樺褐孔菌主要活性成分及藥理作用研究進(jìn)展

崔賀銘，張玉瑩，高 洋，鄔 丹，付雯雯，武 毅

（吉林大學(xué)藥學(xué)院，長(zhǎng)春 130021）

樺褐孔菌（Inonotusobliquus）也稱作樺樹茸或白樺茸，為一種白樺科的子屬植物，被贊譽(yù)為“西伯利亞靈芝”，是一種生長(zhǎng)在寒帶的木腐菌，分布于北半球北緯45～50度地區(qū)[1]。樺褐孔菌在俄國(guó)和東歐已有一千多年的使用歷史，其是吉林省常見的多組分藥用真菌，并在民間廣泛應(yīng)用[2]。樺褐孔菌含有多糖、樺褐孔菌素、多種氧化三萜類、類固醇類及低分子多酚類等有效成分[3]。研究表明，樺褐孔菌具有抗腫瘤、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、抗糖尿病、抗血小板聚集、抗自由基、調(diào)節(jié)心血管、抗炎及抗衰老等藥理作用[4-5]。本文通過(guò)對(duì)樺褐孔菌有效化學(xué)成分和主要藥理作用進(jìn)行綜述，為其進(jìn)一步研究和開發(fā)提供參考。

1 活性成分

1.1 多糖類

樺褐孔菌多糖是樺褐孔菌最為有效的且研究最為廣泛的活性成分之一。Yang等[6]通過(guò)水提并經(jīng)陰離子交換DEAE纖維素柱和Sephadex G-200凝膠純化獲得的樺褐孔菌多糖，經(jīng)HPLC分析發(fā)現(xiàn)其單糖組成為甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、木糖及阿拉伯糖，摩爾比分別為9.81:3.6:29.1:20.5:21.6:5.4，同時(shí)其凝膠滲透色譜結(jié)果表明該多糖是分子量為32.5 kDa的均質(zhì)多糖。董文霞等[7]應(yīng)用GPC對(duì)常溫和高溫水提得到NIOP1-S和HIOP1-S兩種多糖組分進(jìn)行鑒定時(shí)發(fā)現(xiàn)，兩種多糖組分分子量分別為36.8 kDa和32.7 kDa，并且主要組成為葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖，其中以半乳糖的含量居多。李青等[8]采用PMP柱前衍生化HPLC法分析樺褐孔菌多糖的組成，同時(shí)對(duì)衍生化圖譜中的未知峰進(jìn)行HPLC-MS分析，推斷出樺褐孔菌多糖提取物可能含有巖藻糖。

1.2 多酚類

多酚是樺褐孔菌的重要次生代謝產(chǎn)物，具有較強(qiáng)的抗氧化能力。Wang等[9]在60 oC條件下，采用50 %乙醇對(duì)樺褐孔菌多酚（IOP）進(jìn)行提取，其HPLC-MS結(jié)果表明IOP主要成分為原花青素、咖啡酸、對(duì)香豆酸、異鼠李素-3-O-葡萄糖苷、落新婦苷、橘皮素、沒(méi)食子酸）等10種化合物。Yuki等[10]采用80 %甲醇對(duì)樺褐孔菌多酚組分進(jìn)行提取，分離純化得到4-羥基-3，5-二甲氧基苯甲酸乙酯2-羥基-1-羥甲基酯、原兒茶酸、咖啡酸、3，4-二羥基苯甲醛、2，5-二羥基對(duì)苯二甲酸、丁香酸和3，4-二羥基苯扎丙酮共7種抗氧化成分。

1.3 三萜類

三萜類化合物也是樺褐孔菌發(fā)揮其藥理活性的主要成分之一。Kim等[11]在80oC條件下采用80%甲醇對(duì)樺褐孔菌內(nèi)部菌核和外部分別進(jìn)行提取，經(jīng)Diaion HP-20樹脂分餾得到IPTF和OPTF兩組三萜類化合物組分，LC-ESI-MS分析發(fā)現(xiàn)兩者均含有樺木酸和曲美烯酸成分，同時(shí)結(jié)合HPLC測(cè)定結(jié)果又發(fā)現(xiàn)其中含有樺木腦和樺褐孔菌醇。黃盼盼等[12]將發(fā)酵培養(yǎng)的樺褐孔菌菌絲體粉末加至異丙醇中經(jīng)超聲提取，經(jīng)硅膠住色譜進(jìn)行分離，再進(jìn)行重結(jié)晶后得到了樺褐孔菌子實(shí)體種的三萜單體，HPLC鑒定其分別為羊毛甾醇、樺褐孔菌醇和拴菌酸。Zhao等[13]應(yīng)用95 %乙醇對(duì)樺褐孔菌進(jìn)行加熱提取，經(jīng)洗脫和反相硅膠色譜分離得到一系列化合物單體，將其IR、H-NMR、C-NMR等譜圖測(cè)定結(jié)果同文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)了三個(gè)新型羊毛甾烷型三萜類化合物inonotusanes E-G以及在真菌中首次被分離并發(fā)現(xiàn)的在C-24、5和6位具有甲基的31元羊毛脂烷型三萜類化合物—24，25，26，27 tetranorlanostane（inonotusanes d）。

