北冬蟲夏草中蟲草素研究綜述

【摘 要】 綜述了國內(nèi)外蟲草素（3[′]-脫氧腺苷）培養(yǎng)技術(shù)，提取分離方法，檢測方法和藥理作用。蟲草素具有調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗炎等藥理活性，以蟲草素為主要成分的新藥已在臨床試用于白血病的治療。蟲草素的生產(chǎn)主要通過化學合成法和人工培養(yǎng)方法獲得， 通過超聲提取、樹脂和活性碳吸附分離純化，運用高效液相色譜法檢測純度。毛細管電泳法在蟲草素定量檢測上也發(fā)揮了很好的作用。通過對蟲草素的深入研究，為今后蟲草素相關功能食品和藥品的開發(fā)起到指導性作用。

【關鍵詞】 蟲草素 北冬蟲夏草 藥理 提取分離

北冬蟲夏草[Cordyceps militaris（Fr.）Link]又名蛹蟲草，真菌門（Eumycota）、子囊菌亞門（Ascomycotina）、麥角菌目（Clavicipitales）、麥角菌科（Clavicepitaceae）、蟲草屬（Cordceps）的模式種[1]是我國名貴中藥材之一。主要分布吉林、遼寧、陜西、河北等地[2]。北冬蟲夏草是我國常見的分布較廣的藥用價值極高的蟲草菌之一。

蟲草素（3[′]-脫氧腺苷，3[′]-Deoxyadenosine）亦稱蟲草菌素（Cordycepin），是一種核苷類抗生素。蟲草素的分子式為C10H13N5O3，相對分子質(zhì)量為251，熔點230～23l℃，最大吸收波長為259nm[3]。最初蟲草素是從蛹蟲草培養(yǎng)物分離得到的[4]。具有顯著的藥理活性。其在蛹蟲草中的含量明顯高于冬蟲夏草[5]。本文就近年來用蛹蟲草中蟲草素的培養(yǎng)技術(shù)、提取分離方法、檢測方法、藥理活性等方面的有關研究進行綜述。

1 培養(yǎng)技術(shù)

蟲草素的獲得主要是通過人工化學合成和從蟲草屬真菌培養(yǎng)物中提取分離兩種途徑得到。由于化學合成程序復雜，產(chǎn)量低[6，7]，目前很難用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，主要是通過人工培養(yǎng)蛹蟲草獲得蟲草素。在培養(yǎng)過程中影響蟲草素產(chǎn)量主要有以下幾個因素：

1.1培養(yǎng)方式

主要分為液體培養(yǎng)與固體培養(yǎng)兩類。固體培養(yǎng)是以大米為培養(yǎng)基來培養(yǎng)[8]。王洪軍[9]等利用細胞懸浮培養(yǎng)瓶培養(yǎng)北冬蟲夏草菌種。此方法可產(chǎn)生高產(chǎn)質(zhì)量菌種。

1.2溫度因素

萬濤[10]等研究了搖瓶液培養(yǎng)的不同培養(yǎng)條件對蛹蟲草液體培養(yǎng)生產(chǎn)蟲草素的影響。結(jié)果表明培養(yǎng)溫度對蛹蟲草生物量和蟲草素的產(chǎn)量都有很大的影響。適于蛹蟲草細胞生長的最佳溫度為22℃，而產(chǎn)生蟲草素的最佳溫度為25℃。

1.3光照因素

王菊鳳[11]的研究發(fā)現(xiàn)，光照度與蛹蟲草子實體的蟲草素含量呈一定的正相關，光照度越高，蟲草素含量也越高，當光照度達6000lx時，蟲草素含量為（3.84±0.39）%，表明強光有利于蟲草素的產(chǎn)生。

1.4培養(yǎng)時間

溫魯[12]等研究報道以7-9d為宜，8d較佳，時間過短則蟲草素和腺苷含量低，過長則周期長、培養(yǎng)成本高。如果是為了獲得菌絲體，可以選擇7d；若以獲取蟲草素為目的，可培養(yǎng)9d左右；若以獲取腺苷為目的，6-7d即可。

1.5營養(yǎng)因素

日本學者Mina Masuda[13]等通過實驗得出，在蛹蟲草液體培養(yǎng)基中同時添加腺嘌呤核苷酸和甘氨酸使他們的濃度分別達到1g/L與16g/L時，經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)蟲草素的生成量，是原來基礎培養(yǎng)基的4.1倍。李祝[14]等報道通過向培養(yǎng)基中添加疫霉與曲霉多糖作激發(fā)子。可使蛹蟲草中蟲草菌素達到到21.98+0.14mg/g為對照的5.7倍。Xian-BingMao[15]等通過研究NH4+對蛹蟲草中蟲草素產(chǎn)量的影響實驗。在適當?shù)臅r間添加適當濃度的NH4+可以使蛹蟲草中蟲草素的產(chǎn)量提高70%。

2 提取分離方法

2.1提取方法

蟲草素的提取方法主要有超聲提取法、索氏提取法、回流提取等方法。張嘉[16]等以蟲草素得率為指標，采用正交試驗方法考查溶媒濃度、提取次數(shù)、提取時間以及料液比等因素對蟲草素提取得率的影響。得出蟲草素的最佳提取工藝為加入藥材20倍量的75%乙醇超聲提取三次，每次40min是蟲草素的最佳提取條件。鐘艷梅[17]等以人工蛹蟲草固體培養(yǎng)殘基為原料，采用索氏提取后，用離子交換層析進行分離。結(jié)果表明用索氏提取器水比乙醇更優(yōu)于提取蟲草素。

