劉 靜,李朋朋,張 宇,葉會會,陳 坤
(1 聊城大學藥學院,山東 聊城 252000;2 山東聊城東昌府區農業局,山東 聊城 252000)
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樟芝的研究進展*
劉靜1,李朋朋2,張宇1,葉會會1,陳坤1
(1 聊城大學藥學院,山東聊城252000;2 山東聊城東昌府區農業局,山東聊城252000)
樟芝是我國臺灣地區獨有的高價值真菌物種,具有解毒、保護肝臟、抗腫瘤和提高機體免疫力作用,一直以來作為傳統藥物使用。本文綜述了樟芝三萜化合物、多糖和多酚類物質等主要化學組分的研究進展,并對其相應生物學保健功能、藥理學效應及毒理作用以及固體發酵和液態發酵生產技術等方面的最新研究進展情況做了系統介紹,并對其開發和應用前景做了展望。
樟芝;功效成分;藥理和毒理作用
樟芝學名樟生薄孔菌(Antrodiacinnamomea),又名牛樟菇、牛樟芝、紅樟芝、樟菇等,屬于真菌門,擔子菌亞門,層菌綱,多孔菌科,苔芝屬,為臺灣特有物種,生長在海拔450~2000公尺間的牛樟樹樹干腐朽內壁或枯死木材的潮濕面[1]。
樟芝具有行氣行血、清泄火熱、疏散氣機、消腫散結、緩急止痛及中毒解救之功效,可以主治熱證、火證、以及氣血阻滯,心腹諸痛,經閉痛經,癰腫瘡毒、正氣虛弱、身體諸痛等病證[2]。
本文將就樟芝的組分研究、藥理功效及毒理研究、規模化生產技術研究進展做綜述。
樟芝成分復雜,含有多糖、腺苷、固醇、三萜、不飽和脂肪酸[3]和免疫蛋白等多種生理活性物質,其中最主要的活性成分是三萜類化合物和多糖。
1.1三萜類化合物
科研人員已從樟芝子實體中分離得到多種萜類物質,較早闡明的有以麥角甾烷為骨架的三萜類化合物 Zhankuic acids A、B、C[4], Antcin A~C[5], Zhankuic acids D、E[6], Antcin E、F,及Methyl antcinates G、H[7]。另外2003 年,Shen 等[8]發現的 Antcin K也屬于麥角甾烷類。Yang 等[6]報道分離得到的15α-acetyl-dehydrosulphurenic acid、Dehydroeburicoic acid、Dehydrosulphurenic acid,以及Shen 等[8]分離Sulphurenic acid、Versisponic acid D、3β,15α-Dihydroxylanosta-7,9,24-trien-21-oic acid則屬于以羊毛甾烷為骨架的三萜類化合物。
最近,Lee等[9]從固態發酵產物中分離得到2,3,6-trimethoxy-4-methylphenol,1(10→6)abeo-ergosta-5,7,9,22-tetraen-3α-ol, citreoanthrasteroid B 和 dankasterones A 及B。Huang 等[10]從子實體中分離得到12種新三萜類化合物antcamphins A-L (1-12)。
1.2樟芝多糖
樟芝多糖的中性糖主要為山梨糖、海藻糖、半乳糖和葡萄糖等,而非大腸桿菌中普遍存在的半乳糖胺和葡萄糖胺[11]。
樟芝葡聚糖與主鏈以(1→3) 鍵相連,具有β-D-glucopyranosyl 殘基,平均分子量為 100 kD[12]。據推測,這是它具有抗腫瘤活性的重要成因。中性糖成分及結構與子實體和菌絲體的生長狀況密切相關,具有一定的多樣性,生長 26 天的菌絲體中主要含有的中性糖為半乳糖,葡萄糖,甘露糖和半乳糖胺[13]。齊善厚[14]利用超濾法分離提取到樟芝多糖,總得率達18.18%。其中六種樟芝多糖組分均能顯著地促進小鼠脾淋巴細胞的轉化增殖作用。
2014年,Chen等[15]從樟芝中分離得到谷胱甘肽依賴型甲醛脫氫酶,并新鑒定出三種功能性多糖ACP1,ACP2和 ACP3。
1.3其他成分
除萜類和多糖類物質外,樟芝子實體和菌絲體中還含有多種蛋白質、維生素、不飽和長鏈脂肪酸、氨基酸和微量元素等營養成分,多酚類物質,衍生酯類等衍生物也已經報道。
