牛樟芝藥用功能成分作用及應(yīng)用進(jìn)展

趙春艷,吳素蕊,高觀世,郭 相,桂明英

(中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所,云南昆明 650221)

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牛樟芝藥用功能成分作用及應(yīng)用進(jìn)展

趙春艷,吳素蕊,高觀世,郭 相,桂明英*

(中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所,云南昆明 650221)

牛樟芝(Antrodiacinnamomea)是珍貴的藥用大型真菌,野生子實體專性寄生于臺灣特有牛樟樹心材內(nèi)壁。文章綜述了牛樟芝的分類、形態(tài)、生境生態(tài)等方面的研究進(jìn)展,并闡述了其在藥用化學(xué)成分、藥理作用、毒性安全評價及藥物應(yīng)用等方面的研究應(yīng)用前景。

牛樟芝,生物學(xué)特性,化學(xué)成分,藥理作用,毒性評價,產(chǎn)品開發(fā)

牛樟芝(Antrodiacinnamomea)又稱樟芝、牛樟菇、樟菰、樟內(nèi)菇、紅樟等,僅生長于臺灣特有百年以上樟科(Lauraceae)植物牛樟樹(Cinnamomumkanehirai)的心材內(nèi)壁,或枯死倒伏等牛樟樹表面,因其采集不易,加之野生牛樟樹已被列為國家保護(hù)植物,牛樟芝顯得更加珍貴,被譽(yù)為“森林中的紅寶石”具有極高的研究和商業(yè)價值,在港澳被稱為“神芝”[1-2],牛樟芝屬于菌物界(Kingdom fungi)、擔(dān)子菌門(Basidiomycota)、非褶菌目(Aohyllophorales)、多孔菌科(Polyporaceae)、薄孔菌屬(Antrodia)的大型食藥用菌,其子實體、菌絲體或發(fā)酵液富含多糖、甾體、三萜、倍半萜、苯類及聯(lián)苯化合物、琥珀酸和馬來酸衍生物等活性功能成分,特別其所含的三萜類化合物對抗癌,抗炎,抗病毒和保肝具有很好藥理活性,而多糖具有顯著的抗腫瘤、抗HIV、抗感染、改善免疫功能、調(diào)節(jié)血糖血脂、降低血壓等作用。目前,牛樟芝被應(yīng)用于保健品、新藥等開發(fā)[3-4]。本文通過綜述牛樟芝的分類命名、生態(tài)學(xué)特性、藥用化學(xué)成分、藥理作用、毒性安全評價及藥物及其他產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用等研究,以便研究查閱。

1 牛樟芝分類及生物學(xué)特性

1.1 牛樟芝學(xué)名

多年來,牛樟芝學(xué)名爭議頗多,且多個并用。臧穆等[5]1990年首次將牛樟芝歸類進(jìn)靈芝屬命名為Ganodermacamphoratum,并保藏了主模式標(biāo)本HKAS 22294號,形態(tài)描述為靈芝新菌種,孢子為雙層壁,其表面有突起。Chang與Chou[6]在1995年研究發(fā)文稱牛樟芝應(yīng)為薄孔菌屬(Antrodia)新種之一,并命名Antrodiacinnamomea,保藏了主模式標(biāo)本TFRI 119號,并描述了該新物種的子實體、無性世代培養(yǎng)形態(tài)特征及確定了寄主為牛樟樹。Wu等[7]于1997年對牛樟芝研究指出應(yīng)釆用Antrodia屬名及保留Ganodermacomphoratum種名,并發(fā)表新組合學(xué)名Antrodiacamphorate,模式標(biāo)本仍為HKAS 22294。2004 年吳聲華[8]研究了牛樟芝LSU rDNA序列,并得出牛樟芝應(yīng)該與薄孔菌屬(Antrodia)區(qū)分,提出了多孔菌新屬:臺芝屬(Taiwanofungus),并指定Ganodermacamphoratum為模式種。2010年在真菌詞典與MycoBank上修正牛樟芝學(xué)名為Taiwanofunguscamphoratus、Antrodiacamphorate、Ganodermacomphoratum和Antrodiacinnamomea都屬于同義名。目前牛樟芝DNA序列親緣關(guān)系研究仍無法達(dá)成共識,牛樟芝種名在學(xué)術(shù)界以Antrodiacinnamomea應(yīng)用相對較多,臺灣食藥用菌類生物技術(shù)協(xié)會2013年發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)《牛樟芝(菇)子實體》中牛樟芝學(xué)名采用Antrodiacinnamomea。

