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蛹蟲草中蟲草素的研究進(jìn)展

2021/5/25 10:16:00

蛹蟲草(Cordyceps militaris(L.) Link)又稱北冬蟲夏草,屬子囊菌亞門、麥角菌科、蟲草屬,是蟲草屬的模式種,經(jīng)成分測(cè)定分析及藥理實(shí)驗(yàn)證明可作為冬蟲夏草中的替代品之一。其主要活性成分包括蟲草素、蟲草酸及蟲草多糖等,其中,蟲草素是蟲草中特有的活性成分,由于其具有廣泛的生物活性,已引起世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。所以,本文結(jié)合筆者的相關(guān)研究就近年來有關(guān)蛹蟲草中蟲草素的理化性質(zhì)、合成、提取純化方法及藥理作用等方面的研究進(jìn)展情況進(jìn)行綜述。

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1  蟲草素的藥理作用

1.1 抗菌、抗病毒作用

蟲草素是一種核苷類抗生素,具有較好的抗菌、抗病毒功效。焦彥朝等報(bào)道,蟲草素對(duì)枯草桿菌、鳥結(jié)核桿菌及牛型結(jié)核分枝桿菌有抑制作用,鄭藻杰等研究發(fā)現(xiàn),蟲草素能抑制鏈球菌、鼻疽桿菌、炭疽桿菌、豬出血性敗血癥桿菌及葡萄球菌等病原菌的生長。此外,蟲草素還對(duì)石膏樣小牙孢癬菌、羊毛狀小牙孢癬菌及須瘡癬菌等皮膚病致病性真菌亦有抑制作用。同時(shí),蟲草素還對(duì)人體免疫缺陷性病毒HIV-I型的侵染及其反轉(zhuǎn)錄酶的活性亦有抑制作用。

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1.2 增強(qiáng)免疫功能和預(yù)防心血管疾病

據(jù)報(bào)道,蟲草素能明顯促進(jìn)人外周單核細(xì)胞IL-10的分泌和IL-10mRNA的表達(dá),同時(shí),對(duì)誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-2的植物血球凝集素和外周血液單核細(xì)胞的擴(kuò)增有抑制作用。IL-10能強(qiáng)烈抑制淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞,從而能使機(jī)體免于過度的免疫病理損傷,所以,蟲草素可以通過IL-10的作用對(duì)自身進(jìn)行免疫性調(diào)節(jié)。

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另外,吳畏等報(bào)道,蟲草素能抑制蛋白質(zhì)激酶活性,抗核苷磷酸化酶對(duì)糖基的裂解。對(duì)體液免疫具有調(diào)節(jié)作用,能增加脾臟重量,加速肝臟核酸和蛋白質(zhì)更新速度;具有抗缺氧、增加心肌營養(yǎng)血流量及降低血清膽固醇和β-酯蛋白的作用,能明顯增加冠脈血流量,降低冠脈、腦及外周血管阻力,而且對(duì)核酸的甲基化有抑制作用,能預(yù)防腦血栓和心血管疾病發(fā)生。

1.3 抗腫瘤作用

蟲草素對(duì)艾氏腹水癌、人鼻咽癌KB細(xì)胞、人宮頸癌HeLa細(xì)胞、小鼠黑素瘤細(xì)胞及Lewis肺癌細(xì)胞等具有明顯的抑制作用。筆者曾開展了蟲草素對(duì)人肝癌SMMC-7721細(xì)胞增值的影響試驗(yàn),用質(zhì)量濃度為0.8 g/L的蟲草素,分別作用腫瘤細(xì)胞24、48、72 h后,腫瘤細(xì)胞生長抑制率分別為30.6%、49.8%、81.4%,說明蟲草素具有明顯的抑制腫瘤細(xì)胞生長作用;吳洪臻等用低劑量[30mg/(kg.d)]和中劑量[60mg/(kg.d)]蟲草素及陽性藥物環(huán)磷酰胺[20mg/(kg.d)]作用小鼠9 d,進(jìn)行S180瘤細(xì)胞實(shí)驗(yàn),抑瘤率分別為45.72%、49.11%和55.91%。若將蟲草素和環(huán)磷酰胺兩者聯(lián)合使用,對(duì)S180抑瘤率可提高到88.55%。由此可見,蟲草素可以增強(qiáng)環(huán)磷酰胺的抗癌作用,提示蟲草素可以作為臨床抗腫瘤藥物的輔助藥物。

1.4 降血脂作用

朱平等報(bào)道,將蟲草素20mg/kg與陽性藥物--力平之25mg/kg作用于高血脂模型小鼠,結(jié)果表明,它們降低血清甘油三脂的效果相當(dāng),所以,蟲草素可應(yīng)用于高血脂癥患者的治療。