在樟芝子實體中,Chiang 等[16]分離到4,7-dimethoxy-5-methyl-1,3-benzodioxole 和 2,2’,5,5’-tetramethoxy-3,4,3’,4’-bimethylenedioxy-6,6’-dimethylbiphenyl 兩種多酚類物質及倍半萜內酯Antrocin,Huang 等[17]分離到2,5-dimethoxy-3,4-methylenedioxy-benzoae 和 4和5-dimethoxy-2,3-methylenedioxy-benzoic acid兩種苯系化合物。Lee等[9]則從固態發酵產物中分離得到6-methoxy-4-methyl-2,3-(methylenedioxy)phenol和4,4’-(ethane-1,2-diyl)bis(2,3,6-trimethoxy-phenol)兩種多酚類物質。從樟芝菌絲體中,Nakamura等[18]發現了 5 種新順丁烯二酸和琥珀酸衍生物,Wang等[19]用乙醇提取得到腺苷。Yen等[20]則首次分離獲得antrocamol LT1、LT2和LT3。
2.1藥理研究
2.1.1抗腫瘤作用
目前,有關樟芝抗腫瘤功能的研究和報道層出不窮,顯示其提取物對多種不同腫瘤細胞具有抑制效應。
Chen等[4]和Hseu 等[22]分別報道了從樟芝子實體和菌絲體提取物白血病細胞P388和HL-60的抑制作用。李紅玉等[21]報道牛樟芝提取物影響人肝癌SMMC-7721細胞增殖。Norio等[18]發現樟芝菌絲體三氯甲烷提取物 Maleic2和Maleic3 顯著抑制體外培養的Lewis 肺癌細胞。 陳勁初等[23]以樟芝制劑飼喂小鼠四周,發現可減少感染血吸蟲數,同時檢測到其血液中的TNF-α、IFN-γ 和 IL-2 均明顯增加。Hsieh等[24]證實Methyl antcinate A 可以誘導人肝癌細胞系的凋亡,Peng 等[25]則證明其對人乳腺癌細胞系MCF7有抑制效應。Lee等[9]報道其首次分離獲得的1(10→6)abeoergosta-5,7,9,22-tetraen-3α-ol、citreoanthrasteroid B、dankasterones A及B均對CT26和K562細胞系具有細胞毒性。Yen等[20]證實antrocamol LT1,LT2和 LT3對CT26, A549和 DU-145等五種人腫瘤細胞系均具有抑制作用。
2.1.2抗氧化作用
研究證實,樟芝具有抗氧化功能。Mau等[26]從抗氧化、清除 DPPH 自由基及對亞鐵離子螯合等角度比較了樟芝紅菌絲體和白菌絲體的甲醇提取物抗氧化能力差異,,結果顯示出不同的菌絲體類型之間的差異。Hsieh等[27]也證實了樟芝萃取物在自由基清除、抗突變及保護DNA免受自由基損傷方面的作用。另有研究表明[28],樟芝發酵濾出液的干物質成分能夠抑制脂質氧化,對內皮細胞損傷也具有修復作用。Huang 等[29]發現 γ 射線輻射可以維持并增強樟芝菌絲體甲醇提取物的抗氧化特性。
2.1.3保護肝臟作用
長期實踐證明,樟芝固體培養物和液體發酵產物均對肝臟具有保護作用。樟芝子實體及液體培養提取物均能改善 CCl4導致的天冬氨酸轉氨酶和丙氨酸轉氨酶的升高,降低谷胱甘肽的水平[30]。陸震鳴等[31]證實樟芝能預防急性酒精性肝損傷,且無劑量依賴性。Lee等[32]研究表明,50 μg/mL的樟芝多糖抗乙型肝炎病毒表面抗原的活性最強。
2.1.4抗病毒和免疫調節作用
樟芝子實體中的β葡聚糖對LLC引起的腫瘤相關巨噬細胞有調節作用[33],口服樟芝多糖制劑能夠顯著降低血清中TGF-β水平,明顯提高IL-12 和 IFN-γ表達水平。部分樟芝三萜化合物能夠抑制活性氧生成,調節白細胞,達到調節免疫的作用[34]。研究顯示[35],樟芝多糖還能顯著增加小鼠脾細胞增殖率,激活巨噬細胞,從而刺激血液中的淋巴細胞產生更多細胞因子,殺死 U-937人類淋巴癌細胞。資料顯示[36],樟芝菌絲體提取物對單純皰疹病毒HSV亦有抑制效應。
2.1.5抗炎作用
樟芝子實體中三萜類化合物和液體培養菌絲體的提取物均具有抗炎活性[37]。Tsai等[38]用小鼠皮膚缺血模型研究樟芝及其活性成分ergostatrien-3β-ol (ST1)的抗炎效應,發現它們降低解皮瓣缺血損傷引起的炎癥因子分泌。報道顯示[39],各種樟芝培養物的抗炎作用大小依次為: 子實體>固態發酵>液態發酵。
2.1.6其他作用
樟芝水提取物和甲醇提取物均具有抑菌作用[26]。如前面述及的Zhankuic acid A 有血小板凝集作用,Zhankuic acid B 具有抗膽堿及抗5-羥色胺功能,Antcin A 能抑制鼠血癌細胞毒素的活性,Antcin B 則具有抗副交感神經的作用。Wang 等[41]發現樟芝菌絲體乙醇提取物中的腺苷對血管緊張的作用。此外,樟芝提取物通過Ca2+和PKC 級聯效應和Akt 細胞信號通路抑制血小板激活[40]。
