecular immunology 1990;27:1343–1347. [pmid: 1980339] [doi: 10.1016/0161-5890(90)90041-W] Di Renzo L,Yefenof E,Klein E. The function of human NK cells is enhanced by betaglucan, a ligand of CR3 (CD11b/CD18)European journal of immunology 1991;21:1755– 1758. [pmid: 2060581] [doi: 10.1002/eji.1830210726] Cheung NK,Modak S,Vickers A,Knuckles B. Orally administered beta-glucans enhance anti-tumor effects of monoclonal antibodiesCancer Immunol Immunother 2002;51:557– 564. [pmid: 12384807] Modak S,Koehne G,Vickers A,O'Reilly RJ,Cheung NK. Rituximab therapy of lymphoma is enhanced by orally administered (1-->3),(1-->4)-D-beta-glucanLeuk Res 2005;29:679– 683. [pmid: 15863209] [doi: 10.1016/j.leukres.2004.10.008] Dushkin MI,Safina AF,Vereschagin EI,Schwartz Y. Carboxymethylated beta-1,3-glucan inhibits the binding and degradation of acetylated low density lipoproteins in macrophages in vitro and modulates their plasma clearance in vivoCell Biochem Funct 1996;14:209–217. [pmid: 8888575] Zimmerman JW,Lindermuth J,Fish PA,Palace GP,Stevenson TT,DeMong DE. A novel carbohydrate-glycosphingolipid interaction between a beta-(1–3)-glucan immunomodulator, PGG-glucan, and lactosylceramide of human leukocytesThe Journal of biological chemistry 1998;273:22014–22020. [pmid: 9705343] [doi: 10.1074/jbc.273.34.22014] Iwabuchi K,Nagaoka I. Lactosylceramide-enriched glycosphingolipid signaling domain mediates superoxide generation from human neutrophilsBlood 2002;100:1454–1464. [pmid: 12149231] Vereschagin EI,van Lambalgen AA,Dushkin MI,Schwartz YS,Polyakov L,Heemskerk A,Huisman E,Thijs LG,van den Bos GC. Soluble glucan protects against endotoxin shock in the rat: the role of the scavenger receptorShock (Augusta, Ga) 1998;9:193–198. [pmid: 9525326] Wakshull E,Brunke-Reese D,Lindermuth J,Fisette L,Nathans RS,Crowley JJ,Tufts JC,Zimmerman J,Mackin W,Adams DS. PGG-glucan, a soluble beta-(1,3)-glucan, enhances the oxidative burst response, microbicidal activity, and activates an NF-kappa B-like factor in human PMN: evidence for a glycosphingolipid beta-(1,3)-glucan receptorImmunopharmacology 1999;41:89–107. [pmid: 10102791] [doi: 10.1016/S01623109(98)00059-9] Tang W,Liu JW,Zhao WM,Wei DZ,Zhong JJ. Ganoderic acid T from Ganoderma lucidum mycelia induces mitochondria mediated apoptosis in lung cancer cellsLife Sci 2006;80:205–211. [pmid: 17007887] [doi: 10.1016/j.lfs.2006.09.001] Lin SB,Li CH,Lee SS,Kan LS. Triterpene-enriched extracts from Ganoderma lucidum inhibit growth of hepatoma cells via suppressing protein kinase C, activating mitogenactivated protein kinases and G2-phase cell cycle arrestLife Sci 2003;72:2381–2390. [pmid: 12639703] [doi: 10.1016/S0024-3205(03)00124-3] Min BS,Gao JJ,Nakamura N,Hattori M. Triterpenes from the spores of Ganoderma lucidum and their cytotoxicity against meth-A and LLC tumor cellsChem Pharm Bull (Tokyo) 2000;48:1026–1033. [pmid: 10923835] Muller CI,Kumagai T,O'Kelly J,Seeram NP,Heber D,Koeffler HP. Ganoderma lucidum causes apoptosis in leukemia, lymphoma and multiple myeloma cellsLeukemia research 2006;30:841–848. [pmid: 16423392] [doi: 10.1016/j.leukres.2005.12.004] Chan WKD,Cheung CC,Law HKD,Lau YLD,Chan GCD. Ganoderma lucidum polysaccharides can