猴頭菌活性成分及藥理作用研究進展

王曉玉,蔣秋燕,凌沛學,張?zhí)烀?/p>

(1.山東大學 藥學院,山東 濟南 250012;2.山東省生物藥物研究院 博士后科研工作站,山東 濟南 250101;3.山東商業(yè)職業(yè)技術學院 生物工程學院,山東 濟南 250103)

猴頭菌(Hericium erinaceus)隸屬于擔子菌門、猴頭菌科,是著名的藥食兼用菌。子實體和發(fā)酵菌絲體均可入藥,性平味甘,具有助消化、利五臟的功能,營養(yǎng)豐富,素有“山珍猴頭,海味燕窩”之說。猴頭菌的藥效成分主要有多糖、低聚糖、甾醇、脂肪酸、猴頭菌素(erinacine)和猴頭菌酮(hericenone)等,具有保肝護胃、降血糖、保護神經、增強人體免疫力、抗癌、抗氧化等功效。近年來,隨著分離手段的不斷完善和對猴頭菌作用機制深入研究的需要,人們從其子實體和菌絲體中純化得到多種新化合物,并對單一物質具有的藥理活性進行研究。這有利于建立更加可靠的質量標準,從而為猴頭菌在醫(yī)藥和食品行業(yè)的應用提供完善的理論基礎。

1 活性成分

1.1 多糖

猴頭菌的活性物質中最重要的是多糖。目前國內外對猴頭多糖的藥理作用研究綜合起來有以下幾方面：治療慢性胃炎胃潰瘍,增強機體免疫力,促進神經生長因子(nerve growth factor,NGF)表達,抗癌等。

Wang等[1]將猴頭菌子實體經沸水浸提,醇沉,凝膠色譜得到兩種多糖——猴頭菌多糖A(HPA)和猴頭菌多糖B(HPB)。HPA由葡萄糖、半乳糖和巖藻糖組成,摩爾比為1∶2.110∶0.423,有一個(1→6)連接的半乳糖骨架,每 4個半乳糖殘基在O-2位有分枝,分枝包括(1→4)連接的巖藻糖殘基和末端半乳糖、(1→3)連接的3個葡萄糖基、(1→6)連接的葡萄糖殘基和末端半乳糖;HPB組成為半乳糖∶葡萄糖=1∶11.529,主鏈為(1→6)連接的葡萄糖殘基,分枝由末端葡萄糖、(1→6)連接的半乳糖殘基和末端葡萄糖、(1→3)連接的三個葡萄糖基組成。兩者都為β構型。藥理學研究表明,HPA和HPB在預防和治療慢性胃炎方面都有較高的價值。

耿慧等[2]將猴頭發(fā)酵菌絲體水提殘渣經堿提得到水溶性粗品猴頭菌多糖P(HPP),經Sepharose CL-6B柱色譜測得相對分子質量(Mr)為6.53×104,GC分析表明其單糖組成為葡萄糖;經部分酸水解、高碘酸氧化、Smith降解和甲基化分析確定此多糖為多分枝結構,其中(1→6)Glc構成主鏈的核心結構,分支點為 O-3,支鏈部分由(1→3)Glc構成。Dong等[3]從猴頭菌子實體中分離得到β-D-葡聚糖,主鏈由β-(1→3)-吡喃葡糖基組成,側鏈為連于O-6的單個葡萄糖基,呈螺旋構象,在水溶液中具有高度有序的氫鍵。葡聚糖為擔子菌細胞壁中的常見物質,具有免疫調節(jié)功能。Lee等[4]將猴頭菌發(fā)酵上清液經醇沉、DEAE-纖維素和Sepharose CL-6B凝膠柱色譜分級分離,得到純多糖。其結構是以β-1,2鍵連接為主鏈并具有β-1,3支鏈的甘露聚糖,凝膠柱色譜法測 Mr為4.6×104,傅立葉變換紅紅外光譜法測得多糖異頭碳為β構型。

