北冬蟲夏草多糖的研究概述

呼 晨，姚金水

（福建農(nóng)林大學(xué)，福建福州350002）

北冬蟲夏草[Cordycepsmilitaris],又名蛹蟲草、蟲草花、北蟲草,屬子囊菌亞門(Ascomycotina)核菌綱(pyreno-mycetes)球殼目(Sphaerinles)麥角菌科(clav iticpitaceae)蟲草屬(Coedyceps),與冬蟲夏草同屬異種。天然的北冬蟲夏草成分與冬蟲夏草化學(xué)成分、藥理作用、功能等方面基本一致，有些成分甚至高于冬蟲夏草[1]。北冬蟲夏草多糖作為其主要活性物質(zhì)，最初是以北冬蟲夏草多糖(Polysaccharides from cultured mycelium of Cordycepssinensis，PCS)在增強(qiáng)免疫力方面有重要作用引起注意[2]。隨著研究發(fā)現(xiàn)，北冬蟲夏草多糖在抗腫瘤、抗感染、降低血脂、抗衰老以及調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長起著決定性的作用，它在功能食品和醫(yī)藥等方面有很好的實用價值?，F(xiàn)就近年來北冬蟲夏草多糖主要研究進(jìn)展做一綜述，旨在為深入研究北冬蟲夏草多糖保健食品及臨床藥效提供依據(jù)，為進(jìn)一步開發(fā)北冬蟲夏草產(chǎn)品拓展新思路。

1 北冬蟲夏草多糖的提取工藝

改善提取北冬蟲夏草多糖工藝以增加其藥效是研究焦點之一。高峰[2-6]等通過實驗提出了一系列方案：常溫下使用超高壓技術(shù)在溶劑45%乙醇、壓力400MPa、料液比1:35（g/m l）、提取時間5min的條件下可以進(jìn)行快速高效的提取，并能保持多糖的生理活性，此條件下提取率為10.13%；利用超聲法在超聲波功率250W、溶劑60%乙醇、提取時間13min、料液比1:35（g/ml） 的條件下可增高多糖提取率到25.89%；采用索氏法在50%乙醇、固液比1:30（g/m l）、提取時間6h的條件下多糖平均提取率為31.95%；利用水法在溫度55℃、時間4h、固液比1:40（g/ml） 的條件下，多糖提取率為34.14%。董媛[7]及高宇[8]等分別利用單因素及響應(yīng)面分析法和回流提取正交實驗法優(yōu)化了蛹蟲草菌絲體多糖的超聲提取工藝。姚志偉[9]等采用微波法對蟲草多糖提取工藝進(jìn)行了研究，其結(jié)果穩(wěn)定可靠。雖然目前越來越多的學(xué)者專注于北冬蟲夏草多糖的提取工藝，但現(xiàn)階段仍無法實現(xiàn)大規(guī)模高純度制備[10]。

2 北冬蟲夏草多糖的藥理作用

北冬蟲夏草多糖具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、抗疲勞、降血糖和提高免疫能力等多種藥理活性。因此，北冬蟲夏草的開發(fā)應(yīng)用具有極大的潛在市場。

