樺褐孔菌活性成分及藥理作用的研究進(jìn)展

齊亭娟，周玉柏，曾毅

（北京工業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與生物工程學(xué)院，北京 100124）

0 引言

樺褐孔菌（Inonotus obliquus）為擔(dān)子菌門多孔菌科纖孔菌屬的真菌。樺褐孔菌又稱樺樹茸、白樺茸，是一種生長(zhǎng)在白樺樹上的藥用真菌，菌核直徑大小為7-36 cm，形似肉瘤狀平伏在樹皮下，顏色呈黃褐色至黑色，有明顯凹凸不平開裂的小塊。主要分布于俄羅斯西伯利亞、遠(yuǎn)東地區(qū)，日本北海道，中國(guó)黑龍江和吉林長(zhǎng)白山地區(qū)[1]。其化學(xué)成分有多糖、多酚、樺褐孔菌醇、三萜類化合物等，藥理作用涵蓋免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗氧化、降血糖和血脂、抗病毒等方面。近年以來，樺褐孔菌生物活性成分與藥理作用的研究備受關(guān)注。本文對(duì)這兩方面近十年來的研究概況進(jìn)行綜述，以期為樺褐孔菌的深入研究和全面開發(fā)提供參考。

1 生物活性成分

近年來的研究表明，樺褐孔菌含有約215種化學(xué)成分，其中已經(jīng)報(bào)道的、具有生物活性的化學(xué)成分主要有樺褐孔菌多糖、羊毛甾醇型三萜類、樺褐孔菌醇、樺褐孔菌素、黑色素類和木質(zhì)素類等。在眾多的化學(xué)成分中，樺褐孔菌多糖是樺褐孔菌的主要化學(xué)成分，同時(shí)也是其主要的活性成分。樺褐孔菌多糖成分比較復(fù)雜，常見的主要為雜多糖、β-葡聚糖及它們的蛋白質(zhì)復(fù)合物等[2]。許泓瑜等[3]

通過紅外光譜和氣相色譜技術(shù)分析多糖中的單糖組成，發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌的單糖成分主要是葡萄糖，且多糖的類型多為α-連接的酸性多糖。Leung等[4]研究發(fā)現(xiàn)，樺褐孔菌子實(shí)體多糖主要為α-甘露聚糖和β-葡聚糖。多糖的結(jié)構(gòu)與生物活性有一定的相關(guān)性，當(dāng)外界因素如溫度或pH發(fā)生變化時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致高級(jí)空間構(gòu)象的改變，從而影響多糖的生物活性。樺褐孔菌醇（Inotodiol）在1958年首次被波蘭研究者Ludwiczak等人從樺褐孔菌中分離得到，分子式為C30H50O2，分子量為442，為呈白色針狀結(jié)晶的不飽和二醇化合物。有研究結(jié)果表明樺褐孔菌醇是樺褐孔菌的主要抗腫瘤活性成分，此外，它還具有抗氧化和降血脂等活性。何堅(jiān)等[5]采用硅膠柱色譜法分離樺褐孔菌的化學(xué)成分，得到一個(gè)新的化合物單體，經(jīng)分析鑒定并命名為樺褐孔菌素（fuscoporine），分子式為C20H14O9，分子量為398，黃褐色固體，與FeCl3反應(yīng)呈陽性。Babitskaia等[6]分離出樺褐孔菌黑色素，研究表明樺褐孔菌黑色素具有保護(hù)細(xì)胞免受紫外線、氧化試劑和離子輻射損害的功能[7]。Ichimura等[8]研究發(fā)現(xiàn)，樺褐孔菌水提取物通過抑制HIV-1蛋白酶活性從而有效抑制HIV病毒活性，起主要藥效作用的是一種水溶性的高分子木質(zhì)素類衍生物。

2 藥理作用

2.1 抗腫瘤作用

研究者通過實(shí)驗(yàn)探究樺褐孔菌對(duì)腫瘤細(xì)胞的作用機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌提取物對(duì)多種腫瘤細(xì)胞均有良好的抗腫瘤活性。

