烏靈菌化學成分及藥用價值研究進展

何文迪 陳新江 岑葉平

（寧波衛生職業技術學院，浙江 寧波 315010）

烏靈菌別名烏靈參、烏苓參、烏麗參、雷震子等，是生長在土棲白蟻廢巢或向陽溫暖山坡的藥用真菌黑柄炭角菌Xylarianigripes(Kl.) Sacc.的菌核，是我國的珍稀名貴中藥材[1]。在我國主要分布于四川、云南、江蘇、浙江、江西、廣東及中國臺灣[2]等溫帶、亞熱帶地區。烏靈菌是四川、云南等地的著名補氣中藥，對治療脾虛食少，產后及手續后失血過多，產后乳少，胃下垂，疝氣，小兒驚風、跌打損傷等癥都有明顯功效[3]。現代醫學研究表明，烏靈菌含有氨基酸、多糖、核苷類化合物等有效成分，具有祛濕、鎮靜安神、提高機體免疫力和促進造血等功效[1]。

由于烏靈菌生長環境和生長條件特殊，自然資源稀缺，近年來其人工栽培技術取得突破，如翁榕安[4]篩選出黑柄炭角菌人工栽培最適培養基為木屑培養基，最佳培養條件為：在25 ℃的生化培養箱中黑暗培養至菌絲滿瓶后轉到室內培養，在溫度25 ℃、濕度85%、自然光照條件下，黑柄炭角菌子座形成早、數量多、質量好。本文對烏靈菌主要的化學成分及其生物活性研究進展進行綜述，以期為烏靈菌實現現代化、產業化發展提供參考。

1 化學成分研究

烏靈菌的化學成分研究主要以天然烏靈參菌核及其人工發酵產物為樣品，目前較明確的成分有初級代謝產物氨基酸、核苷、多糖及常見次生代謝化學成分甾體、色原酮類化合物等。

1.1 氨基酸和蛋白質

陳宛如等[3]及翁榕安[4]在黑柄炭角菌不同組織（野生子座、野生菌核、栽培子座及發酵菌絲）中發現了谷氨酸（Glu）、γ-氨基丁酸（GABA）、門冬氨酸（Asp）、賴氨酸（Lys）等17 種水解氨基酸，其中必需氨基酸7 種；游離氨基酸29 種，其中必需氨基酸8 種，且栽培子座和發酵菌絲的氨基酸種類和含量高于天然烏靈參菌核。華巍巍等[5]在烏靈菌發酵物中發現18 種氨基酸，蛋白質含量達33%～40%，氨基酸總量為27.5%，其中人體必需氨基酸含量占氨基酸總量的41.5%。與氨基酸含量僅占9%的天然菌核相比，烏靈菌發酵物具有更高的營養價值。

1.2 核苷類

鐘榮華等[6]對烏靈菌粉經超聲處理、過濾后使用高效液相色譜法（HPLC 法）測得樣品中腺苷平均含量約0.1%。翁榕安[4]、廖瓊等[7]對烏靈菌野生菌核、野生子座、栽培子座和發酵菌絲的測定發現，烏靈菌中含有的核苷類化合物主要為尿苷和腺苷，且野生子座和人工栽培子座中的含量高于發酵菌絲和野生菌核。湯俊等[8]研究發現烏靈參發酵菌粉中除含尿苷和腺苷外，還有鳥苷成分。陸靜嫻等[9]測定烏靈菌粉制品烏靈膠囊的成分發現含有尿苷、腺苷、鳥苷和腺嘌呤。以上對烏靈菌及其發酵物的測定研究均采用HPLC 法，但因使用的儀器、設置的參數及所選樣品有所不同，導致其核苷類化合物檢出結果存在差異。