1.2 牛樟芝形態(tài)特性

牛樟芝子實體具有濃郁的樟樹香氣、味苦、外形多變,有板狀、鍾狀、馬蹄狀或塔狀等多種,無柄,專性寄生于牛樟樹心材基壁,生長極其緩慢,子實體為多年生,邊緣木栓化至木質(zhì)化,菇體表面孔狀,初長時鮮紅色,其后漸變?yōu)槿榘咨?、橘紅色、橘褐色至肉桂色,老化后顏色為褐色或黑色,有光滑的輪狀紋,牛樟芝有生殖菌絲(營養(yǎng)菌絲)和骨骼菌絲兩種類型的菌絲,子實體下層淡黃色,厚約 0.6 cm,上層為子實層,菌孔多為圓形至三角形,菌管長0.3～0.5 cm,無分層,具有呈棒狀的擔(dān)子梗,擔(dān)子梗上著生4個擔(dān)孢子,呈現(xiàn)窄橢圓形或微彎柱形,其直徑在3.5～5.0 μm×1.5～2.0 μm范圍間[9-11]。另外,樟芝在PDA和MEA培養(yǎng)基的純培養(yǎng)下,顯微鏡觀察到厚膜孢子(Chlamydospores)和節(jié)生孢子或稱段生孢子(Arthroconidia)兩種無性孢子,在薄孔菌屬鑒定中,目前無文獻(xiàn)指出可用純培養(yǎng)產(chǎn)段生孢子,因此段生孢子可作為牛樟芝鑒定依據(jù)。

1.3 牛樟芝生境生態(tài)

牛樟芝特有寄主牛樟樹分布于海拔450～2000 m臺灣山區(qū),屬臺灣特有“國寶”級保護(hù)樹種,牛樟芝常見于臺灣特有百年以上牛樟樹的心材內(nèi)壁,或枯死倒伏等牛樟樹表面。目前,主要分布在臺灣地區(qū)的桃園縣、南投縣、高雄縣、花蓮、臺東等山區(qū)、其子實體生長緩慢,生長期僅在6～10月[11-12]。

2 牛樟芝主要活性成分

牛樟芝富含多種藥用化學(xué)成分,目前已超過200種被分離出,主要包括初級代謝產(chǎn)物芳香烴、羧酸、烷醛、腺苷、脂肪酸酯等,另外含有萜類化合物、多糖、超氧歧化酶(SOD)、有機(jī)鍺、微量元素、蛋白質(zhì)、維生素及其前體、幾丁質(zhì)、木質(zhì)素、核酸凝集素、馬來酸衍生物、苯的衍生物、泛醌類化合物等多種功能活性成分。其中,三萜類化合物、活性多糖、泛醌類化合物為牛樟芝重要的功能活性成分[13]。

2.1 三萜類化合物

牛樟芝苦味主要來源于三萜類化合物,其多為四環(huán)三萜,可分為麥角甾烷型、羊毛脂甾烷型2種類型,目前已在牛樟芝中,發(fā)現(xiàn)40多種萜類化合物,約占牛樟芝功能活性成分50%以上,其中,有 30 余種活性成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)已明確[14]。野生牛樟芝甲醇提取物,主要為萜類化合物,可高達(dá)30%,人工栽培牛樟芝中三萜類化合物相對較少[15]。當(dāng)前從牛樟芝子實體和菌絲體中分離純化到多種萜類化合物,如Antcin類(A、B、C、D、E、F、H、I、K、N)、Zhankuic acid類(A、B、C、D、E)、methyl antcinate類(A、B、G、H、K、N)等三萜類化合物,其中,Zhankuic acid類具有抗血癌、淋巴癌等作用[16]。因牛樟芝中含有色素、脂肪等干擾,其三萜類化合物測定不準(zhǔn)確,張寅等[17]應(yīng)用薄層色譜—分光光度法排除干擾,測得牛樟芝菌粉總?cè)坪繛?.71%。部分研究表明,牛樟芝中萜類化合物抗癌功效比靈芝多數(shù)十倍,主要區(qū)別于牛樟芝三萜類物質(zhì)主為麥角甾烷類,靈芝為羊毛甾烷類[18]。

