蟲草多糖藥理活性及機制研究的進展

韓小娟(綜述)，沈山梅(審校)

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬鼓樓臨床醫(yī)學(xué)院，南京 210008； 2.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬鹽城市中醫(yī)院內(nèi)分泌科，江蘇 鹽城 224001；3.南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院內(nèi)分泌科,南京 210008)

蟲草屬菌物是一類復(fù)型蟲生菌物，隸屬麥角菌科、蟲草屬[Cordyceps(Fr.) Link][1]。作為傳統(tǒng)名貴中藥，蟲草有悠久的藥用史[2]。蟲草多糖為其主要效用成分，具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、降血糖等活性[3]。糖生物學(xué)進展促使蟲草多糖成為蟲草二次化學(xué)成分研究的重點，顯示出了廣闊的研發(fā)前景。該文就其藥理活性及機制進展綜述如下。

1 免疫調(diào)節(jié)作用

1.1對免疫器官的影響 蟲草多糖能增加免疫器官的重量或者延緩由藥物引起的重量減輕。龔曉健等[4]研究發(fā)現(xiàn)，蟲草胞內(nèi)、胞外多糖可明顯增加小鼠脾臟和胸腺重量。蟲草菌體多個層析多糖組分均可拮抗地塞米松引起的免疫抑制，顯著提高脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)[5]。

1.2對特異性免疫的影響 蟲草多糖能使胸腺中不成熟CD4+、CD8+雙陽性T細胞發(fā)育為成熟的單陽性細胞[6]。蟲草水煮醇提取液能顯著提高外周血及脾T淋巴細胞亞群中輔助性T細胞數(shù)和輔助性/抑制性T細胞比例[7]。Kim等[8]觀察到，蛹蟲草多糖能使鼠骨髓髓系樹突狀細胞表面分子CD40、CD54、 CD80、CD86以及主要組織相容性抗原復(fù)合體Ⅱ的表達峰度提高，促進骨髓髓系樹突狀細胞成熟，增強抗原呈遞能力。

1.3對非特異性免疫的影響 蟲草多糖對單核-巨噬細胞系統(tǒng)有廣泛激活作用。形態(tài)上，灌胃蟲草制劑后小鼠腹腔及脾巨噬細胞系統(tǒng)體積增大、胞質(zhì)增多、胞內(nèi)磷酸酶活性增強，呈激發(fā)狀態(tài)[4]。功能上，蟲草多糖不同組分均可提高小鼠腹腔巨細胞吞噬雞紅細胞的吞噬百分率和吞噬指數(shù)[5]。體外研究顯示，蟲草藥液處理J774巨噬細胞株后，細胞免疫活性較無藥組增強2.58倍[9]。

1.4對細胞因子的影響 蟲草多糖可介導(dǎo)細胞因子分泌，調(diào)節(jié)機體抗體含量[10]。裘軍等[11]發(fā)現(xiàn)，冬蟲夏草菌體糖蛋白及其純多糖組分均能顯著增強卵清蛋白刺激的小鼠體內(nèi)血清卵清蛋白特異性IgG、IgG1、IgG2b等免疫球蛋白抗體的水平。相反的研究結(jié)果顯示，蟲草多糖具有免疫抑制作用，古尼蟲草多個多糖組分對小鼠脾淋巴細胞增殖、腹腔巨噬細胞吞噬功能、細胞毒性T淋巴細胞殺傷功能等細胞免疫均呈不同程度的抑制效應(yīng)，同時顯著降低溶血素水平[12]。

2 抗腫瘤作用

2.1直接殺傷腫瘤細胞 Yoshida等[13]發(fā)現(xiàn)，大團囊蟲草胞外半乳氨基聚糖蛋白CO-N可與腫瘤細胞膜結(jié)合抑制葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運，發(fā)揮直接細胞毒作用，抑制荷S180小鼠腫瘤生長。近期研究顯示，蟲草多糖可體外抑制小鼠淋巴瘤細胞株(YAC-1)增殖，體內(nèi)部分阻止S180細胞進入分裂期抑制S180實體瘤生長，提示其抑瘤作用可能與直接抑制腫瘤細胞分裂有關(guān)[14]。

2.2誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡 Nakamura等[15]發(fā)現(xiàn)，冬蟲夏草水提物可誘導(dǎo)B16細胞凋亡，延長B16荷瘤小鼠生存期。Lee等[16]報道，蛹蟲草子實體水萃物能抑制人早幼粒白血病細胞(HL-60)增殖，激活胱天蛋白酶3、多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶蛋白誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡，呈現(xiàn)典型凋亡征。

