蛹蟲草生物活性成分及藥理作用研究進(jìn)展

涂俊銘 王 碧 夏 險(xiǎn)

（湖北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/食用野生植物保育與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/特色野菜良種繁育與綜合利用技術(shù)湖北省工程研究中心，湖北黃石435002）

蛹蟲草（Cordyceps militaris），又稱北冬蟲夏草，屬子囊菌門，肉座目，麥角菌科[1]。冬蟲夏草是極其名貴的一種中草藥材，具有很高的藥用價(jià)值，但其自然資源稀缺，價(jià)格昂貴，難以人工栽培[2]。蛹蟲草與冬蟲夏草屬于同屬不同種，研究發(fā)現(xiàn)它們含有類似的生物活性成分。蛹蟲草的某些生物活性成分含量甚至高于冬蟲夏草。大量的研究表明，蛹蟲草對(duì)人體保健功效與冬蟲夏草極為相似，是冬蟲夏草的理想替代物。因此，蛹蟲草的開發(fā)利用引起研究者的關(guān)注。目前，蛹蟲草已實(shí)現(xiàn)人工培養(yǎng)和規(guī)?；a(chǎn)，但仍存在一些問題，深入推進(jìn)蛹蟲草的研究可為新藥的開發(fā)、醫(yī)藥保健行業(yè)的發(fā)展及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的提升提供理論支撐和技術(shù)保障[3-4]。為此筆者梳理總結(jié)近年來對(duì)蛹蟲草的生物活性成分及藥理作用的研究，以供參考。

1 蛹蟲草的主要營養(yǎng)和生物活性成分

1.1 核苷類化合物

蛹蟲草中含有多種核苷類化合物，包括蟲草素（3'-脫氧腺苷）（圖1）、腺苷、腺嘌呤、尿苷、鳥嘌呤類等化合物[5-6]。其中，蟲草素是其主要活性成分之一，是從蛹蟲草中提取的一種天然生物活性物質(zhì)[7-8]。采用POPCORN 法對(duì)蛹蟲草培養(yǎng)基優(yōu)化，可以獲得提高蛹蟲草蟲草素含量的效果[9]。研究表明，蟲草素具有極好的抑制炎癥的功效，用于治療人類?；嫉娜橄侔⒏伟?、肺癌等疾病，且在提高機(jī)體免疫功能上也有良好的醫(yī)療功用[10-13]。蟲草素還具備保護(hù)機(jī)體腎臟的功效與抗氧化的效用[14]。此外，蟲草素在新冠肺炎的防治中起到積極作用，作為腺苷受體的激活劑可增強(qiáng)免疫力，抑制RNA 病毒繁殖，在急性肺炎中起到抗炎、保護(hù)臟器損傷等作用[15]。

圖1 蟲草素（3′-脫氧腺苷）的化學(xué)結(jié)構(gòu)

1.2 蟲草多糖

蟲草多糖作為蛹蟲草中的主要活性成分之一，其最高含量可達(dá)68.3 mg/g。因培養(yǎng)基差異、蛹蟲草發(fā)育階段及取材部位的差異，蟲草多糖的含量波動(dòng)較大[14，16]。李蓉等[17]檢測(cè)發(fā)現(xiàn)蛹蟲草內(nèi)的多糖含量約為92.5%，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為研究生物免疫系統(tǒng)的管理機(jī)制提供了良好的試驗(yàn)基礎(chǔ)。多項(xiàng)試驗(yàn)表明，蟲草多糖除廣為所知的免疫調(diào)節(jié)作用外，還具有抗腫瘤、抗菌及抗氧化等多種重要的功效[18-20]。

1.3 蟲草酸

蟲草酸是蛹蟲草、冬蟲夏草中的主要活性成分之一，其化學(xué)分子式C6H12O6，D-甘露糖醇[21]（圖2）。研究發(fā)現(xiàn)，蟲草中D-甘露糖醇的含量主要與其產(chǎn)地、寄主及生長周期等多種內(nèi)外因素有關(guān)[22]。對(duì)蛹蟲草與冬蟲夏草兩者的蟲草酸含量相比較與分析，發(fā)現(xiàn)兩者蟲草酸含量十分相近。蟲草酸含量同時(shí)也可作為衡量蟲草質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，即蟲草酸含量高，蟲草質(zhì)量好，所以一般藥用價(jià)值較高的蛹蟲草其蟲草酸含量也相對(duì)較高。不同培養(yǎng)方法所得的蛹蟲草中蟲草酸含量不盡相同[23]。蟲草酸不僅可以抑制多種病菌的生長，且具有抗氧化、促代謝等多種功效，在臨床上常用于預(yù)防與治療腦血栓、心肌梗死以及腎功能衰竭等多種疾病[24-25]。