1.4 其它類

目前研究發(fā)現(xiàn)，樺褐孔菌種還含有其它有生物活性的化學(xué)成分，如具有抗氧化能力和提高脂質(zhì)代謝作用的樺褐孔菌黑色素、具有神經(jīng)保護(hù)活性的類固醇、具有抗病毒作用的高分子木質(zhì)素衍生物和樺褐孔菌素等[14-16]。

2 藥理作用

2.1 抗炎作用

炎癥是身體對(duì)病原體、化學(xué)物質(zhì)等有害刺激對(duì)組織和細(xì)胞造成損害的直接反應(yīng)，分為急性炎癥和慢性炎癥。急性炎癥是一種短期反應(yīng)，會(huì)對(duì)受損機(jī)體起到加速恢復(fù)的作用，如通過(guò)白細(xì)胞浸潤(rùn)受損區(qū)域，消除刺激并修復(fù)組織。而慢性炎癥是一種長(zhǎng)期的、伴隨功能失調(diào)和不良反應(yīng)的過(guò)程，這種持續(xù)性炎癥會(huì)引發(fā)或加重一些慢性病癥和疾病，如過(guò)敏、動(dòng)脈粥樣硬化、癌癥、關(guān)節(jié)炎和自身免疫性疾病等[17]。

在抗炎方面，樺褐孔菌可以通過(guò)抑制炎癥因子的表達(dá)、減輕氧化應(yīng)激以及調(diào)節(jié)腸道菌群環(huán)境等方面，從而減輕炎癥對(duì)機(jī)體造成的損傷。Javed等[18]發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌甲醇提取物可以在體外條件下有效減少組胺誘導(dǎo)的RAW 264.7小鼠巨噬細(xì)胞中炎癥因子TNF-α的產(chǎn)生，同時(shí)在體內(nèi)小鼠微循環(huán)模型實(shí)驗(yàn)中有效的逆轉(zhuǎn)了炎癥條件下小鼠血管舒張反應(yīng)降低的現(xiàn)象，從而減輕組胺誘導(dǎo)的微血管炎癥。Chen等[19]在研究中發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌多糖（IOP）可以改善DSS誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎，其可以抑制位于相鄰的腸上皮細(xì)胞之間在腸上皮屏障功能和腸通透性中起主要作用的TJ蛋白ZO-1和Occludin的減少，從而維持腸道完整性，對(duì)腸黏膜發(fā)揮保護(hù)作用，減輕腹瀉和血便等癥狀。同時(shí)發(fā)現(xiàn)IOP可以通過(guò)調(diào)節(jié)JAK/STAT信號(hào)通路和下調(diào)活化T細(xì)胞的促炎細(xì)胞因子水平，從而平衡CD4+T細(xì)胞的四個(gè)主要亞群Th1/Th2、Th17/Treg的功能，維持腸道的穩(wěn)態(tài)。Hu等[20]發(fā)現(xiàn)IOP可以提高DDC誘導(dǎo)的小鼠胰腺炎模型中GSH-px和TAOC活性，降低炎癥相關(guān)因子TNF-α和TNF-β含量，抑制脂蛋白酶和胰蛋白酶活性。研究還發(fā)現(xiàn)IOP可降低胰腺炎條件下的腸道微生物群的多樣性和豐富度，在門水平降低了厚壁菌的相對(duì)豐度，增加了擬桿菌的表達(dá)，并在屬水平上將腸道微生物群維持在健康的水平。

2.2 抗腫瘤作用

惡性腫瘤，即癌癥，是由外源性如不良生活方式、環(huán)境污染、輻射等因素以及內(nèi)源性遺傳免疫等因素所引起的器官組織的異常分化增殖，其可通過(guò)壓迫、破壞等途徑對(duì)機(jī)體正常組織造成損傷，進(jìn)而威脅人體的生命健康[21]。截止2016年，中國(guó)癌癥高風(fēng)險(xiǎn)人群高達(dá)129.5萬(wàn)人次，癌癥已經(jīng)成為危害人體健康的高危因素[22]。