Zhang等[5]將已分離純化得到的具有免疫活性的猴頭菌子實體多糖,經GC-MS和核磁共振(NMR)分析,首次發(fā)現(xiàn)猴頭菌多糖含有3-O-甲基鼠李糖,為進一步研究猴頭菌多糖的結構和藥理之間的關系提供了重要的依據。

1.2 低聚糖

姜瑞芝等[6]采用中空纖維超濾猴頭菌浸膏得到4種低聚糖混合物。其中兩種二糖由甘露糖和葡萄糖組成,糖苷鍵以(1→4)和(1→6)連接為主,Mr分布在3.0×102～1.3×103之間。兩種四糖均由葡萄糖組成,以(1→6)連接為主鏈,3-位上有枝點。它們能夠較明顯改善動物胃黏膜病變,并可抑制胃固有腺體減少,對慢性萎縮性胃炎具有療效。

1.3 甾醇類

李潔莉等[7]于猴頭菌菌絲體醇提浸膏中檢測到較高含量的甾類物質,薄層色譜(TLC)和高效液相色譜(HPLC)法初步鑒定為麥角甾醇。甾醇類化合物尤其是麥角甾醇具有抗炎、抗癌等生物活性,也可能是猴頭菌的活性成分之一。

1.4 猴頭菌素

Kawagishi等[8]從猴頭菌絲體中分離得到猴頭菌素E,F和G,分別對其結構進行了確證。其中E的分子式為C25H36O6,為二萜化合物,具有 cyathane骨架,結構見圖1。F與 E具有相同的分子式,但糖部分立體構型有所不同。后來他們又得到兩種新化合物——猴頭菌素J,K。猴頭菌素J為無色結晶,電噴霧電離質譜法測得分子式為C25H38O8;猴頭菌素K為淺黃色油狀,分子式為C27H42O8[9]。

圖1 cyathane骨架Fig.1 cyathane skeleton

Kenmoku[10]和Ma等[11]分別從猴頭菌中分離得到兩種cyathane型木糖苷化合物——猴頭菌素P和R,猴頭菌素P是單羧酸鹽取代物,極性較大,為淺黃色無定形固體,分子式C27H40O7。

1.5 其它

李潔莉等[12]通過TLC和HPLC法首次發(fā)現(xiàn)猴頭菌中含有較高含量的腺苷。腺苷具有廣泛的生物活性,包括鎮(zhèn)靜、擴血管、抗缺氧及較弱的抗炎、降膽固醇等作用,這些活性與猴頭菌藥效之間很可能有密切關系。

Wang等[13]從猴頭菌子實體中分離得到一種漆酶(laccase),Mr為6.3×104,具有特異的 N端序列,這很可能是一種新發(fā)現(xiàn)的蛋白質?；钚詫嶒灡砻鞔嗣笇θ祟惷庖呷毕莶《?1(HIV-1)逆轉錄酶有抑制作用(IC50=9.5 μ mol/L),對艾滋病有一定治療作用。猴頭菌為木腐真菌,具有很強的降解木質纖維素的能力,Fang等[14]在猴頭菌培養(yǎng)液中檢測到纖維二糖還原酶活性,這個發(fā)現(xiàn)使猴頭菌在中草藥的微生物轉化中成為一大亮點。

Nagaia等[15]發(fā)現(xiàn)猴頭菌中的二亞油酰磷脂酰乙醇胺(DLPE)能夠降低內質網應激引起的小鼠神經母細胞瘤細胞系Neuro2A細胞死亡率,保護神經細胞。DLPE由1個磷脂攜帶2個不飽和脂肪酸(亞油酸)組成,推測主要通過激活蛋白激酶C途徑發(fā)揮作用。Ueda等[16]從猴頭菌中分離得到3種新物質,其中3-羥基猴頭菌酮F對神經系統(tǒng)有一定保護作用。Yaoita等[17]從猴頭菌子實體中分離得到兩種新化合物——ErinacerinA、B。Erinacerin A為無色油狀物,分子式為C27H31NO4;Erinacerin B為無定形粉末,分子式為C19H24O5。