圖2 蟲草酸（D-甘露糖醇）的化學(xué)結(jié)構(gòu)

1.4 蛋白質(zhì)、氨基酸

蛹蟲草中蛋白質(zhì)含量為26%左右，為冬蟲夏草2 倍多。蛹蟲草的蛋白質(zhì)含量高而脂肪含量低，是一種優(yōu)良的保健品。蛹蟲草中總氨基酸含量豐富，達(dá)22%[26]，含有蘇氨酸（Thr）、脯氨酸（Pro）、甘氨酸（Gly）、纈氨酸（Val）、天門冬酰胺（Asp）、酪氨酸（Tyr）、賴氨酸（Lys）、谷氨酸（Glu）、異亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、精氨酸（Arg）、丙氨酸（Ala）、半胱氨酸（Cys）、苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Trp）、甲硫氨酸（Met）、組氨酸（His）等18 種氨基酸，其中包括人體所必需的8種氨基酸[27]。

1.5 其他成分

蛹蟲草除含有上述各類活性成分外，還含有其他多種對(duì)機(jī)體有利的物質(zhì)，如過氧化物歧化酶（SOD）、硒（Se）、礦物質(zhì)元素以及人體必需的維生素等。SOD是廣泛存在于各生物體內(nèi)的一種金屬酶，不但能延緩生物體內(nèi)過氧化脂的生成，清除生物體內(nèi)的超氧陰離子自由基，而且具備消炎等多種功效[28]。此外，蛹蟲草還能富集硒（Se），含量可達(dá)11.41 mg/kg[29-30]。Se 是人體所必需的微量元素之一，可刺激免疫球蛋白及抗體的產(chǎn)生，以此達(dá)到增強(qiáng)機(jī)體的免疫效能以及抗氧化的效果，且可維持細(xì)胞膜的通透性與穩(wěn)定性，還可抑制癌細(xì)胞的生長[31]。蛹蟲草中含有共20多種礦物質(zhì)元素，其中鈣、鉀的含量高于冬蟲夏草[32]。此外，蛹蟲草中還含有多種維生素，包括維生素A、維生素 B12、維生素B1、維生素 B2、維生素B6、維生素C、維生素D、維生素E 及胡蘿卜素等[33]，具有重要營養(yǎng)價(jià)值。

2 蛹蟲草的藥理作用

2.1 抗腫瘤作用

蛹蟲草因抗腫瘤作用顯著，被用于抗癌藥物的開發(fā)[34-35]。吳丹[36]以小鼠作為研究對(duì)象，用炮制中藥的方法制備出蛹蟲草湯劑，將其注入小鼠體內(nèi)，觀察待測(cè)小鼠體內(nèi)腫瘤細(xì)胞的變化，結(jié)果該湯劑可有效抑制小鼠癌細(xì)胞的增殖與生長。劉鳳安等[37]將蛹蟲草制成藥劑，發(fā)現(xiàn)其對(duì)喉癌細(xì)胞的增殖與生長抑制作用顯著，并對(duì)比同條件下冬蟲夏草的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)為蛹蟲草可在一定程度上代替冬蟲夏草；JO EUNBI 等[38]發(fā)現(xiàn)蛹蟲草提取物可抑制人卵巢癌細(xì)胞的增殖。此外，有研究表明若要達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞的生長與增殖的效果，還可間接通過抑制生物體內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)的合成或葡萄糖的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)而實(shí)現(xiàn)，且蟲草多糖能促進(jìn)機(jī)體免疫系統(tǒng)內(nèi)免疫細(xì)胞的增殖與分泌，以此增強(qiáng)免疫細(xì)胞功能，并通過宿主細(xì)胞的介導(dǎo)從而有效發(fā)揮抗腫瘤作用[39]。多項(xiàng)試驗(yàn)證實(shí)，蛹蟲草的抗腫瘤作用主要基于蛹蟲草體內(nèi)的蟲草素與蟲草多糖[40]，這兩者發(fā)揮了重要作用。