2.2毒理學試驗
人們開展了多項樟芝毒理學試驗。陳啟楨等[23]將樟芝子實體提取物以老鼠做急毒性實驗,LD50達2000 mg/kg,顯示樟芝為無毒性物質。陳勁初等[42]對樟芝發酵液萃取物以 鼠傷寒沙門氏菌進行致突變性試驗,發現在 0.1~10 mg/mL 濃度范圍內無致突變性。Amin等[43]發現,樟芝提取液還能促進傷口愈合,且有利于消除疤痕,顯示其促進成纖維細胞的增殖。
3.1樟芝固態發酵培養技術的研究進展
臺灣科研人員對樟芝培養技術較早展開了研究。臺灣大學、中興大學、輔仁大學和臺北醫學院等多家單位均對樟芝栽培技術做出了重要貢獻[6]。
大陸也對樟芝這一國之瑰寶進行了大量研究工作[44]。早在1997 年, 福建首先對此投入了極大的熱忱,福建省農業區劃研究所首先從樟芝子實體中成功分離到了樟芝菌種, 并利用本地香樟樹木屑做成的培養基進行樟芝試驗性栽培。黃大斌等[45]研究發現樟芝菌絲生長的最適 pH 為 6~7,最適溫度為 28 ℃,沉水樟木屑培養基的最適含水量為 58.5%,碳源為2%葡萄糖,氮源為0.2%檸檬酸銨。最近,黃志偉等[46]對樟芝固體培養菌絲體技術進行了研究。張奉蘇等[47]對其培養獲得樟芝粉的化學成分進行了分析。
3.2樟芝液態發酵培養技術的研究進展
在研究固體栽培技術的同時,海峽兩岸也在積極參與樟芝菌絲體的液體發酵培養。2001 年,陳勁初等[23]以深層液體發酵的方式生產樟芝菌絲體,取得1.8%的高收率,培養參數為:1%接種量,攪拌轉速 90 rpm,通氣量0.5 vvm,溫度28 ℃,裝液量70%,50噸發酵罐中試培養8 天后得到紅色菌絲。
福建省農科院植保所最早進行了菌絲體發酵培養技術的研究。之后,張宏海等[48]選取碳源及碳源濃度、氮源及氮源濃度作單因素試驗,碳源、氮源、無機鹽組合和生長因子作正交試驗,優化了深層液體發酵法生產樟芝菌絲體和多糖的培養基。胡永丹等[49]報道了液態法發酵安卓奎諾爾(Antroquinonol)的工藝。
野生樟芝生長緩慢,導致其資源嚴重匱乏,價格遠高于靈芝、人參、冬蟲夏草等傳統藥材。利用現代生物技術對樟芝進行人工培養,獲得菌絲體或活性代謝產物是大勢所趨。樟芝培養技術的不斷提升及其基因組解析必定會對其價值的更廣泛發揮起到指引作用。
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Research Progress on Antrodia camphorata*
LIU Jing1, LI Peng-peng2, ZHANG Yu1, YE Hui-hui1, CHEN Kun1
(1 College of Pharmaceutical, Liaocheng University, Shandong Liaocheng 252000;2DongchangfuDistrictAgriculturalBureau,ShandongLiaocheng252000,China)
Antrodiacinnanomea, a highly valued polypore mushroom native only to Taiwan, has been traditionally used as a medicine. It has the effect to counteract poison, protect liver and anti-cancer, raise immunity dint. The present studies on pharmaceutical characters, components and functions, pharmacological and toxicological effects, and production research were reviewed. And its development and application were also prospected.
Antrodiacinnanomea; components; pharmacological and toxicological effects
聊城大學大學生科技文化創新基金項目(編號:SF2014255)。
劉靜(1994-),女,在讀本科生。
陳坤。E-mail:chenkun97411@163.com
R9
A
1001-9677(2016)013-0023-04