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(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院,廣西南寧 530021)

冠突散囊菌(Eurotiumcristatum)[Curotium crisvutum(Raper & Fennell)Malloch & Cain]俗稱“金花”,屬于散囊菌目發(fā)菌科散囊菌屬的一種真菌,由子囊果和菌絲組成,營養(yǎng)要求低,可在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(Potato Dextrose Agar,PDA)、孟加拉紅培養(yǎng)基生長,適應(yīng)性強(qiáng)[1],能利用多種氮源、碳源,是茯磚茶發(fā)酵過程中的優(yōu)勢菌種,其從茶葉中獲取營養(yǎng)物質(zhì),通過自身代謝,產(chǎn)生多種酶催化茶葉中各種物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化,形成了茯磚茶特有的色、香、味品質(zhì)[2],故其是評價茯磚茶品質(zhì)的重要指標(biāo)。

隨著人們生活水平的提高,高血壓、高血脂和高血糖,已經(jīng)成為威脅人類健康的“頭號殺手”。中國衛(wèi)生部公布的數(shù)據(jù)顯示,我國“三高”人群數(shù)量已逾3億,死亡率近30%。被譽(yù)為“金花之父”的劉仲華教授團(tuán)隊通過高通量篩選技術(shù),對經(jīng)冠突散囊菌發(fā)酵后的茯茶進(jìn)行了深入研究,并從中提取出了茯茶素A和茯茶素B兩種新的活性物質(zhì),這些茯茶素類化合物具有顯著降脂減肥和降糖功效,研制出了全球首款能夠抑制甚至逆轉(zhuǎn)“三高”的保健食品。日本科研人員將“金花”加工成保健品,售價超過黃金,使得冠突散囊菌的保健作用受到了越來越多的關(guān)注和重視。然而,我國目前對冠突散囊菌的研究多基于其對茶葉的影響,作為在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力的益生菌,其醫(yī)藥價值卻沒有引起人們足夠的重視,沒有得到充分的利用和開發(fā)。隨著現(xiàn)代醫(yī)藥學(xué)對冠突散囊菌的生理特征、藥理作用、臨床應(yīng)用、提取工藝等方面的研究,發(fā)現(xiàn)冠突散囊菌具有提高人體免疫功能、預(yù)防腫瘤、降脂減肥、抗氧化、抑菌等功效[3]。本文就冠突散囊菌的藥理學(xué)研究,生物活性及醫(yī)藥應(yīng)用前景進(jìn)行如下綜述。

1 冠突散囊菌的藥理學(xué)研究

1.1 培養(yǎng)條件及有效成分提取技術(shù)

許多學(xué)者對冠突散囊菌的培養(yǎng)條件進(jìn)行了探索,發(fā)現(xiàn)其在液體培養(yǎng)基中的最優(yōu)發(fā)酵條件為pH5.5,生長溫度30 ℃,搖瓶接種量1%(孢子濃度5～6×108cfu/mL)、轉(zhuǎn)數(shù)120 r/min[4]。在固體培養(yǎng)中,PDA及CZG培養(yǎng)基均適合冠突散囊菌的培養(yǎng),最適溫度為25～35 ℃,最適pH為5,有機(jī)氮源、Zn及Mn等能促進(jìn)菌絲的生長[5]。隨著現(xiàn)代實驗技術(shù)的進(jìn)步,冠突散囊菌有效成分的提取工藝得到了快速發(fā)展,李瑩[6]用乙酸乙酯對冠突散囊菌馬鈴薯發(fā)酵液進(jìn)行萃取后,通過減壓桂膠柱層析、常壓桂膠柱層析及HPLC對7-羥基大黃素,大黃素及大黃素甲醚等多種代謝產(chǎn)物進(jìn)行了分離純化。袁勇[7]以冠突散囊菌“孢子粉”為研究對象,以乙醇與水作為提取溶劑,對提取條件探索后發(fā)現(xiàn),70%乙醇效果最佳,同時加上超聲、研磨等物理作用能加速孢子壁的破碎,提高孢子粉獲得率。易鳳英[8]以冠突散囊菌多糖得率為考察指標(biāo),采用水提醇沉的方法對冠突散囊菌中多糖進(jìn)行提取,得到冠突散囊菌多糖的最佳提取條件為:提取溫度95 ℃、時間60 min、提取3次、固液比1∶20。由此可見,冠突散囊菌是通過發(fā)酵工藝長成的菌體,對分離與培養(yǎng)條件要求不高,對其有效成分的提取工藝也較簡單,培養(yǎng)條件與提取工藝的不斷優(yōu)化為實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)培養(yǎng)及產(chǎn)業(yè)化提供了可能,未來可通過發(fā)酵工程技術(shù)源源不斷地獲取活性產(chǎn)物。