1.3 多糖類

據陳宛如等[3]研究，烏靈菌天然菌核中含有甘露醇、葡萄糖和棉子糖，粗多糖含量為12.5%；而烏靈菌發酵菌絲體中不僅多糖含量高達36%，且含有果糖、乳糖和蔗糖；以甘露醇在天然菌核和發酵菌絲體的多糖類化合物中含量最高。翁榕安[4]采用水提醇沉法測得烏靈菌發酵菌絲和野生菌核中每克菌粉含粗多糖的量分別為1.76 mg 和1.65 mg，總糖含量達20.60%和23.65%。楊小龍等[10]從黑柄炭角菌子實體中分離得到α-kojibiose 及D-阿洛糖醇。

1.4 甾醇類

楊小龍等[10]從黑柄炭角菌子實體中分離得到10種化合物，鑒定后發現其中含(22E,24R)-麥角甾-5,7,22-三烯-3β醇和5α,8α-過氧-(22E,24R)-麥角甾-6,22-二烯-3β-醇。龔慶芳等[11]采用硅膠、凝膠和大孔樹脂等分離柱對黑柄炭角菌發酵菌絲體進行分離純化，通過核磁共振波譜分析法（NMR）、質譜分析法（MS）等技術進行結構鑒定，得出其含有5α,8α-過氧化麥角甾-6,22-二烯-3β-醇、麥角甾-7,22-二烯-3β-5α,6β-三醇、大戟醇、β-谷甾醇及2-(4-羥基苯)-乙醇等甾醇類化合物。

1.5 異香豆素類

吳根福[12]從黑柄炭角菌深層發酵制品中獲得了具有DPPH 自由基捕捉活性成分，推斷其為5,8-二羥基-3-甲基-3,4-二氫異香豆素，但龔慶芳等[13]在黑柄炭角菌發酵菌絲抗氧化有效成分研究中并未發現這一物質。陳勇等[14]采用HPLC 法建立了同時測定烏靈膠囊中5-hydroxymellein、5-carboxylmellein、金雀異黃素及5-甲基蜂蜜曲霉素含量的方法。陸靜嫻等[15]從烏靈菌粉乙醇回流提取后經石油醚、乙醇萃取的部分分離得到5-hydroxymellein(1)、5-carboxylmellein(2)、金雀異黃素(3)和 5-methylmellein(4)四種化合物（圖1），其中化合物2、3、4 為首次從烏靈菌粉提取分離獲得，而化合物1、2、3 被認定為烏靈菌粉的特征性成分。

圖1 從烏靈菌粉中分離得到的四種化合物結構式[15]

1.6 色原酮類

色原酮屬于次生代謝產物，龔慶芳等[11]首次從黑柄炭角菌發酵菌絲體中分離得到5-羥基-7-甲氧基-2-甲基-4-二氫色原酮，5,7-二羥基-2-甲基-4-二氫色原酮和5-羥基-2-甲基-4-二氫色原酮。

1.7 礦物質和維生素

天然烏靈參菌核及其深層發酵物中含有豐富的微量元素鐵、錳、鋅及常量元素鎂、鈣、鉀、鈉等，其中作為人體重要造血原料的鐵元素在100 g 天然烏靈參菌核和深層發酵菌絲體中含量分別達25.6 mg 和459 mg[3]。翁榕安[4]發現烏靈菌發酵菌體中含有16 種人體必需的礦質元素，其中人體易缺乏的元素含量較高。烏靈菌及其發酵制品中還含有豐富的維生素D2、維生素K1、維生素E 以及β-胡蘿卜素[5]。

綜上，研究已證實天然烏靈菌中含有豐富的氨基酸、核苷類及多糖等初級代謝產物，而人工栽培子座及發酵制品中的主要化學成分種類、含量均優于天然烏靈菌，這為烏靈菌人工栽培和發酵提供了重要依據和理論基礎。但烏靈菌次級代謝產物形成過程復雜，不同研究的結論差異較大，有待開展深入、系統性的研究，以進一步明確具體成分及其生物活性，制定合適的發酵過程質量控制標準，不斷拓展和提升烏靈菌的藥用價值。