2.2 免疫調(diào)節(jié)作用

蟲草多糖具有促進(jìn)免疫調(diào)節(jié)的功效[41]。研究人員將小鼠作為試驗(yàn)對(duì)象，發(fā)現(xiàn)蟲草對(duì)試驗(yàn)小鼠的免疫系統(tǒng)呈現(xiàn)促進(jìn)作用，對(duì)體液與細(xì)胞免疫及特異性與非特異性免疫提升效用較大，同時(shí)核酸和蛋白質(zhì)含量也呈現(xiàn)增長的趨勢(shì)[42]。郭蕾等[43]發(fā)現(xiàn)蟲草素的濃度高度影響試驗(yàn)鼠機(jī)體內(nèi)細(xì)胞凋亡的數(shù)目，蟲草素濃度與大鼠體內(nèi)肝肺的損傷程度及細(xì)胞的凋亡數(shù)目呈反比。該結(jié)果表明蟲草素對(duì)大鼠的肝肺有保護(hù)作用，并可提升其免疫調(diào)節(jié)效用。蟲草多糖可提高機(jī)體免疫調(diào)節(jié)能力，間接抑制腫瘤細(xì)胞的增殖與生長[14]。此外，有研究報(bào)道鮮蛹蟲草對(duì)免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力比干蛹蟲草強(qiáng)[44]。

2.3 抗炎、抑菌作用

蛹蟲草的抗炎、抑菌作用大部分與蟲草素相關(guān)[45]。研究表明，蛹蟲草中的蟲草素對(duì)鏈球菌和炭疽桿菌等均有良好的抑制作用。將人工處理后的蛹蟲草菌絲體的水提液作用于小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)該水提液對(duì)其具有良好的抗炎作用。該水提液中含有耐熱的抗菌物質(zhì)，該抗菌物質(zhì)可與革蘭氏菌（包括陰性菌G-和陽性菌G+）、芽孢菌以及非芽孢菌等發(fā)生拮抗作用[46]，從而達(dá)到抑制細(xì)菌生長與增殖的作用。

2.4 抗氧化作用

蛹蟲草的抗氧化能力與其蟲草素、腺苷的含量之間的關(guān)系并不是十分密切，抗氧化能力可能來源于蛹蟲草中的蟲草多糖、多酚、類黃酮等物質(zhì)對(duì)機(jī)體內(nèi)自由基的清除[47]。蛹蟲草的提取物主要含有蟲草多糖、氨基酸、過氧化物歧化酶（SOD）和維生素E 等多種活性物質(zhì)[48]。顧宇翔等通過抑制亞油酸氧化的能力，清除DPPH 自由基和羥自由基，抑制過氧化氫和超氧陰離子的活性以及螯合金屬離子（Fe2+）六個(gè)抗氧化能力的指標(biāo)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)蛹蟲草及其相關(guān)制品的提取物可以延緩由于自由基而引起的生長抑制，從而達(dá)到促進(jìn)機(jī)體生長的效果[49]。研究觀察發(fā)現(xiàn)蛹蟲草中有許多抗衰老和抗氧化的活性成分，這些成分可以開發(fā)各類抗衰老化妝品以及各種保健品，為蛹蟲草的開發(fā)利用提供新的商業(yè)市場(chǎng)[50]。

3 展望

因冬蟲夏草稀缺以及難以人工培養(yǎng)，現(xiàn)今不斷有更多的科學(xué)研究傾向于性價(jià)比更高的蛹蟲草。蛹蟲草中的主要營養(yǎng)和生物活性成分十分豐富，媲美天然的冬蟲夏草，且蛹蟲草的各項(xiàng)藥理作用，例如：抗腫瘤作用、免疫調(diào)節(jié)作用、抗炎和抑菌作用、抗氧化作用等都有較強(qiáng)的醫(yī)學(xué)療效，現(xiàn)今其大量地投入臨床應(yīng)用，給予未來醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域更多新的選擇和新的可能性[51-52]。綜合現(xiàn)有的研究以及對(duì)未來展望，我們看到了人工培養(yǎng)的蛹蟲草體現(xiàn)出了可替代冬蟲夏草的無限可能性[53]。但是，目前關(guān)于蛹蟲草活性成分的分離鑒定及其相關(guān)的藥理作用機(jī)制還有待進(jìn)一步的挖掘和研究[54]，如：（1）如何通過改變培養(yǎng)條件增加蛹蟲草的活性物質(zhì)含量；（2）蛹蟲草活性成分的工業(yè)化提取和分離；（3）蛹蟲草活性成分的抗腫瘤、抗菌、抗病毒等的具體作用機(jī)制?？傊钊胪七M(jìn)蛹蟲草生物活性成分及其藥理作用的研究，有助于提升蛹蟲草經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并帶動(dòng)其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。