2 藥理作用

2.1 對消化系統(tǒng)的保護

猴頭菌多糖可增加胃液分泌、稀釋胃酸、保護潰瘍面、促進黏膜再生,對胃癌、慢性萎縮性胃炎、食道癌、十二指腸潰瘍有療效。

猴頭菌提取物顆粒(Heriacium extract granules,HEG)能顯著降低老年人服用過量非甾體類藥物所致胃黏膜損傷,促進潰瘍愈合[18]。目前HEG治療慢性萎縮性胃炎在臨床上已取得了滿意的效果,并且其胃粘膜保護作用優(yōu)于傳統(tǒng)藥枸櫞酸鉍鉀[19]。HEG對實驗性潰瘍性結腸炎大鼠的治療效果明顯。陳敏等[20]發(fā)現(xiàn)給藥組與模型對照組比較能顯著降低丙二醛并提高超氧化物歧化酶含量,說明HEG是通過改善自由基水平促進潰瘍性結腸炎的修復。

2.2 提高免疫功能及抗腫瘤

楊焱等[21]對猴頭菌子實體中提取的猴頭多糖進行了免疫功能測定。結果表明,猴頭菌多糖能提高自然殺傷細胞(NK)的活性,促進遲發(fā)型超敏反應的發(fā)生,增強巨噬細胞的吞噬功能,說明此多糖主要通過增強免疫細胞的活性來調節(jié)機體的免疫功能。Yim等[22]發(fā)現(xiàn)猴頭菌中的可溶成分可刺激小鼠脾細胞產生白介素-12(IL-12)從而激活NK,表明它主要通過調節(jié)機體的免疫功能來發(fā)揮抗腫瘤活性。此外它還能促進鼠巨噬細胞分泌NO和 IL-1β。聶繼盛等[23]發(fā)現(xiàn)猴頭多糖可顯著抑制S180肉瘤的生長,提高荷瘤小鼠胸腺和脾重,增強正常小鼠抗體形成細胞溶解綿羊紅細胞能力、遲發(fā)型變態(tài)反應能力、NK細胞活性,同樣也得到猴頭多糖因為增強免疫功能而起抗腫瘤作用的結論。

2.3 降血糖

杜志強等[24]研究猴頭多糖對四氧嘧啶型高血糖模型小鼠有降血糖作用,顯示高劑量猴頭多糖(100 mg/kg)的作用優(yōu)于格列本脲。猴頭多糖和格列本脲均能減緩四氧嘧啶對胰島β細胞的損傷,可能通過以下過程發(fā)揮作用：與細胞膜上的特定受體結合,通過第二信使cAMP將信息傳至線粒體,提高糖代謝酶系的活性,加速糖的氧化分解,從而降低血糖。

2.4 抗氧化延緩衰老

自由基反應及過氧化與人類疾病如類風濕性關節(jié)炎、癌癥、冠心病和動脈粥樣硬化等有關,還能加速衰老的進程。Mau等[25]利用甲醇提取猴頭菌,當提取液濃度為40 mg/mL時,以1,1-二苯基-2-苦肼基為底物,測得自由基清除率為69.4%,猴頭菌中的多酚化合物是發(fā)揮抗氧化作用的主要物質。

脂褐質是人和動物老化代謝的廢產物,隨著年齡增長而不斷在細胞中積累,最終導致細胞萎縮死亡。劉金慶等[26]發(fā)現(xiàn)猴頭多糖能明顯降低果蠅心肌褐脂質含量,增強其飛翔能力,有一定的抗疲勞作用。