在抗腫瘤作用方面，樺褐孔菌可以降低腫瘤細(xì)胞活性，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤細(xì)胞能量產(chǎn)生，從而對(duì)腫瘤細(xì)胞起到一定的殺傷作用[23]。Baek等[24]通過(guò)WST-1測(cè)定和TUNEL染色發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌甲醇提取物通過(guò)激活Caspase-3誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，降低人肺腺癌細(xì)胞系（A549、H1264、H1299和Calu-6）活力。王李俊等[25]人對(duì)樺褐孔菌進(jìn)行加熱回流提取并分離出樺褐孔菌醇，通過(guò)MTT測(cè)定發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌醇可以顯著降低人乳腺癌MCF-7細(xì)胞的活力，升高細(xì)胞cleaved Caspase 3和Cleaved PARP的表達(dá)，增加Caspase-3活性，誘導(dǎo)MCF-7腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡。Gery等[26]研究發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌提取物可升高人結(jié)腸直腸癌HCT-116細(xì)胞中Bax、Bad和Caspase-3、p53等促凋亡基因的mRNA水平，降低CyclinD1抗凋亡基因的mRNA水平并增加了Bax/Bcl-2比率，同時(shí)誘導(dǎo)細(xì)胞周期在G0/G1期阻滯。此外，樺褐孔菌提取物還能降低HCT-116細(xì)胞中NF-κB p65蛋白表達(dá)和COX-2基因mRNA水平，從而誘導(dǎo)HCT-116細(xì)胞的凋亡。Jiang等[27]發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌多糖通過(guò)降低肺癌LLC1細(xì)胞的線粒體膜電位誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，同時(shí)降低依賴LKB1/AMPK的氧化磷酸化和糖酵解來(lái)抑制肺癌細(xì)胞的ATP的產(chǎn)生從而抑制細(xì)胞活力。

2.3 降血糖作用

糖尿病是一種由于胰島素分泌不足導(dǎo)致的代謝性疾病，其會(huì)使患者血糖升高，從而對(duì)人體心腦血管、腎臟和眼等器官產(chǎn)生慢性損傷[28]。如果患者血糖長(zhǎng)期控制不良，則會(huì)進(jìn)一步引發(fā)大血管病變，導(dǎo)致心肌梗死、腦梗死等危機(jī)患者生命的疾病發(fā)生，同時(shí)還會(huì)誘發(fā)微循環(huán)障礙，使患者發(fā)生糖尿病腎病、眼病及神經(jīng)病變，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量[29]。

在降低血糖方面，樺褐孔菌能夠調(diào)節(jié)胰島素水平，改善糖原合成，發(fā)揮良好的降糖作用，同時(shí)還能保護(hù)糖尿病條件下對(duì)腎臟等器官造成的損傷。劉暢等[30]通過(guò)鏈脲佐菌素（STZ）聯(lián)合高糖、高脂飲食建立小鼠糖尿病模型，在給予樺褐孔菌多糖四周后，顯著提高小鼠腎臟中抗氧化酶活性，降低Scr、BUN和尿蛋白含量，對(duì)小鼠腎功能發(fā)揮保護(hù)作用。Liu等[31]從樺褐孔菌中分離提取出樺褐孔菌多糖HIOP1-S和HIOP2-S，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其可以促進(jìn)HepG2細(xì)胞葡萄糖的消耗并抑制α-葡萄糖苷酶的活性，并且在STZ誘導(dǎo)的高血糖小鼠模型實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步證實(shí)了HIOP1-S和HIOP2-S兩者的降血糖作用。Wang等[32]發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌多糖（IOs）可以明顯提高STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠血清中的胰島素和丙酮酸激酶水平，改善糖原合成，調(diào)節(jié)糖尿病小鼠的血糖異常。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)IOs主要通過(guò)抗氧化應(yīng)激和降低炎癥因子水平，從而緩解糖尿病小鼠的血糖異常和腎臟損傷，其能顯著提高血清中超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的活性，同時(shí)下調(diào)炎癥相關(guān)因子白細(xì)胞介素2受體（IL-2R）、基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP-9）的表達(dá)以及降低腎臟中p-NF-κB的表達(dá)水平。

