虫草属菌物多糖的生物活性及效应机制

1、虫草属菌物多糖的生物活性及效应机制【摘要】21世纪的生命科学是糖生物学时代。多糖具有低毒性和生物活性多样的特点，并在生命过程中有不可或缺的作用。虫草属菌物是一类具有复杂有效成分和广泛药理作用的天然药物资源，颇受人们的关注。该文基于促进虫草属菌物多糖的开发利用，重点就虫草属菌物多糖的生物活性、效应机制等方面的最新进展进展述评。【关键词】虫草多糖生物活性效应机制Abstrat：rdyepsspeiessuhasrdyepssinensis,.phiglssides,.sbliferaand.ilitarisareell-knntraditinalhineseediinalateriaandareu

2、sedasanalternativeediinereedytprtehealthandlngevityfrpepleinhinaandtherAsianregins.Plysaharidesarenefajringredientsfrdyepsfungi,hihpssessdiversifiedpharalgialatinsinludingiundulatry,hypglyaei,hyphlesterlei,antianer,anti-inflaatry,antixidantet.Therefre,thereisaninreasingpubliinterestintherdyepsplysah

3、aridesthatayberegardedasavitalnaturalsurefrdisveringnedrugarundtherld.Thepresentprgressfusingnthebiativitiesanditsehanissfrdyeps-derivedplysaharidesinreentyearshasbeenrevieedinthispaper.Keyrds：rdyeps;Plysaharide;Biativity;Atingehanis虫草属菌物具有丰富而特殊的化学成分和广泛的药理作用，是一类重要的天然药物资源。譬如，冬虫夏草rdyepssinensis(Berk.)

4、Sa.，蝉花.sblifera(Hill.)Berk.，大团囊虫草.phiglssides(Ehrenb)Link.等虫草属菌物是我国的名贵中药，有悠久的药用史1。虫草属菌物是一类特殊的复型虫生菌物，有性阶段在分类学上属于子囊菌门(Asyta)，核菌纲(Pyrenyetes)，肉座菌目Hypreales，麦角菌科(laviipitaeae)，虫草属(rdyeps)。据英国ABIBisiene菌物名称数据库统计(.speiesfungru.rg)，已登载了五百余种虫草属菌物。由于长期以来传统形态分类技术自身的局限性及人为因素的影响，同物异名复合种难免搀杂其中，因此目前普遍认为有三百余种2。虫草属

5、菌物的无性阶段主要归属于半知菌门，涉及到三十多个属。再有虫草属菌物具有多型现象、复无性型现象、假定无性型以及无性阶段易变异等事实3，因此，虫草属菌物的物种资源具有复杂多样的特点。食药用菌物多糖广泛的生物活性，在药物研发方面前景广阔，多糖也成为虫草二次性化学成分开发利用的重点方向。据现有的文献报道来看，虫草属菌物多糖方面的研究主要集中在冬虫夏草、蝉花、大团囊虫草、蛹虫草.ilitaris，高雄山虫草.takaantana，古尼虫草.gunnii，棒束孢虫草Isariajapnia，九州虫草.kyushuensis等二十余种及其它们的无性型或假定无性型。本文重点就近年来虫草菌物多糖活性评价及效应机

6、制的研究动态作一述评。1虫草属菌物多糖生物活性及效应机制20世纪60年代多糖作为广谱免疫促进剂引起人们极大的兴趣，尤其是香菇多糖抗肿瘤活性的发现，使多糖的生物活性研究受到日益广泛的重视，并获得丰硕的成果。虫草属菌物多糖的研究也获得较大进展。1.1抗肿瘤虫草属菌物多糖抗肿瘤作用靶点和作用机理具有多靶点，多途径、复杂性等特点。Yaada等在20世纪80年代初就报道了大团囊虫草胞外葡聚糖-1能明显抑制荷瘤小鼠S180肿瘤的生长。随后，该研究组hri发现另一个胞外半乳氨基聚糖蛋白-N也有抗肿瘤活性。进一步的研究显示，-1抗肿瘤活性是通过宿主介导起作用，而-N通过与肿瘤细胞膜结合抑制葡萄糖的跨膜转运，有