2.5 神經保護作用

猴頭菌醇提物能促進1321 N1人星形細胞瘤中NGF mRNA的表達,同時促進NGF的分泌。Mori等[27]飼喂小鼠含5%猴頭菌粉末的飼料,連續(xù)7 d后海馬中NGF mRNA的表達水平升高。說明猴頭菌中含有能夠刺激NGF合成的活性物質,但發(fā)揮作用的物質并非已知的猴頭菌酮,還有未知物質。Kolotushkina等[28]發(fā)現(xiàn)猴頭菌能調節(jié)髓鞘的形成過程,對損傷髓鞘起促再生作用,從而保護神經系統(tǒng)。另外,猴頭菌素E和F都能有效促進體外培養(yǎng)星形膠質細胞NGF的合成,是治療神經功能障礙疾病如阿爾茨海默癥的潛力藥物[8]。

初生大鼠分別給猴頭菌素A(8 mg/kg體重)和磷酸鹽緩沖液(10 mL/kg體重),4周后給藥組藍斑核內二羥苯乙酸、高香草酸、去甲腎上腺素含量與對照組比較顯著升高,5周時藍斑核內和海馬內NGF水平顯著上升。推斷可能的機制為猴頭菌素A促進去甲腎上腺素產生,而去甲腎上腺素能刺激藍斑核內和海馬內NGF的合成[29]。

2.6 其它

猴頭菌還有抗菌[9]、抑制血小板聚集、保護肝臟等作用,對局部缺血腦損傷也具有改善作用。

3 展 望

目前,猴頭菌藥物產品大多是固體發(fā)酵菌絲體經熱水浸提,濃縮,制成片劑。一般認為,猴頭菌多糖是猴頭菌主要的活性成分,其質量控制也大都以多糖含量為指標。但猴頭菌的藥效是各組成成分復雜的綜合作用。本文旨在為猴頭菌藥效成分的研究及其產品的質量標準控制提供線索。生物活性與猴頭菌藥效之間是否存在一定關系,待深入研究。

[1]Wang Z J,Luo D H,Liang Z Y.Structure of polysaccharides from the fruiting body of Hericium erinaceus Pers[J].Carbohydr Polym,2004,57(3)：241-247.

[2]耿慧,梁忠?guī)r,趙偉.堿提猴頭發(fā)酵菌絲體水溶性多糖HPP的結構確定[J].分子科學學報,2004,20(2)：31-34.

[3]Dong Q,Jia L M,Fang J N.A β-D-glucan isolated from the fruiting bodies of Hericium erinaceus and its aqueous conformation[J].Carbohydr Res,2006,341(6)：791-795.

[4]Lee J S,Cho J Y,Hong E K.Study on macrophage activation and structural characteristics of purified polysaccharides from the liquid culture broth of Hericiumerinaceus[J].CarbohydrPolym,2009,78(1)：162-168.

[5]Zhang A Q,Sun P L,Zhang J S.Structural investigation of a novel fucoglucogalactan isolated from the fruiting bodies of the fungus H ericium erinaceus[J].Food Chem,2007,104(2)：451-456.

[6]姜瑞芝,王穎,陳英紅,等.猴頭菌寡糖的化學研究[J].中國藥學雜志,2008,43(5)：341-344.

[7]李潔莉,陸玲,倉一華,等.猴頭菌及其提取物有關甾醇類化合物初探[J].中國生化藥物雜志,2001,22(3)：124-126.

[8]Kawagishi H,Shimada A,Hosokawa S,et al.Erinacines E,F,and G,stimulators of nerve growth factor(NGF)-synthesis,from the mycelia of Hericium erinaceum[J].Tetrahedron Lett,1996,37(41)：7399-7402.

[9]Kawagishi H,Masui A,Tokuyama S,et al.Erinacines J and K from the mycelia of Hericium erinaceum[J].Tetrahedron,2006,62(36)：8463-8466.

[10]Kenmoku H,Sassaa T,Katob K.Isolation of erinacine P,a new parental metabolite of cyathane-xylosides,from Hericium erinaceum and its biomimetic conversion into erinacines A and B[J].Tetrahedron Lett,2000,41(26)：4389-4393.