2 藥用價值研究

烏靈菌及其發酵制品具有廣泛的生物活性，目前報道較多的主要集中在調節神經、改善認知功能、調節免疫、抗貧血、抗氧化及抗前列腺增生方面。

2.1 調節神經作用

研究發現，烏靈菌可能通過Glu-GABA、單胺類神經遞質五羥色胺（5-HT）及腦源性神經營養因子（BDNF）等多種機制調節神經，起到鎮靜催眠、抗抑郁和焦慮作用[16]。馬志章等[17]發現，連續喂服烏靈菌粉的小鼠注入同位素30 min 后腦內Glu 和GABA 的標記物含量明顯增高，認為烏靈菌粉可能通過改變腦組織對Glu 和GABA 的通透性而提升攝取量，并通過提高谷氨酸脫羧酶（GAD）活性及激活GABA受體實現鎮靜、催眠作用。楊楠等[18]使用基因芯片技術觀察慢性輕度應激（CMS）小鼠模型，發現烏靈菌粉具有 5-HT 再攝取抑制作用，使5-HT2C 受體表達顯著下降而起到抗抑郁作用。范恩宇等[19]通過觀察灌服不同劑量烏靈菌粉的小鼠發現，小鼠腦組織內GABA 和5-HT 濃度顯著增高，進一步證實烏靈菌粉通過提高GABA 攝取、5-HT 再攝取抑制的多通路共同作用改善睡眠。而小鼠腦組織γ-氨基丁酸A 型受體（GABAAR）濃度的明顯增高，說明GABA 途徑主要通過增高GABAAR 的表達水平改善睡眠。黎功炳等[20]發現喂服烏靈膠囊后抑郁大鼠腦組織內乙?；M蛋白H3 含量明顯升高，5-羥色胺受體（5-HTT）、酪氨酸羥化酶（tyrosine hydroxylase，TH）的蛋白表達明顯增加，表明烏靈菌粉可能通過調控大鼠表觀遺傳從而實現緩解抑郁。舒忙巧等[21]發現一定劑量的烏靈菌粉水提物能夠減緩腦缺血引起的小鼠海馬GABA 和BDNF 表達水平的下降，對海馬神經元和神經纖維具有保護作用。

近年來，烏靈菌調節神經的其他相關機制也被陸續報道。李鳳蕾等[22]發現喂服高劑量烏靈菌粉的創傷后應激障礙（PTSD）大鼠焦慮樣行為得到顯著改善，大鼠腦部海馬組織中促炎癥細胞因子IL-1β、IL-6的水平顯著降低，顯示烏靈菌粉對焦慮樣行為的改善作用與其抗炎功能有關。李冬梅[23]的研究表明，烏靈菌粉能夠顯著提高TSPO（18 kDa 轉運蛋白）調控的線粒體自噬相關通路重要蛋白的表達水平，顯著對抗神經元突觸發生障礙的作用以發揮抗抑郁作用。陳浩等[24]報道了烏靈菌能明顯降低大鼠海馬組織自噬相關蛋白Beclin1、LC3Ⅱ蛋白和mRNA 的表達，通過激活哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）分子磷酸化抑制海馬神經元過度凋亡和自噬，并通過抑制核心酶Caspase-3 的過度激活和表達來修復創傷后應激障礙引起的海馬神經元損傷，進而調節PTSD 樣行為。

以上多項動物實驗表明，烏靈菌通過多成分、多靶點、多通路協同調節神經，通過增強腦部對有效成分的攝取、抑制不利成分的攝取，提高受體表達水平，從而具有一定的神經元保護和修復作用。目前烏靈菌發酵物制成的藥品烏靈膠囊被廣泛應用于治療各種因素引起的失眠癥，無論是單獨使用還是與常用治療失眠的西藥聯合使用，對患者的睡眠均有不同程度的改善作用，患者睡眠障礙量表評分（SDRS）、匹茲堡睡眠質量指數（PSQI）等指標均較治療前有顯著下降[25]，在治療因心腦疾病、女性疾病、消化疾病、耳喉疾病等引起的焦慮和抑郁方面也取得了良好療效[26]，且不良反應少，值得大力推廣。