（1）肝癌。王文娟等[9]用不同質(zhì)量濃度的樺褐孔菌提取物作用于人肝癌HePG2及SMMC7721細(xì)胞后，采用MTT法檢測(cè)細(xì)胞增殖，結(jié)果顯示5種樺褐孔菌提取物均能濃度依賴性地抑制人肝癌HePG2及SMMC7721細(xì)胞生長(zhǎng)，而且其水提醇沉物的抑制效果明顯高于石油醚提取物、乙酸乙酯提取物、正丁醇提取物及萃取后的水層。張慧麗等[10]研究結(jié)果表明樺褐孔菌多糖可以有效抑制肝癌SMMC7721細(xì)胞株的增殖，多糖在1-16 μg/mL濃度范圍內(nèi)與陽性抗腫瘤藥絲裂霉素相比，表現(xiàn)出較好的抗腫瘤活性。王蘭英等[11]通過建立荷瘤小鼠模型研究樺褐孔菌發(fā)酵液提取物（IOFE）對(duì)小鼠抗H22肝癌的作用，結(jié)果表明IOFE組小鼠與陰性對(duì)照和陽性對(duì)照比，小鼠脾臟指數(shù)為8.239×10-3，抑瘤率為44.25%，明顯高于陽性對(duì)照組，可以有效保護(hù)免疫器官調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能；小鼠NK細(xì)胞殺傷活性為67.13%（P＜0.01），增強(qiáng)機(jī)體的非特異性免疫功能。樺褐孔菌發(fā)酵液提取物具有較好的抗腫瘤活性，且毒性極低，其抗腫瘤機(jī)制可能是通過提高機(jī)體免疫活性尤其是NK細(xì)胞的殺傷活性實(shí)現(xiàn)的。

（2）肺癌。Lee等[12-13]研究表明，從樺褐孔菌中分離得到的多糖（PLIO）可以有效抑制人非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞的遷移和侵襲能力，其潛在機(jī)制可能為PLIO抑制A549細(xì)胞中的NF-κB核易位和JNK/AKT的磷酸化，抑制AKT/NF-κB信號(hào)通路，降低基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）的表達(dá)水平，從而抑制人非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞的侵襲。王立波等[14]研究結(jié)果表明，樺褐孔菌抗突變活性成分Inotodiol具有抑制人非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞株的增殖和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡作用。李廣林[15]用AB-8大孔樹脂富集的樺褐孔菌粗三萜進(jìn)行抑制A549肺癌細(xì)胞的研究，結(jié)果表明粗三萜抑制A549肺癌細(xì)胞的效果呈濃度依賴性，半數(shù)抑制濃度IC50為167 μg/mL。

（3）宮頸癌。趙麗微等[16]研究不同濃度的樺褐孔菌醇對(duì)宮頸癌HeLa細(xì)胞增殖的影響，結(jié)果表明隨著樺褐孔菌醇濃度增加及作用時(shí)間的延長(zhǎng)，抑制率明顯增強(qiáng)，樺褐孔菌醇能夠有效抑制宮頸癌HeLa細(xì)胞的增殖并且能促進(jìn)細(xì)胞凋亡，其作用機(jī)制可能是通過細(xì)胞周期阻滯進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖。通過形態(tài)學(xué)觀察細(xì)胞凋亡情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明用不同濃度的樺褐孔菌醇處理HeLa細(xì)胞后，細(xì)胞呈現(xiàn)凋亡趨勢(shì)，并以早期凋亡細(xì)胞為主。所以，樺褐孔菌醇能夠有效抑制宮頸癌HeLa細(xì)胞增殖并促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