[11]Ma B J,Zhou Y,Mi L Z,et al.A new cyathane-xyloside from the mycelia of H ericium erinaceum[J].Z Naturforsch,2008,63b：1241-1242.

[12]李潔莉,陸玲,陳坤,等.猴頭菌及其藥物制品腺苷等藥效成分分析[J].中國食用菌,2002,21(3)：32-34.

[13]Wang H X,Ng T B.A new laccase from dried fruiting bodies of the monkey head mushroom H ericium erinaceum[J].Biochem Biophys Res Commun,2004,322(1)：17-21.

[14]Fang J,Qu Y B,Gao P J.Wide distribution of cellobiose-oxidizing enzymes inwood-rot fungus indicates a physiological importance in lignocellulosics degradation[J].Biotechnol Tech,1997,11(3)：195-197.

[15]Nagaia K,Chibab A,Nishino T,et al.Dilinoleoyl-phosphatidylethanolamine from Hericium erinaceum protects against ER stress-dependent Neuro2a cell death via protein kinase C pathway[J].J Nutr Biochem,2006,17(8)：525-530.

[16]Ueda K,Tsujimori M,Kodani S,et al.An endoplasmic reticulum(ER)stress-suppressive compound and its analogues from the mushroom Hericium erinaceum[J].Bioorgan Med Chem,2008,16(21)：9467-9470.

[17]Yaoita Y,Danbara K,Kikuchi M.Two new aromatic compounds from Hericium erinaceum(Bull.：Fr.)Pers[J].Chem Pharm Bull,2005,53(9)：1202-1203.

[18]汪福良,劉涓.猴頭菌提取物治療老年人藥物性胃黏膜損傷的療效[J].臨床研究,2007,10(4)：414-415.

[19]孫軍.猴頭菌提取物顆粒治療慢性萎縮性胃炎的病理研究[J].中國醫(yī)院藥學雜志,2008,28(20)：1779-1782.

[20]陳敏,田漢文.猴頭菌提取物顆粒治療潰瘍性結腸炎的研究[J].現(xiàn)代中西醫(yī)結合雜志,2008,17(29)：4529-4531.

[21]楊焱,周昌艷,王晨光,等.猴頭菌多糖調節(jié)機體免疫功能的研究[J].食用菌學報,2000,7(1)：19-22.

[22]Yim M H,Shin JW,Son J Y,et al.Soluble components of Hericiumerinaceum induce NK cell activation via production of interleukin-12 in mice splenocytes1[J].Acta Pharmacol Sin,2007,28(6)：901-907.

[23]聶繼盛,祝壽芬.猴頭多糖抗腫瘤及對免疫功能的影響[J].山西醫(yī)藥雜志,2003,32(2)：107-109.

[24]杜志強,任大明,葛超,等.猴頭菌絲多糖降血糖作用研究[J].生物技術,2006,16(6)：40-41.

[25]Mau J L,Lin H C,Song S F.Antioxidant properties of several specialty mushrooms[J].Food Res Int,2002,35(6)：519-526.

[26]劉金慶,張松,楊小兵.食(藥)用菌活性成分抗衰老研究進展[J].生命科學研究,2005,9(4)：82-86.

[27]Mori K,Obara Y,Hirota M,et al.Nerve growth factor-inducing activity of Hericium erinaceus in 1321N1 human astrocytoma cells[J].Biol Pharm Bull,2008,31(9)：1727-1732.

[28]Kolotushkina E V,Moldavan M G,Voronin K Y,et al.The influence of Hericium erinaceus extract on myelination process in vitro[J].Fiziol Zh,2003,49(1)：38-45.

[29]Shimbo M,Kawagishi H,Yokogoshi H.Erinacine A increases catecholamine and nerve growth factor content in the central nervous system of rats[J].Nutr Res,2006,25(6)：617-623.