2.2 改善認知功能

何旭東[27]報道烏靈菌粉雖不能阻斷癲癇點燃的最終形成，但能明顯延緩大鼠戊四唑點燃的過程，部分逆轉點燃過程中腦組胺含量的下降，表明烏靈菌增強了腦組胺能神經的活性及增強磷酸化的環磷酸腺普反應元件結合蛋白（pCERB）表達，從而改善了癲癇誘發的記憶障礙。李中春等[28]研究表明服用烏靈膠囊的卒中后抑郁大鼠的學習記憶障礙顯著改善，但與艾司西酞普蘭組大鼠對比，其異常腦源性神經營養因子（BDNF）的表達并無改變，因此烏靈膠囊可能是通過GABA 或其他神經機制改善了卒中后抑郁大鼠的學習記憶。鄒小冬等[29]發現烏靈膠囊通過增加阿爾茨海默病模型小鼠縫隙連接蛋白43（Cx43）的分泌，促進膠質細胞與神經元的反應性，從而改善阿爾茨海默病小鼠的認知功能。王海等[30]發現烏靈菌粉能顯著改善APPswe/PS1dE9雙轉基因阿爾茲海默病模型小鼠的記憶和學習能力，認為烏靈菌粉可能通過降低小鼠海馬中Aβ1-42含量減少了老年斑的形成，從而改善模型小鼠的認知功能。癲癇、阿爾茨海默癥等疾病機制尚不明確，缺乏有效治療藥物，認知功能逐步退化嚴重影響患者生命質量，烏靈菌粉為輔助治療這些疾病引起的認知功能障礙提供了新的策略。

2.3 調節免疫

烏靈菌中的多糖被認為是參與機體免疫作用的主要成分。馬志章等[31]、華巍巍[32]的研究表明，黑柄炭角菌多糖雖無直接抑制腫瘤作用，但可通過激活正常小鼠或帶瘤小鼠腹腔的巨噬細胞，促進對腫瘤細胞的細胞毒作用，采用3H-TdR 后標記法測定給藥后腫瘤細胞增殖抑制率達85%～90%。陸小蘭等[33]發現黑柄炭角菌多糖能夠產生細胞毒細胞分化因子（Cytotoxic cell differentiation factor，CCDF）這一過程可能是通過誘導CCDF 而對淋巴因子誘導的細胞毒細胞（LICC）起調節作用[34]。Ko 等[35]推測烏靈菌水提取物和乙醇萃取物可能通過抑制經由NF-kB 信號通路的表達，從而發揮對大鼠腹腔巨噬細胞的免疫調節作用。羅威[36]發現連續灌喂烏靈菌發酵液的小鼠耳腫脹度明顯增大，脾淋巴細胞增殖轉化能力提高，認為烏靈菌發酵液通過調節T 細胞的應激能力、溶血素與凝集素抗體分泌、巨噬細胞的吞噬功能和淋巴細胞的增殖等多個免疫應答環節，增強機體免疫功能。盡管動物實驗證實烏靈菌具有增強免疫力、抑制腫瘤細胞增殖作用，但是臨床治療腫瘤時更多的是將烏靈菌用于減緩腫瘤引發的抑郁和焦慮問題，現有烏靈菌及其發酵制品的抗癌活性成分和機制研究報道甚少，其在預防和治療腫瘤方面的潛力有待進一步發掘。

2.4 抗貧血作用

《四川中藥志》中早有關于烏靈菌作為機體失血狀態治療藥物的記載[37]，現代藥理學進一步證實了烏靈菌抗貧血的功效。馬志章等[38]用烏靈菌發酵菌絲體連續灌喂失血50%的實驗大鼠，發現大鼠體內紅細胞和血紅蛋白的數量顯著升高，且兩項指標恢復至放血前90%水平所需的時間明顯縮短，治療效果優于Fe 片。華巍巍[39]采用不同劑量黑柄炭角菌菌絲體混懸液飼喂雄性大鼠和雌性大鼠，給藥1.5 個月、3個月后與未服藥大鼠體內血紅蛋白含量進行對比，發現黑柄炭角菌發酵物有明顯增高大鼠血紅蛋白的作用。毒性試驗結果表明烏靈菌發酵物安全性高，可作為抗貧血的潛在藥物。