1.2 安全性評價

冠突散囊菌的安全性評價是其進(jìn)行藥物開發(fā)與應(yīng)用的重要問題。王志剛等[9]對10株冠突散囊菌菌體提取物進(jìn)行了鹵蟲毒性測試,未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)毒明顯的菌株。肖文軍等[10]根據(jù)食品安全性毒理學(xué)評價程序和方法,以包含了冠突散囊菌的茯茶為樣本,對小鼠進(jìn)行了急性毒性及遺傳毒性試驗,結(jié)果茯茶對雌雄大鼠均無明顯毒副作用。劉子音等[11]對小鼠進(jìn)行“金花”菌經(jīng)口灌胃,連續(xù)觀察2周后小鼠未見明顯中毒癥狀,無死亡情況發(fā)生,結(jié)果顯示“金花”菌對小鼠的經(jīng)口LD 50>10000 mg/(kg·bw),表明其為實際無毒物。蘇鳳[12]以冠突散囊菌濃縮菌液為受試物,采用最大耐受劑量法對成年SD大鼠進(jìn)行進(jìn)行急性毒性試驗,試驗結(jié)果表明冠突散囊菌經(jīng)口灌胃對大鼠的體重,血液指標(biāo)以及解剖臟器均無影響,證實了冠突散囊菌實際無毒,可安全食用。許多學(xué)者對冠突散囊菌的毒理學(xué)試驗呈現(xiàn)的是相似的結(jié)論[9-12],表明冠突散囊菌無論是菌體制劑,代謝產(chǎn)物制劑,甚至是活菌制劑均為優(yōu)質(zhì)的環(huán)保生態(tài)產(chǎn)品,可安全食用,這為后續(xù)的產(chǎn)品多樣性的開發(fā)提供了可能。

2 冠突散囊菌的生物活性

2.1 提高機(jī)體免疫力

目前,雖然有大量的文獻(xiàn)表示冠突散囊菌具有提高機(jī)體免疫力的作用,但作用機(jī)制尚未有明確的結(jié)論。大部分學(xué)者認(rèn)為冠突散囊菌可能是通過以下兩個方面提高機(jī)體免疫力:

一是產(chǎn)生微生物多糖對免疫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。微生物多糖根據(jù)其在細(xì)胞內(nèi)不同的存在部位可分為胞內(nèi)多糖,胞壁多糖與胞外多糖三種[13]。龔淑俐等[14]發(fā)現(xiàn)在茶源性冠突散囊菌發(fā)酵液中可提取到多種胞外多糖,而真菌多糖能通過多條途徑激活免疫細(xì)胞、調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的分泌,從而提高機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫功能[15-17]。真菌多糖能促進(jìn)白介素和淋巴細(xì)胞活化因子的產(chǎn)生,增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬能力的同時,促進(jìn)巨噬細(xì)胞釋放炎癥相關(guān)的免疫因子,如人腫瘤壞死因子-α等[18-20],還能改善環(huán)磷酰胺引起的免疫抑制,具有激活機(jī)體免疫監(jiān)視等功能,能通過替代途徑激活補(bǔ)體從而提高免疫力[21-22]。

二是產(chǎn)生多種必需氨基酸。劉作易等[23]研究發(fā)現(xiàn)冠突散囊茵絲體富含多種氨基酸,其中包括7種必需氨基酸。氨基酸在機(jī)體免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用,半胱氨酸可以通過影響免疫細(xì)胞中的谷胱甘肽的濃度調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),包括Th細(xì)胞功能和抗體的產(chǎn)生[24],臨床研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充必需氨基酸能有效改善患者免疫功能[25]。由此表明,真菌多糖與必需氨基酸是冠突散囊菌所產(chǎn)生代謝產(chǎn)物中的重要活性成分,在冠突散囊菌的開發(fā)與利用中,需要不斷提高提取工藝的水平,減少有效成分的損失。