7、直接细胞毒作用。冬虫夏草子实体多糖PSS与人外周血单核细胞作用制备的条件培养基能显著抑制人白血病U937细胞增殖，并促进其分化为表达非特异性酯酶以及外表抗原D11b，D14和D68的成熟单核细胞/巨噬细胞。PSS抑制U937增殖和促进分化主要是由于其诱导外周血单核细胞产生了大量IFN-、TNF-细胞因子，IFN-、TNF-协同抑制肿瘤细胞增殖并促进肿瘤细胞分化，发挥抗肿瘤效应。近来发现冬虫夏草菌体来源的(13)-D-葡聚糖具有显著抗肿瘤活性。以0.840gkg-1d-1ip荷S180瘤小鼠10d，5周后的的抑瘤率最高达89.8%，剂量越低效果越好，呈剂量依赖关系4。Zhang5研究组发现冬虫夏

8、草胞外多糖EPSF能明显增强B16荷瘤小鼠脾和胸腺淋巴细胞增殖以及腹腔巨噬细胞的吞噬才能，延长小鼠生存期。进一步研究发现，EPSF给药组小鼠的肝、肺脏器官组织中的转移灶数量明显少于对照组，且肝、肺脏组织器官中与肿瘤发生开展亲密相关的Bl-2、-y、-Fs等原癌蛋白和VEGF血管生成关键因子的表达丰度显著下降5，6。因此，EPSF具有抗侵袭和抗转移作用。Nakaura7研究组观察到冬虫夏草水提物(ES)对LL和B16瘤株均有细胞毒效应，荷瘤小鼠的相对肝重明显增加，有抗转移作用。ES还能明显诱导B16细胞凋亡，其与氨甲喋呤结合用药，明显延长B16荷瘤小鼠生存期。最近，Leung等8发现冬虫夏草假定

9、无性型弯颈霉的菌体水提物能抑制B16细胞增殖，呈低细胞毒作用25%抑制率，但能明显抑制B16荷瘤小鼠肿瘤生长50%抑瘤率。蛹虫草多糖也具有抗肿瘤活性。Y等9发现来源蛹虫草子实体多糖粗提物E明显抑制人静脉上皮细胞HUVE、HT1080以及肿瘤细胞B16-F10增殖，并使HT1080细胞中P2以及HUVE细胞中的bFGF等基因的表达丰度下调，且体内外实验均能抑制血管形成。另有报道，蛹虫草水提物AE使Bl-2抗凋亡蛋白下调，激活aspase-3，通过凋亡效应机制抑制U937白血病细胞生长，但AE对促凋亡蛋白Bax和调亡酶aspase-9的表达无影响，且也不影响凋亡抑制蛋白IAPs家族中XIAP，IA

10、P-1和2以及死亡受体与配体Fas/FasL的表达。不过，它能引起环氧合酶-2X-2和前列腺素E2(PGE2)的表达程度下调10。X-2是一个花生四烯酸合成炎症介质前列腺素途径的限速酶，并有促进细胞增殖，抑制凋亡作用，是肿瘤发生的关键因子之一。许多肿瘤组织富含或自身合成花生四烯酸的代谢产物，AE可能通过抑制X-2活性，阻止PGE2合成，进而抑制肿瘤发生。最近，Lee等11报道蛹虫草子实体热水萃取物能明显抑制HL-60白血病细胞增殖，并出现典型的凋亡特征。进一步研究发现它能通过激活aspase-3、PARP蛋白诱导肿瘤细胞凋亡。1.2免疫调节蛹虫草多糖粗提物能促进树突状细胞D成熟，增强抗原提呈才

11、能。能使鼠骨髓髓系D细胞外表分子D40，D54，D80，D86以及主要组织相容性抗原复合体II(H-II)的表达丰度显著进步，并使D产生IL-12的程度明显进步。此外，还能显著增强TL的杀伤活性12。Yu等13发现蛹虫草PS-1多糖对细胞免疫功能如碳粒去除才能以及二硝基氯苯DNB诱导的迟发型超敏反响等均没影响，但能明显降低血清的溶血素程度，抑制体液免疫功能。adla等14发现.dipterigenaB2073和细脚拟青霉B2656两菌株的胞外多糖能明显进步人成纤维细胞产生IL-8的程度，并有较强抗单纯泡疹病毒1herpessiplexvirustype1，HSV-1的活性。.sarabaela