（4）胃癌。崔濤等[17]采用不同濃度樺褐孔菌醇與胃癌BGC-823細(xì)胞共同作用以觀察其對(duì)胃癌細(xì)胞的增殖影響，采用HE染色、AO/EB熒光染色觀察細(xì)胞凋亡形態(tài)學(xué)變化，通過免疫細(xì)胞化學(xué)染色檢測(cè)細(xì)胞周期蛋白、增殖細(xì)胞核抗原、p21蛋白表達(dá)變化，結(jié)果表明樺褐孔菌醇通過減少細(xì)胞周期蛋白、增殖細(xì)胞核抗原蛋白的生成以及上調(diào)細(xì)胞周期負(fù)調(diào)控因子p21的表達(dá)而影響細(xì)胞周期，使細(xì)胞周期S期阻滯，從而抑制細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

（5）其他腫瘤。陳義勇[18-19]等研究表明樺褐孔菌多糖IPO3a和IPO對(duì)腫瘤細(xì)胞Jurkat細(xì)胞（人T淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞株）、Daudi細(xì)胞（人B淋巴細(xì)胞瘤細(xì)胞）均有明顯的體外抑制作用，在濃度為200 μg/mL時(shí)，IPO對(duì)Jurkat細(xì)胞和Daudi細(xì)胞的抑制率分別達(dá)到62.29%和66.42%，IPO3a對(duì)以上兩種腫瘤細(xì)胞的抑制率分別達(dá)到71.84%和75.14%，IPO以100 mg/kg劑量對(duì)荷瘤小鼠進(jìn)行灌胃時(shí)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Jurkat荷瘤裸鼠（BALB/c-nu/nu）的腫瘤抑制率為57.48%，這說明IPO和IPO3a均能有效抑制腫瘤細(xì)胞Jurkat細(xì)胞和Daudi細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖；另外IPO還對(duì)Jurkat肉瘤裸鼠單核巨噬細(xì)胞吞噬功能有明顯的增強(qiáng)作用。王李俊等[20]的研究結(jié)果顯示，由傳統(tǒng)植物化學(xué)方法從樺褐孔菌中提取分離得到樺褐孔菌醇能抑制乳腺癌MCF-7細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)其凋亡，其作用機(jī)制推測(cè)與激活細(xì)胞Casepase-3和PARP有關(guān)，樺褐孔菌醇作用MCF-7細(xì)胞48 h后，細(xì)胞凋亡率顯著增加，明顯高于對(duì)照組凋亡率；經(jīng)過50 μmol/L樺褐孔菌醇分別處理12、24、48 h后，MCF-7細(xì)胞Caspase-3的活性形式cleaved Caspase-3表達(dá)量和凋亡蛋白標(biāo)志物PARP裂解量隨著作用時(shí)間的增長(zhǎng)而增加。張杰等[21]發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌多糖可以誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞SKOV3的細(xì)胞凋亡，且藥物濃度與作用呈正相關(guān)，其作用機(jī)制可能是樺褐孔菌多糖能有效促進(jìn)p53基因mRNA表達(dá)，降低Bcl-xl基因的mRNA表達(dá)，從而調(diào)控細(xì)胞凋亡過程。