2.2 活性多糖

在國際上食用菌多糖被稱為“生物反應(yīng)調(diào)節(jié)物”,簡稱“BRM”,具有生物反應(yīng)調(diào)節(jié)物特征,可作免疫激活劑及增強(qiáng)劑等。牛樟芝活性多糖是β-D-葡聚糖大分子結(jié)構(gòu),具有很好免疫調(diào)節(jié)活性作用,其與腸道表面的特異性受體結(jié)合,并經(jīng)過細(xì)胞等作用,激發(fā)巨噬細(xì)胞及T淋巴細(xì)胞等活性,促使體內(nèi)產(chǎn)生IgM 抗體,誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生一系列的細(xì)胞及體液免疫反應(yīng)[19]。2006年,Han等[20]采用水提及氯仿萃取從牛樟芝菌絲體獲得了相對分子質(zhì)量為1.29×106中性多糖。2007年,Tsai 等[21]采用水提醇沉法在牛樟芝深層液態(tài)發(fā)酵菌絲體中分離到了水溶性多糖。2009年,Yang等[22]在牛樟芝菌絲體中分離獲得了相對分子質(zhì)量為<5、5～30、30～100、>100的4種活性多糖。Cheng 等[23]采用木瓜蛋白酶消化法從牛樟芝深層液態(tài)發(fā)酵菌絲體中分離獲得硫酸鹽多糖。2014年Chiu 等[24]及2015年Fa等[25]采用堿提酸沉法,從牛樟芝液態(tài)發(fā)酵菌絲體分離到了糖蛋白 antrodan、糖醛酸、蛋白質(zhì)等。

2.3 泛醌類化合物

牛樟芝中泛醌類化合物主要為安卓奎諾爾(Antroquinonol)及其衍生物,Antroquinonol僅存在于牛樟芝發(fā)酵菌絲體中,屬親脂型苯醌,具有抗癌功效,是目前牛樟芝藥物開發(fā)主要功能成分來源[26]。Lee[27]等采用正己烷萃取從牛在樟芝發(fā)酵物中分離到新化合物Antroquinonol,實驗表明具有良好的抗乳腺癌、肝癌和前列腺癌效果,對HBeAg和HBsAg有抑制合成作用,從而抑制HBV復(fù)制。Kumar[28]等人研究顯示Antroquinonol可通過改變mRNA表達(dá)和PI3K/mTOR信號蛋白活性,顯著抑制3種肺癌細(xì)胞增殖。目前,牛樟芝藥物開發(fā)中,主要以安卓奎諾爾開發(fā)為主。

3 牛樟芝藥理作用

3.1 保肝作用

牛樟芝保肝作用應(yīng)用,起源于臺灣原住民用于治療飲酒引起的肝損傷,而后大量研究表明,牛樟芝可降低因人體過量飲用酒[29]、或因乙醇[30]、四氯化碳[31]、對乙酰氨基酚[32]等誘發(fā)的實驗小鼠急性肝損傷后,血清中的谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)的活性。同時,服用牛樟芝可抑制因酒精引起的肝細(xì)胞脂肪化及惡性變化[33]。

3.2 抗腫瘤、抗癌作用

大量的研究表明,抗腫瘤、抗癌作用是牛樟芝重要的藥用功能活性之一,牛樟芝粗提物對乳腺癌、肝癌、胰腺癌、白血病等癌細(xì)胞具有細(xì)胞毒作用。Hseu等[34]開展了牛樟芝發(fā)酵培養(yǎng)液提取物誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的能力研究,結(jié)果表明在不同時間不同劑量(25～150 μg/mL)下,人早幼粒白血病HL-60細(xì)胞呈現(xiàn)劑量和時間依賴性,并呈現(xiàn)細(xì)胞活性喪失、染色質(zhì)凝聚、核小體間DNA斷裂等程序性細(xì)胞凋亡特征。Peng等[35]研究表明牛樟芝粗提取物通過不同機(jī)制作用于上皮癌細(xì)胞及移行癌細(xì)胞系RT4、TSGH-8301和T24等,從而達(dá)到抑制癌細(xì)胞的生長和增殖作用。劉華[36]等認(rèn)為牛樟芝菌絲體80%乙醇提取物在體外對人腸癌細(xì)胞 SW620和小鼠淋巴白血病細(xì)胞L1210都具有抑制作用;牛樟芝多糖具有抑制人體白血病細(xì)胞株U937增殖、腫瘤生長、癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移及抗血管生成等作用[37];Cheng 等[38]研究表明從牛樟芝中分離并鑒定到的甾體類化合物zhankuic acids A、B、C,對實驗小鼠P-388白血病細(xì)胞表現(xiàn)細(xì)胞毒性和呈現(xiàn)弱抗膽堿及抗血清性;Hseu Y C等[39]研究了牛樟芝發(fā)酵培養(yǎng)液對誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡及抑制乳腺癌細(xì)胞株MDA-MB-231中環(huán)氧合酶-2(COX-2)的表達(dá),牛樟芝培養(yǎng)液劑量在40～240 μg/mL范圍內(nèi),對誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡及抑制COX-2呈現(xiàn)劑量和時間依賴性,并觀察到乳腺癌細(xì)胞活力下降、染色質(zhì)縮合,核小體間DNA碎片化等現(xiàn)象。