induce human monocytic leukemia cells into dendritic cells with immuno-stimulatory functionJ Hematol Oncol 2008;1:9. [pmid: 18644156] [doi: 10.1186/1756-8722-1-9] Demir G,Klein HO,Mandel-Molinas N,Tuzuner N. Beta glucan induces proliferation and activation of monocytes in peripheral blood of patients with advanced breast cancerInt Immunopharmacol 2007;7:113–116. [pmid: 17161824] [doi: 10.1016/j.intimp.2006.08.011] Kidd PM. The use of mushroom glucans and proteoglycans in cancer treatmentAltern Med Rev 2000;5:4–27. [pmid: 10696116] Miyakoshi H,Aoki T,Mizukoshi M. Acting mechanisms of Lentinan in human – II. Enhancement of non-specific cell-mediated cytotoxicity as an interferon inducerInternational journal of immunopharmacology 1984;6:373–379. [pmid: 6207124] [doi: 10.1016/0192-0561(84)90057-2] Kawaoka T,Yoshino S,Hazama S,Tangoku A,Oka M. [Clinical evaluation of intrapleural or peritoneal administration of lentinan and OK-432 for malignant effusion]Gan to kagaku ryoho 2003;30:1562–1565. [pmid: 14619464] Nakano H,Namatame K,Nemoto H,Motohashi H,Nishiyama K,Kumada K. A multiinstitutional prospective study of lentinan in advanced gastric cancer patients with unresectable and recurrent diseases: effect on prolongation of survival and improvement of quality of life. Kanagawa Lentinan Research GroupHepato-gastroenterology 1999;46:2662–2668. [pmid: 10522061] Nakano T,Oka K,Hanba K,Morita S. Intratumoral administration of sizofiran activates Langerhans cell and T-cell infiltration in cervical cancerClinical immunology and immunopathology 1996;79:79–86. [pmid: 8612354] [doi: 10.1006/clin.1996.0053] Kano Y,Kakuta H,Hashimoto J. Effect of sizofiran on regional lymph nodes in patients with head and neck cancerBiotherapy (Dordrecht, Netherlands) 1996;9:257–262. [pmid: 9012545] Inoue M,Tanaka Y,Sugita N,Yamasaki M,Yamanaka T,Minagawa J,Nakamuro K,Tani T,Okudaira Y,Karita T,et al. Improvement of long-term prognosis in patients with ovarian cancers by adjuvant sizofiran immunotherapy: a prospective randomized controlled studyBiotherapy (Dordrecht, Netherlands) 1993;6:13–18. [pmid: 8507540] Kodama N,Komuta K,Nanba H. Can maitake MD-fraction aid cancer patients?Altern Med Rev 2002;7:236–239. [pmid: 12126464] Kodama N,Komuta K,Nanba H. Effect of Maitake (Grifola frondosa) D-Fraction on the activation of NK cells in cancer patientsJ Med Food 2003;6:371–377. [pmid: 14977447] [doi: 10.1089/109662003772519949] Black W. Several apparent errors surfaced on reading the article in the June 2002 issue of Alternative Medicine Review by Kodama et al. entitled "Can maitake MD-fraction aid cancer patients"?Altern Med Rev 2002;7:451. [pmid: 12495370] Fisher M,Yang LX. Anticancer effects and mechanisms of polysaccharide-K (PSK): implications of cancer immunotherapyAnticancer Res 2002;22:1737–1754. [pmid: 12168863] Hayakawa K,Mitsuhashi N,Saito Y,Nakayama Y,Furuta M,Nakamoto S,Kawashima M,Niibe H. Effect of Krestin as adjuvant treatment following radical radiotherapy in nonsmall cell lung cancer patientsCancer Detect Prev 1997;21:71–77. [pmid: 9043766] Sakamoto J,Nakazato H. [Evaluation of adjuvant immunochemotherapy in advanced gastric cancer]Gan to kagaku ryoho 1993;20:2525–2530. [pmid: 