2.4 抗病毒作用

病毒是一類由核酸及蛋白質(zhì)組成的非細(xì)胞生物，需要寄生于宿主細(xì)胞中才能進(jìn)行增殖，其進(jìn)行復(fù)制活動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)對(duì)宿主細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)造成破壞和損傷。同時(shí)病毒有著極強(qiáng)的變異性和生存能力，經(jīng)常引發(fā)大規(guī)模的流行性疾病，例如近兩年的新型冠狀病毒Covid-19。

目前多項(xiàng)研究表明，樺褐孔菌具有良好的抗病毒活性。Polkovnikova等[33]用水溶液、酒精、堿溶液等不同條件對(duì)樺褐孔菌進(jìn)行提取，并測(cè)試不同提取組分對(duì)Vero細(xì)胞的毒性和對(duì)感染1型單純皰疹病毒（HSV）的Vero細(xì)胞的抗病毒作用。結(jié)果表明，大多數(shù)組分對(duì)Vero細(xì)胞本身無(wú)毒性作用，同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)濃度為IV號(hào)提取組分（5 μg/mL）可以保護(hù)Vero細(xì)胞免受HSV破壞。黃紀(jì)國(guó)等[34]從樺褐孔菌的乙酸乙酯提取物中分離得到10個(gè)已知的單體化合物，并對(duì)這10種化合物的抗HSV-1活性水平進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其中化合物3的抗HSV-1的能力最強(qiáng)，IC50值為98 μM。對(duì)于目前致死率和傳播性極高的Covid-19，其感染后會(huì)出現(xiàn)NO及其相關(guān)的細(xì)胞因子表達(dá)升高，而在樺褐孔菌的抗炎作用研究中發(fā)現(xiàn)其有抑制上述現(xiàn)象發(fā)生的作用[35]。同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助手段，使用分子對(duì)接技術(shù)發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌中的β聚糖、樺木酸和半乳甘露聚糖對(duì)SARS-CoV-2受體結(jié)合域的S1羧基末端表現(xiàn)出強(qiáng)烈的相互結(jié)合作用，主要基于TRP-436、ASN-437和ASN-4403個(gè)位點(diǎn)，表明樺褐孔菌可能成為潛在的抗新冠病毒的治療藥物[36]。

2.5 其它作用

除抗炎、抗腫瘤等作用外，樺褐孔菌的其它藥理作用也被陸續(xù)研究發(fā)現(xiàn)。Zhou等[37]從樺褐孔菌中分離的三萜類化合物可以緩解H2O2誘導(dǎo)的人神經(jīng)母細(xì)胞瘤SH-SY5Y細(xì)胞損傷，發(fā)揮抗凋亡作用。Yu等[38]通過(guò)高糖高脂飲食建立小鼠肥胖模型觀察樺褐孔菌對(duì)肥胖的作用，研究發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌提取物（IOE）和樺褐孔菌多糖（IOP）可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群以及短鏈脂肪酸的代謝水平來(lái)發(fā)揮其藥理作用，其中IOE增加了小鼠盲腸中產(chǎn)生丙酸鹽的細(xì)菌擬桿菌等的含量，抑制能量攝入，減輕肥胖小鼠體重增加；而IOP能提高與丁酸鹽產(chǎn)生相關(guān)的乳桿菌和擬桿菌屬S24-7組的水平，提高小鼠的能量消耗、TCA循環(huán)水平以及碳水化合物和脂質(zhì)的降解。Wu等[39]發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌醇提物通過(guò)抗氧化應(yīng)激，升高SIRT1蛋白表達(dá)，降低Caspase-12蛋白表達(dá)和mRNA水平，抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，對(duì)大鼠心肌缺血再灌注損傷發(fā)揮保護(hù)作用。

3 結(jié)論

綜上所述，樺褐孔菌含有豐富的活性成分以及廣泛的藥理作用。早在20世紀(jì)就有記載稱，西伯利亞西部的居民飲用樺褐孔菌茶用來(lái)防治各種疾病[40]。從中醫(yī)角度來(lái)講，其作為藥食用真菌，主要有清熱解毒、疏肝和胃、益氣養(yǎng)血及養(yǎng)陰生津的功效，是難得的祛邪和扶正都兼顧的保健食品。目前從已知有治療作用的傳統(tǒng)藥材中發(fā)現(xiàn)其有效成分和新的治療作用已成為研究熱點(diǎn)[41]。因此，深入樺褐孔菌的成分及其藥理活性具有極為重要的意義。