3.3 抗炎癥作用

當(dāng)前,對牛樟芝子實體、液體發(fā)酵及固體培養(yǎng)菌絲體的抗炎癥活性作用研究非常多。Rao等[40]采用甲醇和氯仿提取牛樟芝活性成分,并進(jìn)行了其抗炎及體外腫瘤細(xì)胞生長的抑制活性評價,結(jié)果表明其提取物對炎癥介質(zhì)抑制呈現(xiàn)劑量依賴性,可抑制一氧化氮(NO)、腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細(xì)胞介素(IL)-12及腫瘤細(xì)胞增殖,從而表現(xiàn)抗炎、抗腫瘤作用。Liu等[41]開展了牛樟芝野生子實體及兩種人工培養(yǎng)(固態(tài)培養(yǎng)和液態(tài)發(fā)酵)的抗炎癥及抗神經(jīng)退行性疾病作用研究,實驗采用牛樟芝提取物、脂多糖(LPS)和干擾素-γ(IFN-γ)處理EOC13.31小膠質(zhì)細(xì)胞,并通過免疫印跡和RT-PCR分析表明,各種野生子實體提取物中,甲醇萃取物是iNOS表達(dá)的最有效的抑制劑,抑制效果為野生子實體>固體培養(yǎng)菌絲體>液體發(fā)酵物;野生子實體甲醇提取物對C-Jun氨基末端激酶或應(yīng)激激活(c-Jun NH2-terminal protein kinases,JNKs)、胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶(Extracellular signal-regulated protein kinases,ERK)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活因子的磷酸化均有抑制作用。Meng等[42]采用牛樟芝提取物多糖處理因盲腸結(jié)扎穿刺誘發(fā)產(chǎn)生敗血癥實驗鼠,發(fā)現(xiàn)牛樟芝提取物多糖處理16 h后,實驗鼠炎癥介質(zhì)(IL-6、IL-10、TNF-α及單核細(xì)胞趨化蛋白-1)明顯下降。Wu等[43]從牛樟芝菌絲體BCRC36799中提取分離、鑒定到4種新的馬來酰亞胺衍生物,對因炎癥引起的巨噬細(xì)胞和NO生成具有抑制作用。

3.4 抗氧化性作用

抗氧化性作用也是牛樟芝重要活性之一。Wu等[44]從牛樟芝中分離到抗氧化物質(zhì)5-Methyl-benzo[1,3]-dioxole-4,7-diol,簡稱MBDD,該物質(zhì)具有DPPH自由基清除活性及過氧化物酶抑制作用,其EC50值分別為 34.24 μmol/L和310.00 μmol/L;Hseu等[45]研究了牛樟芝液體發(fā)酵液(FCBA)及菌絲體水提物(AEMA)對因自由基誘導(dǎo)引起內(nèi)皮細(xì)胞損傷的抗氧化活性作用,牛樟芝發(fā)酵液濃度在25～100 μg/mL和菌絲體水提物在50～200 μg/mL范圍內(nèi),可有效地使內(nèi)皮細(xì)胞在15 mmol/L的自由基引發(fā)劑(AAPH)暴露下,保存16 h而不受損,當(dāng)增加前列環(huán)素(Prostacyclin PGI2)時,分別與自由基引發(fā)劑呈現(xiàn)正相關(guān)性,而與內(nèi)皮細(xì)胞損傷和FCBA/AEMA提取物呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),FCBA或AEMA均能顯著地通過減少DNA斷裂、細(xì)胞色素c釋放、caspase-3的激活、調(diào)節(jié)異常Bcl-2和Bax蛋白等,來抑制AAPH引起內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。Mau等[46]在研究牛樟芝紅、白菌絲體甲醇提取物的抗氧化活性及成分時發(fā)現(xiàn),二種菌絲體提取物均具有較好的抗氧化活性、清除DPPH自由基能力、還原力,但是白色菌絲體提取物的抗氧化性及還原力比紅色菌絲體強(qiáng),當(dāng)濃度為 5 mg/mL 時,二者自由基清除能力均達(dá)到 97%以上。因此,牛樟芝提取物具有顯著的抗氧化性能,改善血管內(nèi)皮及有效保護(hù)動脈粥樣硬化功能。