2.5 抗氧化作用

吳根福[12]從黑柄炭角菌深層發酵制品中分離得到5,8-二羥基-3-甲基-3,4-二氫異香豆素，其對DPPH自由基捕捉能力優于維生素C 和維生素E。龔慶芳等[13]報道烏靈菌發酵物中含有的1-(2,6-二羥基苯)-3-羥基-丁酮具有較強的DPPH 自由基清除能力和還原能力，認為該物質可能是烏靈菌發酵物發揮抗氧化功能的主要成分。武守華[40]發現黑柄炭角菌子實體和菌絲體甲醇提取物都有較好的DPPH 自由基清除能力、還原能力和螯合能力。翁榕安等[41]研究發現水溶性黑柄炭角菌肽能明顯降低鄰苯三酚自氧化速率，有極強的羥自由基清除能力，對DPPH 自由基清除率隨濃度升高而增加，表明水溶性黑柄炭角菌肽在體外具有明顯的抗氧化作用。白云霞等[42]用烏靈菌粉飼喂實驗性動脈粥樣硬化兔，結果實驗兔體內清除超氧陰離子自由基損害的主要活性酶超氧化物歧化酶（SOD）及催化過氧化氫分解酶谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的活力增強。

2.6 抗前列腺增生

許瑞珠等[43]發現良性前列腺增生癥（benign prostatic hyperplasia，BPH）患者使用烏靈參膠囊治療臨床癥狀的總有效率達96.9%，B 超顯示患者治療后前列腺體積明顯縮小，且用藥安全性高。黃秀梅等[44]發現烏靈菌能夠誘發雄性家兔膀胱三角肌條收縮，對抗由α1 受體激動劑去氧腎上腺素引起的家兔膀胱頸平滑肌收縮，認為烏靈菌具有減輕膀胱頸尿流阻力、增加膀胱逼尿肌排尿張力的雙重作用，達到改善BPH引起的膀胱出口梗阻癥狀。烏靈菌抗前列腺增生的主要成分和作用機制尚不明確，但以烏靈菌粉為君藥（又稱主藥）的靈澤片治療腎虛血瘀濕阻型BPH 患者，療效較好[45-47]，治療后患者的國際前列腺癥狀評分（International Prostate Symptom Score，IPSS）、生活質量指數評分（Quality of Life，QoL）及中醫癥候積分較治療前明顯降低，患者排尿無力、滴瀝不盡、夜尿頻多、小腹墜脹、腰膝酸軟、倦怠乏力等癥狀得到改善，出現不良反應較少。

隨著烏靈菌及其產品的廣泛應用，烏靈菌多樣化的生物活性逐漸被發現。除上述功效外，近年來也有關于烏靈菌調節2 型糖尿病B 細胞功能[48]、抗輻射[49]的報道，但具體機理尚不明確。

3 小結與展望

珍稀藥用真菌烏靈參在我國已有2 000 多年的藥用歷史和豐富的治療經驗，應以新知識、新技術推動烏靈菌及其發酵制品的現代化、產業化進程，更好滿足新形勢下人民健康和經濟建設需要，推動中醫藥事業走向國際舞臺。目前，針對烏靈菌及其發酵制品所含化學成分、藥用價值的研究已經取得一定成果，烏靈菌發酵制品在臨床中廣泛應用且取得了良好的療效。但烏靈菌及其發酵制品的化學成分復雜，藥理作用機制尚不明確，建議今后的研究側重以下方面：首先，對烏靈菌發酵制品的次級代謝產物開展深入研究，篩選藥效物質，并制定發酵過程質量控制標準，提升烏靈菌發酵制品的藥用價值；其次，借助生物組學、網絡藥理學等學科的發展，分析疾病相關網絡、烏靈菌影響網絡，構建烏靈菌制劑的中藥—成分—靶點—通路網絡；最后，對烏靈菌作為食品、保健品的安全性進行研究，在國家大力發展藥食同源產業的趨勢下，為烏靈菌產品的多樣化開發和應用做好前期準備。