12、子实体热水提取物H抗补体活性，半总补体溶血抑制率ITH50是62%，并能显著增强消化道免疫系统的免疫功能15。Xia16研究组发现古尼虫草多糖具有免疫抑制功能，其多个不同纯度的多糖组分对小鼠脾淋巴细胞增殖、腹腔巨噬细胞的吞噬功能、TL细胞的杀伤功能等细胞免疫均呈不同程度的抑制效应，同时能显著降低溶血素程度，抑制体液免疫。近期，Pan研究组发现冬虫夏草菌体糖蛋白能显著增强刀豆球蛋白A(nanavalinA,nA)和卵清蛋白(valbuin,VA)刺激的小鼠脾淋巴细胞增殖，但一个纯多糖组分PS对细胞免疫功能的影响不明显。不过在体液免疫功能检测发现，两者均能显著增强小鼠体内血清VA特异性IgG，Ig

13、G1，IgG2b等免疫球蛋白抗体的程度17。而另一个研究组的报道说明，冬虫夏草菌体的多个层析多糖组分对细胞免疫有促进作用，能增强单核-巨噬细胞的吞噬才能和进步脾脏指数与胸腺指数18。1.3降血糖、血脂一般情况下，多糖可作为受体冲动剂，通过第2信使将信息传到线粒体，使糖的氢化利用加速，起到降血糖作用。Ukai研究组发现冬虫夏草菌体粗多糖S-HEP以及纯多糖组分S-F30，均有降血糖活性。ip50gkg-1的S-F30和S-HEP，6h后正常鼠和链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病鼠的血糖程度分别降低到原来的47%和33.9%。pS-F3050gkg-1，6h后正常鼠血糖浓度降到原来的75.5%，但S

14、-F30几乎不影响正常小鼠血浆中胰岛素程度。进一步研究发现，S-F30使肝糖元含量减少，但能显著增强小鼠肝脏中葡萄糖激酶、己糖激酶和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性，而且能降低小鼠血浆甘油三酯和胆固醇的程度。该研究组还发现冬虫夏草一个杂多糖S-F10也具有降血糖作用。ip50gkg-1正常小鼠、STZ-糖尿病小鼠模型和肾上腺素-高血糖小鼠模型后，能显著降低血糖程度。后续研究提示，S-F10能显著进步STZ-糖尿病小鼠肝脏的葡萄糖激酶活性，明显降低肝葡萄糖排出量，并减少促进小鼠肝脏葡萄糖转运载体2GLUT2的蛋白含量。最近，另一个研究组报道了冬虫夏草菌体杂多糖组分SP-1的降血糖活性。pSP-1200

15、400gkg-1d-1，连续7d，能明显降低正常小鼠以及STZ糖尿病小鼠模型和四氧嘧啶糖尿病小鼠模型的血糖程度，且血清中胰岛素程度显著上升19。hi等20研究了蛹虫草和细脚拟青霉水提取对切除大局部胰腺小鼠的降血糖作用。以500gkg-1d-1的剂量给药8周，蛹虫草给药组血糖程度低于对照组，它还能增加骨骼肌细胞GLUT4和糖原合成酶的丰度。在正常血糖高胰岛素模型中，与对照组相比，消耗葡萄糖的才能明显增强。但细脚拟青霉组没有作用，甚至在高血糖小鼠模型中胰岛素程度是最低的，而正常血糖高胰岛素模型中消耗葡萄糖的才能也低于对照组。近来发现，10gkg-1d-1的蛹虫草子实体和菌体多糖级分能显著的降低ST

16、Z糖尿病小鼠模型的血糖程度，并呈剂量依赖关系21。Kh等22发现冬虫夏草的菌体粗杂多糖H还有降血脂的成效。对无胆固醇喂食的小鼠和富含胆固醇喂食的小鼠pH150-300gkg-1d-1，后者高密度脂蛋白(HDL)胆固醇程度进步，但极低-低密度脂蛋白胆固醇VLDL-LDL降低，且血清总胆固醇程度低于对照组，其中在300gkg-1d-1剂量时有显著差异，因此H可降低致动脉粥样化值。1.4抗氧化与去除自由基虫草属菌物是一类重要的抗氧化和去除自由基天然药源。冬虫夏草菌体多糖PS能明显增强荷H22肝癌小鼠的肝、脑器官组织中SD，GSH-Px酶活性，降低DA程度23。冬虫夏草水提物和乙醇粗提物均呈现较强的抗