2.1 北冬蟲夏草多糖對免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用 蛹蟲草多糖主要通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及細(xì)胞因子等調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能。Jong Seok Lee[11]等通過建立黑色瘤小鼠模型發(fā)現(xiàn)，北冬蟲夏草多糖通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的dectin-1和TLR2受體，誘導(dǎo)MAPK和NF-κB信號傳導(dǎo)通路的激活，上調(diào)巨噬細(xì)胞的NO、ROS、TNF-α 和吞噬細(xì)胞的含量，從而增加小鼠的免疫活性抑制小鼠體內(nèi)黑色瘤的增長。MiWang[12]等通過蛹蟲草多糖作用于環(huán)磷酰胺免疫抑制小鼠發(fā)現(xiàn)，施用CMP是能夠克服的CY誘導(dǎo)的免疫抑制，顯著增加脾胸腺指數(shù)、脾淋巴細(xì)胞活性和巨噬細(xì)胞的功能。Yuanliang Hu[13]等研究發(fā)現(xiàn)：CMP顯著刺激淋巴細(xì)胞增殖，通過CMP作用于14日齡已接種新城疫疫苗的幼雞發(fā)現(xiàn)，CMP合適的劑量可以顯著促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，增強(qiáng)血清抗體滴度，并提高血清干擾素-γ 和白介素-4的濃度。表明CMP能顯著提高新城疫疫苗的免疫效果，并且將作為新型免疫佐劑的候補(bǔ)。胡元亮[14]等采用MTT法，在小鼠脾臟淋巴細(xì)胞培養(yǎng)體系中加入ConA及終濃度為1，0.5，0.25mg/L蛹蟲草多糖培養(yǎng)48h，結(jié)果表明蛹蟲草多糖可顯著促進(jìn)體外培養(yǎng)的小鼠脾臟淋巴細(xì)胞增殖，說明蛹蟲草多糖具有免疫增強(qiáng)活性。

2.2 北冬蟲夏草多糖的抗炎抑菌作用 Fhernanda R.Smiderle等[15]對蛹蟲草多糖抗炎性進(jìn)行評價，發(fā)現(xiàn)蛹蟲草多糖所表現(xiàn)的作用與其單糖組成不同有關(guān)。從蛹蟲草堿性多糖提取物分離的線性B-（1R3） -D-葡聚糖作用于人單核細(xì)胞系THP-1，發(fā)現(xiàn)β-（1R3） -D-葡聚糖通過抑制IL-1β，TNF-α 和COX-2的表達(dá)，達(dá)到較好的抗炎效果，該聚合物是蛹蟲草堿性多糖提取物中最有效的抗炎化合物。此外，通過體內(nèi)實驗，分離的β-（1R3）β-D-葡聚糖對由福爾馬林誘導(dǎo)的感受傷害的小鼠爪子和LPS誘導(dǎo)的小鼠腹膜炎表現(xiàn)出明顯的鎮(zhèn)痛和抗炎效果。胡光煦[16]通過建立大鼠陽離子化牛血清白蛋白（C-BSA） 腎炎模型，研究了北蟲草多糖的治療作用，并探討其機(jī)制。提示其有延緩C-BSA腎炎模型病情進(jìn)程的作用，可以改善多項病理生化指標(biāo)。其作用機(jī)制可能與增加紅細(xì)胞的免疫功能，促進(jìn)循環(huán)中免疫復(fù)合物清除，改善血小板聚集功能，進(jìn)而改善血液循環(huán)有關(guān)。孟兆麗[17]等通過杯碟法測定蛹蟲草多糖抑菌效果發(fā)現(xiàn)，蛹蟲草多糖的乙醇分級沉淀組分CMP-40，CMP-60，CMP-80對金黃色葡萄球菌、四聯(lián)球菌等革蘭氏陽性菌有較強(qiáng)的抑菌活性,對銅綠假單孢菌和大腸埃希氏菌等革蘭氏陰性菌抑菌活性極低。