2.3抑制腫瘤轉(zhuǎn)移 腫瘤血管生成提供腫瘤生長必需的養(yǎng)料及轉(zhuǎn)移途徑，細胞外基質(zhì)支架被基質(zhì)金屬蛋白酶降解才能使血管入侵瘤體，抑制基質(zhì)金屬蛋白酶是防止實體瘤中新生血管生成的有效途徑。Yoo等[17]用蛹蟲草子實體多糖作用于人惡性纖維瘤細胞株HT1080以及人臍靜脈血管內(nèi)皮細胞，證實其有體內(nèi)、外抑制血管形成作用，使HT1080細胞中基質(zhì)金屬蛋白酶及人臍靜脈血管內(nèi)皮細胞中與新生血管有關(guān)的β成纖維細胞生長因子基因表達豐度下調(diào)。Zhang等[18]以蟲草胞外多糖作用荷B16黑色素瘤小鼠，發(fā)現(xiàn)給藥組鼠肝、肺組織中與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)的Bcl-2、c-Myc、c-Fos等原癌蛋白及血管內(nèi)皮生長因子等血管生成關(guān)鍵因子表達豐度顯著下降而減少組織中轉(zhuǎn)移灶數(shù)量。

3 調(diào)節(jié)腎臟功能

3.1對急、慢性腎衰竭的影響 尹鴻萍等[19]報道，蟲草多糖可延緩腺嘌呤及腎部分切除誘發(fā)的慢性腎衰竭，顯示其能降低大鼠血清丙二醛水平，抑制脂質(zhì)過氧化，促進腎單位修復(fù)再生，預(yù)防慢性腎衰竭的發(fā)生和發(fā)展。另一項研究觀察到，蟲草多糖可保護缺血誘發(fā)的急性腎衰竭大鼠的腎功能，其機制可能與增加腎血流量、促進腎小管修復(fù)再生有關(guān)[20]。

3.2對腎纖維化的影響 吳冀寧等[21]觀察了蟲草多糖對單側(cè)輸尿管梗阻小鼠腎小管上皮-轉(zhuǎn)化間充質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)蟲草多糖能增加腎小管上皮表型標(biāo)志物表達、減少腎小管α平滑肌肌動蛋白和整合素連接激酶的表達，提示其可能通過下調(diào)整合素連接激酶抑制腎小管上皮-轉(zhuǎn)化間充質(zhì)，進而減輕腎間質(zhì)纖維化。

4 調(diào)節(jié)肝臟功能

4.1對肝細胞的保護效應(yīng) 鄭賢林等[22]報道，蠶蛹蟲草菌絲體多糖可降低氫化可的松誘導(dǎo)肝損傷小鼠的血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶水平，降低丙二醛水平，改善肝竇淤血、肝索排列紊亂等病理征，減輕因脂質(zhì)過氧化加劇造成的肝細胞損傷。體外研究發(fā)現(xiàn)，蟲草多糖可劑量依賴性抑制四氯化碳致肝細胞損傷后轉(zhuǎn)氨酶的異常釋放，提高細胞存活率[23]。

4.2對肝纖維化的影響 李風(fēng)華等[24]在二甲基亞硝胺誘導(dǎo)大鼠肝纖維化模型研究中發(fā)現(xiàn)，人工蟲草多糖組分C12可明顯減少肝組織羥脯氨酸含量，改善膠原增生和纖維間隔形成發(fā)揮抗肝纖維化作用。顏吉麗等[25]報道，蟲草多糖在0.5～40 mg/L范圍內(nèi)可顯著地抑制大鼠肝星狀細胞增殖，濃度和時間依賴性抑制與肝纖維化密切相關(guān)的核因子κB的活性，下調(diào)腫瘤壞死因子α蛋白及其mRNA的表達。提示蟲草多糖可通過阻斷核因子κB與腫瘤壞死因子α惡性循環(huán)，抑制肝星狀細胞激活而抗肝纖維化。

5 血糖調(diào)節(jié)作用

黃志江等[26]首次觀察到,人工蟲草菌絲多糖(腹腔注射 50 mg/kg)對正常小鼠、四氧嘧啶糖尿病小鼠均有顯著的降血糖效應(yīng)，且對高血糖鼠的降糖作用強于正常鼠。然而，人工蟲草多糖(口服 600 mg/kg)對正常動物血糖沒有明顯影響，但能顯著降低四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖水平。還發(fā)現(xiàn)該多糖對高糖誘導(dǎo)胰島素抵抗脂肪細胞的胰島素刺激葡萄糖攝取的能力有明顯促進作用，提示人工蟲草多糖降血糖作用可能與促進外周組織的葡萄糖代謝有關(guān)[26]。