8279851] Ohno R,Yamada K,Masaoka T,Ohshima T,Amaki I,Hirota Y,Horikoshi N,Horiuchi A,Imai K,Kimura I,et al. A randomized trial of chemoimmunotherapy of acute nonlymphocytic leukemia in adults using a protein-bound polysaccharide preparationCancer Immunol Immunother 1984;18:149–154. [pmid: 6391658] [doi: 10.1007/BF00205503] Nishiwaki Y,Furuse K,Fukuoka M,Ota M,Niitani H,Asakawa M,Nakai H,Sakai S,Ogawa N. [A randomized controlled study of PSK combined immuno-chemotherapy for adenocarcinoma of the lung. The Advanced Lung Cancer Immuno-chemotherapy Study Group]Gan to kagaku ryoho 1990;17:131–136. [pmid: 2404455] Go P,Chung CH. Adjuvant PSK immunotherapy in patients with carcinoma of the nasopharynxThe Journal of international medical research 1989;17:141–149. [pmid: 2656331] Gao Y,Tang W,Dai X,Gao H,Chen G,Ye J,Chan E,Koh HL,Li X,Zhou S. Effects of watersoluble Ganoderma lucidum polysaccharides on the immune functions of patients with advanced lung cancerJ Med Food 2005;8:159–168. [pmid: 16117607] [doi: 10.1089/jmf.2005.8.159] Chen X,Hu ZP,Yang XX,Huang M,Gao Y,Tang W,Chan SY,Dai X,Ye J,Ho PC,et al. Monitoring of immune responses to a herbal immuno-modulator in patients with advanced colorectal cancerInt Immunopharmacol 2006;6:499–508. [pmid: 16428086] [doi: 10.1016/j.intimp.2005.08.026] Chen J,Seviour R. Medicinal importance of fungal beta-(1-->3), (1-->6)-glucansMycol Res 2007;111:635–652. [pmid: 17590323] [doi: 10.1016/j.mycres.2007.02.011] Figures Figure 1 [Figure ID: F1] β-glucan is one of the key components of the fungal cell wall. The basic subunit of the fungal β-glucan is β-D-glucose linked to one another by 1→3 glycosidic chain with 1→6 glycosidic branches. The length and branches of the β-glucan from various fungi are widely different. Figure 2 [Figure ID: F2] The uptake and subsequent actions of β-glucan on immune cells. β-glucans are captured by the macrophages via the Dectin-1 receptor with or without TLR-2/6. The large β-glucan molecules are then internalized and fragmented into smaller sized β-glucan fragments within the macrophages. They are carried to the marrow and endothelial reticular system and subsequently released. These small β-glucan fragments are eventually taken up by the circulating granulocytes, monocytes or macrophages via the complement receptor (CR)-3. The immune response will then be turned on, one of the actions is the phagocytosis of the monoclonal antibody tagged tumor cells. Figure 3 [Figure ID: F3] Immune activation induced by β-glucans. β-glucans can act on a variety of membrane receptors found on the immune cells. It may act singly or in combine with other ligands. Various signaling pathway are activated and their respective simplified downstream signaling molecules are shown. The reactors cells include monocytes, macrophages, dendritic cells, natural killer cells and neutrophils. Their corresponding surface receptors are listed. The immunomodulatory functions induced by β-glucans involve both innate and adaptive immune response. β-glucans also enhance opsonic and non-opsonic phagocytosis and trigger a cascade of cytokines release, such as tumor necrosis factor(TNF)-α and various types of interleukins (ILs).