2.2 抗病毒作用

樺褐孔菌中含有的多糖類、三萜類等生物活性物質(zhì)除了可以提高機(jī)體的免疫功能、抑制人類免疫缺陷病毒蛋白酶，它還具有穩(wěn)固細(xì)胞壁的作用，并且可以抑制病毒釋放復(fù)制所需的酶，從而影響病毒的繁殖和復(fù)制。Ichimura等[22]研究表明樺褐孔菌的提取物，特別是熱干的菌絲體能夠有效抑制巨細(xì)胞形成的活性，當(dāng)濃度達(dá)35 mg/ml時(shí)能有效激活淋巴細(xì)胞，提高免疫力從而阻止HIV感染，且樺褐孔菌提取物的細(xì)胞毒性很低。潘鴻輝等[23]研究發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌水提物多糖部分具有較強(qiáng)的抑制HSV作用（用空斑減數(shù)分析方法測(cè)定的半數(shù)抑制濃度為3.82 μg/mL，用HSV-1/Blue分析方法測(cè)定的半數(shù)抑制濃度為12.29 μg/mL），并且在veor細(xì)胞上沒有毒性（半數(shù)細(xì)胞毒性濃度大于1 mg/mL，其選擇指數(shù)SI大于80），抗病毒機(jī)制為水提物中的多糖在HSV感染早期階段通過作用于病毒蛋白，阻斷細(xì)胞膜融合從而有效阻止HSV-1進(jìn)入細(xì)胞。黃紀(jì)國(guó)等[24]利用各種分離手段，從樺褐孔菌乙酸乙酯提取物中分離出10種化學(xué)成分，并分別對(duì)化合物1-8進(jìn)行了抗HSV-1病毒活性研究，結(jié)果表明化合物2、3、7、8對(duì)HSV-1都表現(xiàn)出一定的抗HSV-1活性，其中化合物3的抗HSV-1病毒活性最強(qiáng)（其IC50值為98 μM），為揭示樺褐孔菌抑制皰疹病毒的活性成分提供了一定的科學(xué)依據(jù)。蔣月等[25]采用MTT法檢測(cè)預(yù)先加多糖后加病毒（預(yù)防組）、接種病毒后加多糖（治療組）和多糖與病毒同時(shí)加入3種不同方法對(duì)新城疫病毒的抗病毒活性，結(jié)果顯示樺褐孔菌多糖的安全性很高，且對(duì)新城疫病毒具有較好的預(yù)防和治療作用，為新型抗新城疫病毒藥物或疫苗的研發(fā)奠定了較好的基礎(chǔ)。

2.3 抑菌活性

鄒莉等[26]的研究結(jié)果顯示，樺褐孔菌發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)楊樹爛皮病菌、落葉松枯梢病等7種植物病原菌均有顯著抑制作用，其中對(duì)楊樹爛皮病和落葉松枯梢病的抑菌率超過了50%，抑菌作用隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng)，至第23 d發(fā)酵產(chǎn)物的抑菌活性最強(qiáng)，到25 d后基本保持穩(wěn)定。趙楠等[27]研究結(jié)果顯示，樺褐孔菌發(fā)酵浸膏中的乙酸乙酯提取物具有很強(qiáng)的抑菌活性，通過進(jìn)一步的分離純化從該層分離得到了苯甲酸，并確定為主要抑菌活性成分。劉迎秋等[28]發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌的菌核提取物（包括水、甲醇、丙酮、氯仿、石油醚提取物）對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌具有良好的抑菌活性，其中甲醇提取物在10 mg/mL濃度下對(duì)大腸桿菌ERcat的抑菌效果最好，抑制率高達(dá)84.1%；除大腸桿菌EnR￡外，石油醚提取物對(duì)于其它供試菌株均表現(xiàn)出顯著的抑菌活性；濃度為2.5 mg/mL的甲醇提取物和濃度為10 mg/mL的石油醚提取物對(duì)金黃色葡萄球菌ATCC25 923的抑菌作用較為明顯。郭佳佳等[29]研究表明樺褐孔菌菌質(zhì)不同極性部位的提取物對(duì)大腸埃希氏菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、白色念珠菌具有一定的抑菌和殺菌的活性。胡洋等[30]研究發(fā)現(xiàn)，樺褐孔菌乙醇提取物的濃度高于3.125 mg/mL時(shí)，稻瘟病菌菌絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變化，且其對(duì)稻瘟病菌孢子萌發(fā)的抑制率高達(dá)90%以上。