6 抗氧化與清除自由基作用

蟲草屬菌物是抗氧化和清除自由基的天然藥源。Li等[27]利用黃嘌呤氧化酶測定法、溶血誘導(dǎo)法和脂質(zhì)過氧化法測定并證實天然蟲草水提物具有很強的抗氧化能力，分離純化水提物獲得的精制多糖可使抗氧化活性提高10～30倍，進一步證實蟲草多糖是抗氧化的主要成分。另一個研究組從冬蟲夏草分離得到相對分子質(zhì)量為210×103的雜多糖能顯著抑制H2O2誘導(dǎo)腎上腺嗜鉻細胞瘤源神經(jīng)細胞株(PC-12)生成丙二醛、降低抗氧化酶(谷胱甘肽過氧化物酶、丙二醛)活性變化，保護細胞免受H2O2損傷[28]。孟兆麗等[29]考察了蛹蟲草多糖乙醇沉淀所得三種多糖CMP(cordyceps multi-polysaccharide)40、CMP-60、CMP-80清除自由基的能力，顯示不同組分的抗氧化能力與平均相對分子質(zhì)量成正比，推斷可能是相對分子質(zhì)量較大的多糖空間結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，形成更多分支和空腔，有助于對自由基的清除。

7 延緩衰老作用

李連德等[30]研究了蟲草發(fā)酵產(chǎn)物中提取的14種不同多糖對果蠅平均壽命的影響，發(fā)現(xiàn)不同來源的多糖對果蠅壽命均有延長作用，其中地頂孢霉AT01來源的多糖效果十分顯著。這一發(fā)現(xiàn)得到王菊鳳等[31]研究的支持，該研究組還發(fā)現(xiàn)低劑量蟲草多糖對高齡段果蠅生命期望值延長效應(yīng)尤為明顯，提示小劑量蛹蟲草多糖對老齡果蠅的生命力有顯著的促進作用。安康等[32]在D-半乳糖誘導(dǎo)衰老模型上測定小鼠抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)喂予蟲草的小鼠體質(zhì)量和肝脾指數(shù)均得以恢復(fù)，血漿抗氧化酶活性明顯提高、丙二醛水平明顯降低，提示蟲草多糖可通過增強機體免疫功能和清除自由基雙重途徑實現(xiàn)延緩衰老功效。

8 小 結(jié)

隨著中藥產(chǎn)業(yè)的國際化，冬蟲夏草及其制劑作為藥品或保健品銷售與使用,得到了廣泛認同，蟲草多糖更以成分確切、活性廣泛而顯示出良好的研發(fā)及應(yīng)用前景，但是暫未明確的分子結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)象限制了其效用機制的闡釋。相信隨著多糖高級結(jié)構(gòu)分析和高效提純技術(shù)的發(fā)展，蟲草多糖的研究將得以深化，其藥用價值將得以廣泛、深入地發(fā)掘，進而促進這一傳統(tǒng)藥物的應(yīng)用。

[1] Kirk PM，Cannon PF，David JC，etal.Ainsworth& Bisby′s Dictionary of the Fung[M].9 th ed.Wallingford:CABI Publishing，2001：2161-2176.

[2] Li SP，Yang FQ，Tsim WK.Quality control of Cordyceps sinensis，a valued traditional Chinese medicine[J].J Pharm Biomed Ana，2006，41(5):1571-1584.

[3] Xiao JH，Zhong JJ.Secondary metabolites from Cordyceps species and their antitumor activity studies[J].Recent Patents Biotechnol，2007，1(2):123-137.

[4] 龔曉健，季暉，盧順高，等.人工蟲草多糖對小鼠免疫功能的影響[J].中國藥科大學(xué)學(xué)報，2000，31(1):53-55.

[5] 俞麗霞，張冰冰，阮葉萍，等.蟲草多糖不同組分的免疫活性研究[J].浙江中醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2004，28(1):49-50.

[6] 沈敏，黃少翚，邱德凱.冬蟲夏草多糖及脂質(zhì)體包埋冬蟲夏草多糖對大鼠淋巴細胞表面分子的影響[J].上海免疫學(xué)雜志，1991，11(4):200-204.

[7] 徐曦，陳國禎.冬蟲夏草對免疫及造血功能影響的實驗研究[J].湖南醫(yī)學(xué)，1995，12(4):202-204.

[8] Kim GY，Ko WS，Lee J Y，etal.Water extract of Cordyceps militaris enhances maturation of murine bone marrow-derived dendritic cells in vitro[J].Biol Pharm Bull，2006，29(2):354-360.

[9] 賈泰元.冬蟲夏草對巨噬細胞免疫活性的增強作用[J].中國藥學(xué)雜志，1997，32(3):142-144.

[10] 馬玲，劉春光，姚小曼.蟲草多糖對免疫功能的影響[J].衛(wèi)生毒理學(xué)雜志，1995，9(3):162-176.