2.2 降血脂

冠突散囊菌正是由于其所具有的顯著降血脂功效而受到廣泛關(guān)注,大量學(xué)者也針對其降脂的作用機(jī)制及降脂有效成分做了大量研究[26]。呂嘉櫪等[27]對冠突散囊菌液體發(fā)酵物中提取到的產(chǎn)物分析后,發(fā)現(xiàn)其與降脂類物質(zhì)洛伐他汀類似,說明在冠突散囊菌的發(fā)酵液中含有降脂類物質(zhì);而袁勇[7]的研究證實,冠突散囊菌孢子粉提取物能有效降低脂肪肝細(xì)胞內(nèi)甘油三酯含量,與藥物組辛伐他汀和血脂康降脂效果相當(dāng),原因可能與冠突散囊菌孢子粉中高含量的多酚類物質(zhì)有關(guān),產(chǎn)生降脂活性成分或許是冠突散囊菌具有降脂功效的主要原因;另一方面,其可能通過影響消化酶的活性達(dá)到降脂的目的。鄧放明[4]的研究發(fā)現(xiàn)冠突散菌發(fā)酵液能促進(jìn)α-淀粉酶對淀粉的酶解,提高蛋白酶的活性同時抑制脂肪酶活性,進(jìn)而降低脂肪在胃腸內(nèi)的分解,減少腸道對脂肪的吸收,使高脂食物中大量的脂肪不能分解而直接排出,達(dá)到降脂的目的。

2.3 調(diào)節(jié)腸道菌群

近年來,腸道微生物的功能受到越來越多的關(guān)注,而腸道菌群失調(diào)與很多疾病息息相關(guān)。衣喆等[28]發(fā)現(xiàn)冠突散囊菌發(fā)酵液對小鼠腸道菌群具有調(diào)節(jié)作用,其主要機(jī)理是拮抗腸道病原微生物定植及集群生長,其PDA發(fā)酵液有明顯抑菌效果,表明冠突散囊菌在生長過程中可產(chǎn)生抑制其他微生物生長的物質(zhì)[29]。彭曉替等[30]通過研究冠突散囊菌的次級代謝產(chǎn)物苔黑酚,發(fā)現(xiàn)其對腸道致病菌具有很強(qiáng)的生物活性。文獻(xiàn)報道冠突散囊菌中分離到降異戊二烯(Norisoprenoid)與二酮哌嗪二聚體(Eurocristatine)等化合物具有抗酵母菌類真菌、皮癬菌和葡萄球菌的作用[31-33]。許愛清[34]對小鼠進(jìn)行低劑量的冠突散囊菌懸液灌胃后發(fā)現(xiàn)、乳酸桿菌屬和梭菌屬等益生菌群的種群多樣性有所增加。由此可見,冠突散囊菌不僅可以在生長過程中通過分泌抑菌物質(zhì)的方式,抑制有害菌和外源病原菌的生長,同時還有促進(jìn)益生菌在腸道的定植與增殖的作用,從而達(dá)到調(diào)節(jié)腸道菌群的目的。

3 冠突散囊菌在醫(yī)藥方面的應(yīng)用前景

目前,冠突散囊菌主要應(yīng)用于茶葉發(fā)酵過程,在臨床醫(yī)藥的應(yīng)用與開發(fā)較少。冠突散囊菌所具有的提高機(jī)體免疫力,降血脂及調(diào)節(jié)腸道菌群等生物活性是其具備醫(yī)藥應(yīng)用價值的基礎(chǔ)與前提,基于其上述生理功能所進(jìn)行的動物或細(xì)胞實驗已提示冠突散囊菌在抗腫瘤,減肥及治療腹瀉方面具有良好的醫(yī)用前景。