2.4 抗弓形蟲作用

弓形蟲病是由剛地弓形蟲（Toxoplasma gondii）寄生于人與動(dòng)物體內(nèi)有核細(xì)胞中引起的一種人獸共患病，人群中弓形蟲的平均感染率可以高達(dá)50%，有人推算全世界約有25%的人感染弓形蟲，給人類健康和畜牧業(yè)生產(chǎn)造成了不可估量的損失。張步彩等[31]以存活率、平均存活時(shí)間、腹腔液速殖子平均數(shù)、血清SOD活性、主要臟器病變等指標(biāo)，評(píng)價(jià)了包括樺褐孔菌在內(nèi)的5種中藥對(duì)急性感染弓形蟲小鼠的治療效果，結(jié)果表明樺褐孔菌的抗弓形蟲效果與陽性藥物磺胺間甲氧嘧啶鈉相近。劉妍等[32]發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌多糖可以治療急性弓形蟲感染的小鼠，具體表現(xiàn)在修復(fù)雄性小鼠生殖器官的損傷，降低睪丸生精細(xì)胞的凋亡率；保護(hù)雌性小鼠的生殖器官，降低孕鼠的死亡率和提高受孕率。李佳佳等[33-36]的研究結(jié)果表明，樺褐孔菌多糖具有與陽性藥物蒿甲醚相當(dāng)?shù)捏w外抗弓形蟲作用，采用流式細(xì)胞術(shù)測(cè)定樺褐孔菌多糖對(duì)治療前后的感染小鼠的脾T淋巴細(xì)胞中CD4+、CD8+T細(xì)胞百分?jǐn)?shù)及CD4+/CD8+T細(xì)胞比例，結(jié)果表明樺褐孔菌多糖能顯著增加CD4+T細(xì)胞的數(shù)量，提高IFN-γ、IL-2水平。姚琳等[37]檢測(cè)了樺褐孔菌多糖治療感染弓形蟲小鼠血清中細(xì)胞因子的變化，結(jié)果表明樺褐孔菌多糖能夠降低感染小鼠早期促炎性因子IF-6、TNF-α的表達(dá)，恢復(fù)Th1/Th2平衡，從而減弱炎癥反應(yīng)，因此樺褐孔菌多糖抗弓形蟲感染的機(jī)制為通過調(diào)節(jié)細(xì)胞因子水平、促進(jìn)Th1/Th2平衡、提高機(jī)體免疫力。

3 展望

近年來，樺褐孔菌中大量的活性成分已被分離鑒定，不僅具有極高的藥用價(jià)值而且細(xì)胞毒性極低，在我國(guó)北方及俄羅斯西伯利亞地區(qū)作為一種保健食品備受歡迎。據(jù)報(bào)道樺褐孔菌子實(shí)體生長(zhǎng)周期達(dá)到10年以上才具有較高的藥用價(jià)值，而且平均每2萬棵樺木中才會(huì)有一棵著生樺褐孔菌，我國(guó)只在吉林長(zhǎng)白山、黑龍江有分布，資源十分稀少。鑒于樺褐孔菌極高的藥用價(jià)值和資源短缺現(xiàn)狀，目前急需采用人工栽培的方式獲得大量樺褐孔菌。而如何達(dá)到人工栽培的規(guī)模化或產(chǎn)業(yè)化，人工栽培的樺褐孔菌菌絲體與子實(shí)體的藥用價(jià)值是否一致，這些問題仍需進(jìn)行大量的研究以進(jìn)行驗(yàn)證。另一方面，樺褐孔菌的藥理作用廣泛，初步確定的有抗腫瘤、抗病毒、抑菌活性、抗弓形蟲作用等功能，而對(duì)其他生物活性的研究尚處在起步階段，對(duì)于樺褐孔菌與靶細(xì)胞的相互作用機(jī)制，尤其是樺褐孔菌與靶細(xì)胞作用之后影響的信號(hào)通路了解甚少。目前樺褐孔菌已經(jīng)引起眾多研究者的重視，其化學(xué)成分的種類及其化學(xué)結(jié)構(gòu)基本得以闡明，樺褐孔菌提取物對(duì)多種腫瘤細(xì)胞的抑制作用初步確定，但對(duì)于其具體的作用機(jī)制了解甚少。所以，當(dāng)前重中之重是尋找新的治療靶點(diǎn)，研究具體的作用機(jī)制。綜上所述，樺褐孔菌是一種非常有前景的食藥真菌，其可抗腫瘤、抗病毒、抑菌活性、抗弓形蟲作用等藥理作用，且藥物毒性低的優(yōu)勢(shì)，使其具有良好的開發(fā)前景和臨床應(yīng)用價(jià)值。