[11] 裘軍，李雛亮，左克源，等.人工蛹蟲草子實體對小鼠脾淋巴細胞增殖的影響[J].中國藥師，200 7，10(1):8-10.

[12] Xiao JH，Liang ZQ，Liu AY，etal.Immunosuppressive activity of polysaccharides from Cordyceps gunniimycelia in mice in vivo/vitro[J].J Food Agric Environ，2004，2(3/4):69.

[13] Yoshida J,Takamura S,Yamaguchi N,etal.Antitumor activity of an extract of Cordyceps sinensis(Berk.)Sacc.aganist murine tumor cell lines[J].Jpn J Exp Med,1989,59(4):157-161.

[14] 陳露.蟲草多糖的免疫調(diào)節(jié)作用及其抗腫瘤活性的研究[D].濟南:山東師范大學(xué)，2009.

[15] Nakamura K，Konoha K，Yamaguchi Y，etal.Combined effects of Cordyceps sinensis and methotrexate on hematogenic lungmetastasis in mice[J].Recept Chan，2003，9(5):329-334.

[16] Lee H，Kim YJ，Kim HW，etal.Induction of apoptosis by Cordyceps militaris through activation of caspase-3 in leukemia HL-60 cells[J].Biol Pharm Bull,2006,29(4):670.

[17] Yoo HS，Shin JW，Cho JH，etal.Effects of Cordyceps militaris extract on angiogenesis and tumor growth[J].Acta Pharmacol Sin，2004，25(5):657-665.

[18] Zhang W，Yang J，Chen J，etal.Immunomodulatory and antitumour effects of an exopolysaccharide fraction from cultivated Cordyceps sinensis(Chinese caterpillar fungus) on tumour-bearing mice[J].Biotechnol Appl Biochem，2005，42(1):9-15.

[19] 尹鴻萍，呂小波，陳濤.蟲草多糖對腺嘌呤誘發(fā)慢性腎衰大鼠的治療作用[J].中藥新藥與臨床藥理，2007，18(6):451.

[20] 尹鴻萍，呂小波，陳希.蟲草多糖治療家犬夾閉腎動脈引起的急性腎衰[J].生物加工過程，2007，5(4):70-75.

[21] 吳冀寧，劉必成，夏慧玲，等.蟲草多糖對單側(cè)輸尿管梗阻小鼠腎小管上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的影響[J].中國中西醫(yī)結(jié)合腎病雜志，2008，5(9):400.

[22] 鄭賢林，李有貴，鐘石，等.蠶蛹蟲草多糖對氫化可的松致小鼠肝損傷的保護作用[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011(3):702-704.

[23] 黃軍民，盧建華.蟲草多糖對肝損傷模型小鼠肝細胞胞外基質(zhì)表達的影響[J].山東中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2010，34(3):258-259.

[24] 李風(fēng)華，劉平，王春樹，等.蟲草菌絲逆轉(zhuǎn)二甲基亞硝胺誘導(dǎo)大鼠肝纖維化的有效組分及其作用機制[J].中國實驗方劑學(xué)雜志，2011，5(9):164-168.

[25] 顏吉麗，李華，范鈺，等.蟲草多糖對大鼠肝星狀細胞核因子-κB活性和腫瘤壞死因子-α表達的影響[J].復(fù)旦學(xué)報：醫(yī)學(xué)版，2003，30(1):27-28.

[26] 黃志江，季暉，李萍.人工蟲草多糖降血糖作用及其機制研究[J].中國藥科大學(xué)學(xué)報，2002，33(1):51.

[27] Li SP，Li P，Dong TT，etal.Anti-oxidation activity of different types of natural Cordyceps sinensis and cultured Cordyceps mycelia[J].Phytomed，2001，8(3):207-212.

[28] Li SP，Zhao KJ，Ji ZN，etal.A polysaccharide isolated from Cordyceps sinensis，a traditional Chinese medicine，protects PC12 cells againsthy drogen peroxide-induced injury[J].Life Sci，2003，73(19):2503-2513.

[29] 孟兆麗，朱凱，馮云，等.蛹蟲草多糖抑菌及抗氧化作用研究[J].食品研究與開發(fā)，200 8，9(29):9:31-34.

[30] 李連德，樊美珍，李增智.14種蟲草多糖對果蠅成蟲壽命影響的試驗[J].微生物學(xué)通報，2000，27(6):427-428.

[31] 王菊鳳，李鵠鳴.蛹蟲草多糖對果蠅種群期望壽命的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010(9):133-135，139.

[32] 安康，巫文政，毛寧.蟲草胞外多糖延緩果蠅衰老暨減輕香煙毒害作用的研究[J].中國老年學(xué)雜志，2010，1(30):232-233.