1.5 調(diào)節(jié)胰島素分泌作用

巫冠中等探討了蟲草素對(duì)大鼠離體郎罕氏胰島細(xì)胞分泌胰島素的影響。認(rèn)為蟲草素可抑制由糖誘導(dǎo)的胰島素釋放,并且降低特異性磷酸二酯酶抑制劑Qrg9935或腺苷酸環(huán)化酶激活劑Fotskolin促進(jìn)胰島素分泌的作用。結(jié)果提示,蟲草素對(duì)胰島素分泌的抑制作用是通過A1受體介導(dǎo),并非經(jīng)P-位點(diǎn)產(chǎn)生對(duì)腺苷酸環(huán)化酶的抑制。但其在臨床糖尿病病人的使用中,能否影響胰島素分泌尚需進(jìn)一步研究。

1.6  清除自由基作用

機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生的自由基起主要作用的是SAFR和HFR,蟲草素對(duì)SAFR具有較強(qiáng)的特異性清除作用,而蟲草素和蟲草酸等組分共同作用能更有效的清除HFR。

2 蟲草素的應(yīng)用及產(chǎn)品開發(fā)

由于蟲草素具有天然的生物活性及廣泛的藥理作用,已引起國內(nèi)外專家的極大關(guān)注。目前,已有不少以蟲草素為主的藥品、保健品及化妝品投放市場(chǎng)。陳順志等采用生物技術(shù)和超臨界萃取技術(shù)成功獲得了蛹蟲草中的蟲草素,經(jīng)加工處理研制成蟲草活性素軟膠囊。據(jù)報(bào)道,美國已將蟲草素作為抗癌、抗病毒新藥進(jìn)入臨床試用。而我國由蟲草素合成的治療白血病新藥也已進(jìn)入Ⅰ期臨床階段。所以,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,蟲草素的獨(dú)特功效將會(huì)進(jìn)一步的被發(fā)掘和利用,因此,其具有重要的開發(fā)和應(yīng)用價(jià)值。

3  討論

3.1由于野生冬蟲夏草資源短缺、價(jià)格昂貴,制約了蟲草產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。目前,蛹蟲草人工培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟,而且通過分析測(cè)定,蛹蟲草中的主要成分與冬蟲夏草相似,蟲草素含量是冬蟲夏草的20倍。但冬蟲夏草的藥理作用是否由蟲草素、蟲草多糖等成分獨(dú)立作用,還是幾種成分協(xié)同作用的結(jié)果,蛹蟲草能否真正成為冬蟲夏草的理想替代品,尚需進(jìn)一步的研究確定。

3.2 雖然蟲草素的特殊功效已引起國內(nèi)外學(xué)者的重視,但由于蛹蟲草中的蟲草素含量較低,加之目前的提取純化技術(shù)及成本等問題,分離得到純品非常不易,使得國際市場(chǎng)上蟲草素的價(jià)格已達(dá)到207萬美元/kg,非常昂貴。要改變這一現(xiàn)狀,筆者認(rèn)為需要通過以下兩方面加以解決,一是培育蟲草素含量高的蛹蟲草菌種或通過蛹蟲草培養(yǎng)過程中的溫度、光照等條件控制來提高其蟲草素含量;二是降低提取純化成本。目前,高純度蟲草素(大于99%)一般需要通過制備型高效液相色譜純化,成本非常高,所以,應(yīng)該在蟲草素提取環(huán)節(jié)上下工夫,通過優(yōu)化條件提高蟲草素的提取率并盡量排除其他組分的干擾,這樣純化階段就不需要采取高效液相色譜,從而可大大降低蟲草素的純化成本。目前,筆者正在開展該方面的研究。

3.3 據(jù)報(bào)道,蟲草素的抗腫瘤機(jī)理主要包括三種途徑:一是直接殺傷腫瘤細(xì)胞;二是通過激活機(jī)體免疫系統(tǒng)使宿主特異性免疫功能增強(qiáng)而獲得明顯的免疫保護(hù)效應(yīng);三是通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,抑制其生長。而筆者采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)法進(jìn)行蟲草素抗腫瘤作用研究也驗(yàn)證了其可誘導(dǎo)肝癌SMMC-7721細(xì)胞凋亡,并且,隨作用時(shí)間的延長腫瘤細(xì)胞凋亡率提高。所以,能否將蟲草素進(jìn)一步研制成腫瘤細(xì)胞凋亡劑,用于惡性腫瘤的治療。該方面的研究目前報(bào)道的很少,有待于深入研究。

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