在影響牛樟芝抗氧化成分活性的因素方面。Huang等[47]研究發(fā)現(xiàn)牛樟芝菌絲體甲醇提取物濃度為2.5 mg/mL,γ射線照射劑量在10～20 kGy輻照時,菌絲體甲醇提取物的抗氧化活性顯著高于未照射組,γ射線不僅保持菌絲的抗氧化性能,而且在一定程度上增強(qiáng)了抗氧化性能。

牛樟芝除了具備以上各種藥理活性作用外,還有提高免疫、降低血糖、治療食物中毒、腹瀉痢疾、皮膚瘙癢等藥理活性功能[48-49]。

4 毒性安全評價

在牛樟芝毒性安全評價研究方面,主要從子實體、菌絲體的急性毒性、基因毒性、微核實驗、染色體結(jié)構(gòu)變異分析等著手。盧葉楓等[50]開展了牛樟芝醇提取物安全性評價表明,小鼠急性毒性實驗中LD50>15 g/kg·bw(相當(dāng)于成人量的1648倍)屬無毒級,Ames實驗、小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核實驗及小鼠精子畸變實驗結(jié)果均為陰性,亞慢性毒性實驗中紅細(xì)胞計數(shù)、白細(xì)胞計數(shù)、血常規(guī)、血生化指標(biāo)等與對照組比較,均在正常制范圍內(nèi)。吳銘芳[51]選用5種牛樟芝菌株進(jìn)行細(xì)菌基因突變測試,結(jié)果顯示不同處理及不同濃度組菌落總數(shù)和陰性對照組一致為陰性反應(yīng);徐蔚等[52]對實驗鼠進(jìn)行牛樟芝膠囊毒性反應(yīng)評價,用牛樟芝膠囊1.12、2.25、4.50 g/kg連續(xù)灌胃給藥30 d,結(jié)果顯示長期連續(xù)灌胃實驗鼠未見明顯毒性反應(yīng)全,長期服用安全。

5 新藥及其他產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用

牛樟芝富含多種功能活性成分,其中,三萜類化合物、活性多糖、安卓奎諾爾等為牛樟芝主要功能活性成分,具有極高藥用價值,但因牛樟芝野生子實體生長緩慢、寄主專一及稀少等因素,導(dǎo)致牛樟芝野生子實體產(chǎn)量非常少,價格非常昂貴,可高達(dá)15000美元/kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)藥用大型真菌冬蟲夏草、靈芝等[53-54]。目前,牛樟芝包括液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵等人工培養(yǎng)技術(shù)的日臻完善,產(chǎn)品開發(fā)成本有所降低,現(xiàn)階段牛樟芝產(chǎn)品開發(fā)上,主要以保健品為主,藥物產(chǎn)品開發(fā)相對較少,在保健品方面,主要有來自臺灣的偉翔、威爾飛等,在藥物產(chǎn)品開發(fā)上,僅有泛醌類化合物Antroquinonol及其衍生物,其因?qū)Χ喾N癌細(xì)胞如肺癌、乳癌、前列腺癌和肝癌等具有良好抑制作用,而被開發(fā)成抗癌藥物?？v觀國內(nèi)外關(guān)于牛樟芝研究中,粗提物藥用活性研究較多,但多數(shù)缺少各個階段的動物或臨床實驗,因此牛樟芝單體藥物及各種保健品開發(fā)有待深入研究。

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Research progress of the medicinal function components and utilization of Antrodia cinnamomea

ZHAO Chun-yan,WU Su-rui,GAO Guan-shi,GUO Xiang,GUI Ming-ying*

(Kunming Edible Fungi Institute of All China Federation of Supply and Marketing Cooporatives,Kunming 650221,China)

Antrodiacinnamomeais a valuable medicinal fungus in China,wild bodies grows in the inner wall of the rotting trunk ofCinnamomumkanehiraionly in Taiwan.The researches on taxonomy,biological characteristics,habitat and ecological aspects,chemical composition,pharmacological effects,toxicity evaluation ofAntrodiacinnamomeawere reviewed in the paper.

Antrodiacinnamomea;biological characteristics;chemical composition;pharmacological effects;toxicity evaluation;product development

2016-06-20

趙春艷(1979-)，女，碩士，助理研究員，主要從事食用菌資源開發(fā)及利用，E-mail:zcyan0904@126.com。

*通訊作者:桂明英(1965-)，女，博士，研究員，主要食用菌資源保護(hù)與高效利用，E-mail:guimingying@126.com。

對外科技合作計劃-國際科技合作項目《牛樟樹、牛樟芝優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源及其培養(yǎng)關(guān)鍵技術(shù)引進(jìn)》(2015IA004) 。

TS201.1

A

1002-0306(2016)23-0391-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.23.065