3.1 抗腫瘤作用

人們對食品及藥物抗腫瘤作用的研究已開展多年,近年關(guān)于微生物的抗癌作用也引起廣泛關(guān)注。雖然尚未有將冠突散囊菌代謝產(chǎn)物作為制劑用于臨床的報道,但是從大型食用真菌中提取出的多糖制劑,有部分已廣泛應(yīng)用于臨床抗腫瘤治療當(dāng)中。細(xì)胞學(xué)實驗顯示冠突散囊菌次級代謝產(chǎn)物對人乳腺癌細(xì)胞株(MCF-7)、人神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞株(SF-268)和人肺癌細(xì)胞株(NCI-H460)有很強(qiáng)的抑制活性[30],菌種所產(chǎn)生的多糖對人類紅白血病K562細(xì)胞有一定的抑制作用[35]。冠突散囊菌與金黃色葡萄球菌混合發(fā)酵的次級代謝產(chǎn)物對MCF-7、人肺癌細(xì)胞系(A549)、人肝癌細(xì)胞系(Bel-7402)、人結(jié)腸癌細(xì)胞(Colo205)等4種腫瘤細(xì)胞具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性[36]。這意味著提高冠突散囊菌代謝產(chǎn)物的提取工藝水平,分離其抗腫瘤的有效成分,將為抗癌藥物的尋找提供了良好的思路。

3.2 減肥

肥胖是多種慢性疾病發(fā)生的主要誘因,已成為世界性公共衛(wèi)生問題。人工接種發(fā)酵茯磚茶能有效降低肥胖大鼠的甘油三酯(Triglyeeride,TG)與總膽固醇(Total cholesterol,TC)水平,而冠突散囊菌標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)酵的金花黑茶提取物對SD大鼠有控制體重、降低血清甘油三酯的功效[37]。速溶茯茶除了降低Wistar大鼠體重、TC與TG外還有升高高密度脂蛋白的作用[38]。Li等[39]發(fā)現(xiàn)高劑量茯磚茶對大鼠體重增長有抑制作用。劉勤晉等[40]以高血脂癥男性患者為研究對象,經(jīng)過1個月服茶后發(fā)現(xiàn)患者的甘油三酯與膽固醇均明顯下降。賀志弘[41]發(fā)明了一種含黑茶的冠突散囊菌減肥產(chǎn)品,茯磚茶的減肥功效主要來自于茶葉發(fā)酵過程中冠突散囊菌產(chǎn)生的降脂物質(zhì),這提示冠突散囊菌或許能為減肥產(chǎn)品的研發(fā)提供新思路。

3.3 治療腹瀉

腹瀉是由多種因素引起的疾病,人群發(fā)病率高,對健康危害極大。民間早有使用茯磚茶治腹瀉的做法,實驗證明在小鼠腹瀉模型中應(yīng)用茯磚茶能達(dá)到良好的抗腹瀉效果[42],這可能與茯磚茶中含有大量冠突散囊菌有關(guān),腸道菌群紊亂是引起腹瀉的重要原因,而冠突散囊菌具有調(diào)節(jié)腸道菌群的生理功能,因此,冠突散囊菌微生態(tài)制劑在將來或許能應(yīng)用于腹瀉的治療。

4 展望

我國是較早發(fā)現(xiàn)冠突散囊菌作用并對其進(jìn)行研究的國家,然而目前我國對冠突散囊菌的研究仍主要集中在茯磚茶生產(chǎn)應(yīng)用以及菌種鑒定等方面,雖然冠突散囊菌的保健作用等到了越來越多的關(guān)注和重視,但是針對冠突散囊菌代謝產(chǎn)物醫(yī)用價值的研究較少,且大部分為針對細(xì)胞與動物的基礎(chǔ)研究,至今尚未有將冠突散囊菌相關(guān)制劑轉(zhuǎn)換應(yīng)用于臨床醫(yī)藥領(lǐng)域的報道。冠突散囊菌作為益生菌,其在臨床腫瘤、腹瀉治療與減肥等領(lǐng)域具有極大的開發(fā)與應(yīng)用潛力,隨著現(xiàn)代基因工程學(xué)的快速發(fā)展,冠突散囊菌培養(yǎng)條件與其有效成分的提取工藝不斷優(yōu)化,為實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)培養(yǎng)及產(chǎn)業(yè)化提供了可能,其作為優(yōu)質(zhì)無毒的環(huán)保生態(tài)產(chǎn)品,相信將會有更多冠突散囊菌相關(guān)藥物,保健產(chǎn)品,制劑被研究開發(fā)。