2.3 北冬蟲夏草多糖對肝臟的保護(hù)作用

2.3.1 抗過氧化作用 鄭賢林[18]等用氫化可的松造模肝損傷小鼠，使其血清谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST） 和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT） 活性顯著升高，通過灌胃給予蠶蛹蟲草菌絲體多糖，發(fā)現(xiàn)小鼠血清AST和ALT活性顯著下降，且呈劑量相關(guān)性。實驗表明蠶蛹蟲草多糖可明顯提高抗氧化劑的水平，降低肝組織丙二醛（MDA） 含量，從而減輕了因脂質(zhì)過氧化加劇而造成的肝細(xì)胞損傷；肝臟石蠟切片觀察發(fā)現(xiàn)蠶蛹蟲草多糖明顯減輕了氫化可的松引起的肝小葉結(jié)構(gòu)紊亂、肝竇淤血及肝索排列紊亂等病理變化，顯示出其對氫化可的松造成的肝細(xì)胞損傷具有明顯的保護(hù)作用。朱雅紅、顏輝等[19]在四氯化碳造成的損傷的大鼠原代肝細(xì)胞中加入蛹蟲草多糖后，并以VE的抗氧化作用作陽性對照，發(fā)現(xiàn)蛹蟲草多糖能通過提高GSH-Px酶活力以及抑制脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA的生成來減輕CCl4對肝細(xì)胞的損傷，減少ALT和AST的釋放，使ALT和AST活力水平的升高受到明顯抑制，顯著提高肝細(xì)胞的存活率，顯示出對CC14造成的肝細(xì)胞急性損傷具有一定的保護(hù)作用。Bor-SenWang[20]通過比較蛹蟲草多糖與冬蟲夏草多糖對由t-BHP誘導(dǎo)的HepG2 cells的氧化應(yīng)激，研究發(fā)現(xiàn)蛹蟲草多糖與天然蟲草多糖濃度在500lg/mL作用效果無差異，表明蛹蟲草是一種可以取代天然蟲草，有潛力的能夠預(yù)防及治療肝損傷的藥物。

2.3.2 體外誘導(dǎo)肝細(xì)胞分化 劉江凱[21]首次證實了蟲草多糖可以體外誘導(dǎo)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化為類肝細(xì)胞，為應(yīng)用中醫(yī)藥治療急慢性肝衰竭提供了新的理論依據(jù)，并為利用中醫(yī)藥與細(xì)胞移植結(jié)合治療終末期肝病提供了一種新的思路。

2.3.3 降低肝臟免疫損傷 MiWang[22]等研究發(fā)現(xiàn)北冬蟲夏草多糖對小鼠免疫性肝損傷有一定的保護(hù)作用，其機(jī)制可能與降低腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、炎性細(xì)胞因子（白介素IL-1） 的含量、平衡細(xì)胞因子有關(guān)。

2.4 北冬蟲夏草多糖的抗腫瘤作用 蛹蟲草多糖主要通過提高免疫力和抗氧化作用起到抗腫瘤作用，Cheung JK等[23]通過實驗證明，蛹蟲草多糖可以誘導(dǎo)T-淋巴細(xì)胞增殖和IL-2、IL-6分泌,且增加巨噬細(xì)胞的吞噬作用以及酸性磷酸酯酶的活性從而抑制腫瘤細(xì)胞的增長。這證實了蛹蟲草多糖在通過刺激免疫應(yīng)答起到抗腫瘤作用。而LiSP等[24]研究則從抗氧化角度發(fā)現(xiàn)，蛹蟲草多糖可保護(hù)H2O2對腎上腺髓質(zhì)瘤細(xì)胞所造成的損害，并顯著降低由H2O2誘導(dǎo)產(chǎn)生的丙二醛(MDA)和谷胱苷肽過氧化物酶(GSH-P x)以及超氧化物歧化酶(SOD)活性的變化。蛹蟲草多糖協(xié)同治療劑量的卡鉑合用，可增強(qiáng)其抗腫瘤作用，并對毒性劑量的卡鉑引起的血小板數(shù)量減少具有對抗作用[25]。Shuang Yang[26]等采用MTT法檢測蛹蟲草多糖對肝HeLa細(xì)胞和HepG2細(xì)胞的抑制作用，當(dāng)細(xì)胞用1000mg/ml的蛹蟲草多糖孵育72h，蛹蟲草多糖顯著的抑制HeLa細(xì)胞和HepG2細(xì)胞的生長，因此，蛹蟲草多糖可以作為治療癌癥的潛在藥物。