2.2分離方法

麻兵繼[18]用經(jīng)過收割子實體的人工蛹蟲草培養(yǎng)基殘基，先用石油醚脫脂，殘渣干燥后以熱乙醇提取得浸膏，浸膏轉(zhuǎn)水溶后調(diào)節(jié)等電點，再用活性炭脫色，脫色后過的溶液過732陽離子交換樹脂，以NH3[?]H2O洗脫，所得蟲草素純度約為80%。Cunnigham[19]等通過實驗將蟲草菌培養(yǎng)液經(jīng)過濾后用活性炭吸附，再經(jīng)過洗脫液洗脫和濃縮，得到蟲草素晶體。

3 檢測方法

黃蘭芳[20]等通過HPLC-ESI-MS法，用甲醇為提取溶劑，采用選擇性離子檢測（SIM）和電噴霧離子化（ESI）；色譜條件：ShimadzuVP-ODS色譜柱；流動相水：甲醇：甲酸（94∶5∶1），對蟲草素進行檢測。結(jié)果表明此方法靈敏、快速和選擇性好。Yerra Koteswara Rao[21]等運用毛細管電泳技術(shù)對蛹蟲草中蟲草素進行檢測，此方法有檢測快速，損耗小等優(yōu)點。雷幫星[22]等將待測樣品與標準品點于已活化的薄層板上（110℃活化0.5h），待溶劑揮干后，在展開劑（氯仿：乙酸乙酯：異丙醇：水=8：2：6：0.3）中展開。揮干，將其置紫外線分析儀上，254nm顯色，計算標準品和樣品中各點的相對遷移率Rf值。此方法可以用于對蟲草素的檢測。宋江峰[23]運用HPLC-DAD技術(shù)測定人工北冬蟲夏草中蟲草素含量，結(jié)果表明此方法準確度高，對北冬蟲夏草的質(zhì)量控制提供了簡單、有效的檢測手段。

4 藥理活性

4.1免疫調(diào)節(jié)作用

科研人員經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)蟲草素具有免疫調(diào)節(jié)作用。Xiaoxia Zhou[24]等通過研究發(fā)現(xiàn)蟲草素可以增加白細胞介素-10和增強白細胞介素-10的mRNA的表達，同時可以減少白細胞介素-2的產(chǎn)生、減少外周血單核細胞的增值等作用。另外蟲草素還能促進細胞的分化，抑制細胞分裂，改變胞膜上物質(zhì)結(jié)構(gòu)分布，對T淋巴細胞轉(zhuǎn)化有促進作用，它還可以提高機體單核巨噬細胞系統(tǒng)的吞噬功能等作用[25]。

4.2抗腫瘤作用

有研究發(fā)現(xiàn)不同濃度的蟲草素對HepG-2有明顯抑制作用，且呈劑量依賴性；形態(tài)學觀察也發(fā)現(xiàn)，大量細胞的染色質(zhì)邊集、凝聚、核碎裂及凋亡小體產(chǎn)生；免疫組化示，NF-κBp65的表達下調(diào)；FCM檢測結(jié)果顯示蟲草素作用后，使細胞阻滯于S期，并出現(xiàn)典型的“亞二倍體”凋亡峰，同時伴隨端粒酶活性下調(diào)[26]。表明蟲草素對人肝癌細胞具有明顯抑制作用。吳洪臻等[27]通過實驗得到蟲草素對小鼠S180瘤的抑瘤率為49.11%，陽性對照組-環(huán)磷酰胺組的抑瘤率為55.91%，治療效果無顯著性差異。表明蟲草素對小鼠S180瘤有抑制作用。

4.3抗炎作用

有報道指出蟲草素有抗血管形成的活性，而血管發(fā)生與炎癥的產(chǎn)生，腫瘤的生長與轉(zhuǎn)移，心血管疾病有很密切的關系[28]。所以蟲草素具有一定的抗炎作用。有學者研究發(fā)現(xiàn)，蟲草素可以拮抗NO產(chǎn)物的生成，這一機制是通過對NO合酶和COX-2基因表達負調(diào)控以及對NF-kB活性、AKT和p38磷酸化的抑制來實現(xiàn)的[29]。

4.4抗白血病作用

美國1997年已將蟲草素用于一期臨床實驗，用于急性前B和前T淋巴細胞白血病患者的治療；同時，蟲草素還表現(xiàn)出極強的抗真菌、抗HIV.I型病毒和選擇性抑制梭菌的活性[30]。有實驗表明，蟲草素抗白血病與其抑制白血病細胞中末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶的活性有關[31]。

5 結(jié)語

蟲草素是一種從蟲草屬真菌中提取的天然藥物，具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗菌抗炎、抗白血病等多種藥理活性，而且有很好的臨床應用前景，市場需求巨大。由于在野生蛹蟲草中蟲草素含量很低，筆者正進行通過調(diào)控技術(shù)來提高人工培養(yǎng)蛹蟲草中的蟲草素含量的研究。嘗試尋找一種有效提到蟲草素產(chǎn)量的培養(yǎng)工藝。為今后蟲草素的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)提供有力的理論和技術(shù)支持。

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