17、氧化活性。两者均能抑制由SIN诱导的丙二醛(DA)形成，水提物有更强的去除氧自由基才能和抗脂质过氧化才能，且通过抑制低密度脂蛋白LDL氧化限制巨噬细胞积累胆固醇酯以及动脉胆固醇沉积24，25。但Li等26利用黄嘌呤氧化酶测定法xanthinexidaseassay、溶血诱导法indutinfhelysisassay和脂质过氧化法lipidperxidatinassay等3种方法测定天然冬虫夏草水提物抗氧化活性，发现其抗氧化才能都很强，而抑制脂质过氧化才能一般。别离纯化水提物所获得的局部精制多糖抗氧化活性进步1030倍，因此，虫草多糖应该是抗氧化的主要成分之一。随后，Li等27从冬虫夏草别离到的

18、一个分子量210kD的杂多糖能显著抑制H22诱导P-12细胞生成DA和降低谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和SD酶活的变化，保护细胞免受H22损伤。利用超临界二氧化碳萃取技术S-2获得的冬虫夏草多个富含多糖的级分R、F1和E去除自由基1,1-联苯-2-苦基偕腙肼(DPPH)率均高于60%28。棒束孢虫草I.farinse的胞内多糖SIPS和胞外多糖SEPS均有较强的抗氧化活性，并呈剂量依赖关系29。SIPS能明显去除羟基自由基和鏊合Fe2+，SEPS不能，但它们均能去除超氧化物自由基和去除H22自由基，在0.86.4剂量均有显著的复原才能，在低剂量0.64g时均有较高的抗脂质过氧化才能29。

19、因此，SIPS和SEPS在抗氧化剂研发方面很有前景。Shin等发现日本虫草的水和甲醇粗提物不仅能明显进步小鼠肝脏细胞的SD和过氧化氢酶的酶活，而且也显著抑制DA产生。Shin等30进一步利用活性导向别离法biassay-guidedsysteatifratinatin获得两个纯化合物，其中一个低分子量蛋白聚糖不仅能进步肝细胞酶活性，且有明显抑制脂质过氧化才能。由此看来，多糖是虫草属菌物中主要的抗氧化和去除自由基的有效成分。1.5抗炎症虫草属菌物在抑制炎症介质方面有明显的作用。Liang等报道冬虫夏草的水萃取物有抗炎症作用。近来，Yu13观察到蛹虫草人工子实体来源的杂多糖PS-1能明显抑制巴豆油

20、诱发的鼠耳水肿以及乙酸诱发的血管浸透，发挥抗炎症作用。同时，还观察到PS-1能显著抑制体液免疫功能，但对细胞非特异性免疫功能无明显影响。1.6其它生物活性adla等14发现.dipterigenaB2073和P.tenuipesB2656两菌株的胞外多糖有显著的抗单纯疱疹病毒1herpessiplexvirustype1，HSV-1活性。Kh等31曾也证实冬虫夏草菌体的水提取物有间接抗菌抗病毒作用。通过激活小鸡肠道免疫系统，产生相应抗生抗体，因此可作为抗生素生成启动子antibitigrthprters，AGP的替代品。冬虫夏草菌体含多糖和蛋白的混合组分F3、小分子蛋白级分F2在体内外均能明显

21、促进睾丸酮生成，但水溶性小分子多糖与对照相比没有显著差异32。ang等发现冬虫夏草水溶性萃取物(S)能促进肾上腺皮质细胞产皮质固醇，并呈剂量依赖关系。进一步的研究提示S诱导肾上腺细胞类固醇合成是经由PK途径。此外，冬虫夏草水提物还有镇静作用。Yu等13发现.sarabaela子实体热水提取物H有明显抗凝血活性15。2结语与展望虫草属菌物多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、抗炎症、抗病毒、降血糖等广泛的生物活性，在多糖类药物开发方面具有良好的应用前景，并获得较大的研究进展。但是，还有明显的缺乏。一方面，发现一些虫草属菌物来源的多糖具有明显的生物活性，遗憾的是这些多糖化学构造尚未明示，均是粗多糖5，

22、6，23，或尽管是均一组分，但仅获得局部化学构造信息13，29。另一方面，有些学者也严格鉴定了一些虫草属菌物多糖的化学一级构造4，3335，但在空间构象方面尚未说明。由于这两方面的原因，势必导致虫草多糖效应机制的研究难以深化。因此，我们今后必须加强多糖化学表征方面的研究，才有利于在分子程度上说明其作用机理不受限制，才有利于多糖类药物的质量控制标准化和标准化，进而有利于加快其开发利用的进程。【参考文献】1LiSP,YangFQ,TsiKK.Qualityntrlfrdyepssinensis,avaluedtraditinalhineseediineJ.JPharBiedAnal，2022,41

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