2.5 北冬蟲夏草多糖的保健功能

2.5.1 北冬蟲夏草多糖的降血脂、降血酸、降血糖等作用

徐雷雷[27]等研究發(fā)現(xiàn)蛹蟲草多糖具有良好的降血糖作用，其作用機(jī)制與清除體內(nèi)自由基，提高機(jī)體和胰腺的抗氧化能力，修復(fù)受損的胰島細(xì)胞有關(guān)。牟華[27]采用四氧嘧啶制造糖尿病小鼠模型，實驗中發(fā)現(xiàn)蛹蟲草多糖對糖尿病小鼠具有明顯的降血糖作用，與阿卡波糖組效果相似，在一定的范圍內(nèi)，高劑量作用明顯；且在實驗中發(fā)現(xiàn)蛹蟲草多糖可降低三酰甘油、提高血清高密度脂蛋白的含量，使機(jī)體血脂水平有所恢復(fù)。LiMa·Song[28]等通過氧嗪酸鉀制造高尿酸血癥小鼠模型，實驗發(fā)現(xiàn)EPCM通過抑制黃嘌呤氧化酶（XOD） 的活性降低尿酸的產(chǎn)生，表明EPCM可以作為一種治療高尿酸血癥和痛風(fēng)的天然藥物選擇。

2.5.2 北冬蟲夏草多糖的抗衰延壽作用 北冬蟲夏草多糖是北冬蟲夏草重要的活性物質(zhì)之一，在調(diào)節(jié)免疫功能、降血糖、抗腫瘤、保肝等方面均具有顯著的功效。此外王菊鳳[29]研究發(fā)現(xiàn)蛹蟲草多糖可明顯提高果蠅種群的期望壽命，具有顯著的抗衰延壽作用；但蛹蟲草多糖對果蠅種群的延壽作用并不隨培養(yǎng)基中蛹蟲草多糖濃度的提高而增強(qiáng)，這可能是由于多糖可作用的靶數(shù)量有限或生物體存在選擇性的原因。同時孫納新[30]等通過自然小鼠衰老模型，觀察蛹蟲草多糖對老齡小鼠巨噬細(xì)胞功能及氧化狀態(tài)的影響發(fā)現(xiàn)蛹蟲草多糖可以顯著提高衰老小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬指數(shù)及單核巨噬細(xì)胞的吞噬功能,其原因可能是蛹蟲草多糖通過提高機(jī)體非特異性免疫功能而延緩衰老。

3 存在的問題

蛹蟲草作為新資源食品,顏色鮮亮,且營養(yǎng)豐富,可食亦可藥用,具有保肺益腎,強(qiáng)身健體之功效,是理想的健康食品。因此,蛹蟲草具有廣泛的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景。但還存在以下問題：首先目前越來越多的學(xué)者專注于北冬蟲夏草多糖的提取工藝，但現(xiàn)階段仍無法實現(xiàn)大規(guī)模高純度制備，限制北冬蟲夏草多糖產(chǎn)品的應(yīng)用推廣。其次從目前的研究分析來看，由于北冬蟲夏草的種類多、分布廣，因此，使不同地域間品種的多糖成分及有效成份含量存在著一定的差異，從而可能導(dǎo)致其藥理作用的不一致性。因此，該方面的研究尚需進(jìn)一步的實驗驗證。再次，由于現(xiàn)階段化學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)分析技術(shù)的限制，其多糖結(jié)構(gòu)分析僅限于一級結(jié)構(gòu)，無法從分子水平上明確闡釋其藥理功能和作用機(jī)制。

冬蟲夏草是我國特有名貴中藥材，但是由于天然藥材資源的缺乏，在我國開發(fā)北冬蟲夏草資源有著得天獨厚的優(yōu)勢。目前北冬蟲夏草產(chǎn)品在市場很暢銷，但在動物保健方面尚未開展。北冬蟲夏草多糖現(xiàn)階段仍無法實現(xiàn)大規(guī)模高純度制備、不同地域間品種的多糖成分及有效成份含量存在著一定的差異以及無法從分子水平上明確闡釋其藥理功能和作用機(jī)制，限制北冬蟲夏草多糖產(chǎn)品在動物保健方面的應(yīng)用推廣。

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