仇 昊,田 莉,謝 榮,任 昂
(1南京農(nóng)業(yè)大學(xué),江蘇 南京 210095;2西藏自治區(qū)農(nóng)科院蔬菜研究所,西藏 拉薩 850032)
靈芝作為我國(guó)傳統(tǒng)中藥,素有‘仙草’美譽(yù),其生物活性一直是研究熱點(diǎn)。目前,我國(guó)靈芝主要的栽培品種有赤芝、紫芝等,而白肉靈芝作為新生代品種,直到近幾年才引起人們的關(guān)注。相比于其他品種,白肉靈芝具有更高含量和更多種類(lèi)的生物活性物質(zhì)。正因這些優(yōu)勢(shì),對(duì)于白肉靈芝的研究越來(lái)越多,白肉靈芝也逐漸被人們了解。
靈芝類(lèi)真菌化學(xué)成分非常豐富包括多糖、三萜類(lèi)化合物、蛋白質(zhì)、甾醇、多肽、氨基酸、核苷酸等,其中以多糖、三萜為主[1-2]。白肉靈芝作為近幾年發(fā)現(xiàn)的新品種,其活性成分成為重要的研究對(duì)象。
研究發(fā)現(xiàn),白肉靈芝的多糖含量與三萜含量均高于其他品種靈芝,且白肉靈芝含有新的多糖和三萜[3]。作為靈芝的主要活性物質(zhì),靈芝多糖可以從靈芝的菌絲、孢子、子實(shí)體中分離。靈芝多糖結(jié)構(gòu)復(fù)雜,具有較強(qiáng)的藥理性,其藥理特性受到多糖支鏈、側(cè)鏈的影響。靈芝萜類(lèi)化合物種類(lèi)較多,具有較強(qiáng)的藥性,可用于降低血糖、抗癌等;此外白肉靈芝中大量的核苷酸、甾醇等也具有一定藥用價(jià)值,在維持機(jī)體生理功能上發(fā)揮著不可缺少的作用[4]。
糖尿病及其相關(guān)的代謝綜合征已經(jīng)成為一種流行病和世界范圍內(nèi)的公共衛(wèi)生問(wèn)題[5],它是一種由胰島素缺乏和胰島素功能障礙引起的代謝紊亂,以高血糖為特征的疾病。如今,糖尿病已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。它影響著越來(lái)越多的人,是許多與健康相關(guān)討論與研究的主題。國(guó)際糖尿病聯(lián)合會(huì)在第八版全球糖尿病地圖上發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2017年全球成年糖尿病患者(20-79歲)數(shù)量達(dá)到4.15億。值得注意的是,在2000年,這個(gè)數(shù)據(jù)只有1.5億。據(jù)估計(jì),到2045年,糖尿病患者的數(shù)量將達(dá)到6.29億[6]。目前臨床治療糖尿病及代謝綜合征的藥物(如胰島素、甲福林、他汀類(lèi)藥物、纖維類(lèi)藥物、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑等)由于療效有限且伴隨有副作用,仍面臨一些問(wèn)題[7]。最近,一些研究證明白肉靈芝具有降低血糖的作用。
2.1.1 通過(guò)抑制α-葡糖苷酶調(diào)節(jié)血糖
葡萄糖苷酶是人體糖代謝中一個(gè)關(guān)鍵的酶類(lèi),在碳水化合物的質(zhì)量控制、加工和代謝過(guò)程中發(fā)揮重要作用,α-葡萄糖苷酶參與生物體內(nèi)糖原和淀粉的代謝,作用于葡萄糖苷鍵,釋放葡萄糖。因此,此類(lèi)酶經(jīng)常作為調(diào)節(jié)血糖的靶點(diǎn),進(jìn)而調(diào)節(jié)人體糖代謝。
研究表明,Wang等[8]在白肉靈芝中發(fā)現(xiàn)三種新的萜類(lèi)化合物以及五種已知的萜類(lèi)化合物對(duì)α-葡糖苷酶有一定的抑制作用,并從細(xì)胞水平證明了這一現(xiàn)象;Wang等[9]在白肉靈芝子實(shí)體中分離出16種新的羊毛烯三萜以及10種已了解的三萜,利用光譜分析闡明它們的結(jié)構(gòu)并通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這些化合物對(duì)α-葡糖苷酶活性有抑制作用;Chen等[10]通過(guò)對(duì)白肉靈芝等五種靈芝的三萜和多糖進(jìn)行提取和研究,發(fā)現(xiàn)靈芝三萜對(duì)α-葡糖苷酶和α-淀粉酶具有較強(qiáng)的抑制作用,且在這五種靈芝中,白肉靈芝的三萜含量與種類(lèi)更加全面和高效。
2.1.2 胰島素增敏
2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)是由于多種病因?qū)е禄颊咭葝u素分泌不足或不能有效利用胰島素,使得葡萄糖水平增高,進(jìn)而對(duì)患者體內(nèi)多個(gè)器官造成損傷,一般認(rèn)為胰島素抵抗是T2DM的主要特征之一[11]。胰島素抵抗是指細(xì)胞無(wú)法對(duì)胰島素充分反應(yīng),導(dǎo)致葡萄糖攝取和利用受損的病理狀況。近年來(lái),已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些皮膚疾病與代謝綜合征有關(guān),胰島素抵抗被認(rèn)為是代謝綜合征最重要的病理生理特征[12]。
Wang等[8]利用白肉靈芝提取物對(duì)高胰島素血癥的小鼠進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn),并與羅格列酮(Rosiglitazone,一種胰島素增敏劑)進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)同劑量下,白肉靈芝提取物改善胰島素抵抗的效果更加明顯,小鼠體內(nèi)血糖含量下降更多,推測(cè)白肉靈芝能夠通過(guò)改善胰島素抵抗進(jìn)一步改善糖尿?。籏atarzyna Winska等[13]從白肉靈芝種分離出一個(gè)雜多糖,其作用機(jī)制可能與通過(guò)激活腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)下調(diào)肝糖調(diào)節(jié)酶mRNA水平,改善胰島素抵抗,降低附睪脂肪/體重比有關(guān)[14]。
2.1.3 降低高血糖
糖尿病控制和并發(fā)癥試驗(yàn)表明高血糖是糖尿病并發(fā)癥發(fā)生的關(guān)鍵危險(xiǎn)因素。醛糖還原酶(AR)以NADPH作為輔助因子,將葡萄糖還原為山梨醇。山梨醇被山梨醇脫氫酶通過(guò)多元醇途徑氧化為果糖,可致眼部晶狀體功能完整性喪失,導(dǎo)致白內(nèi)障形成[15]。
Zhang等[15]從白肉靈芝種分離出新的美羅萜類(lèi)化合物,通過(guò)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明其對(duì)糖醛還原酶具有抑制作用,因此推測(cè)白肉靈芝可以應(yīng)用于糖尿病并發(fā)癥的治療。
腫瘤是多種致癌因子影響下,機(jī)體細(xì)胞在基因水平上出現(xiàn)非正常的調(diào)控,導(dǎo)致局部組織細(xì)胞異常擴(kuò)增。根據(jù)對(duì)機(jī)體的影響腫瘤分為良性和惡性?xún)深?lèi),良性腫瘤對(duì)機(jī)體影響較小,而惡性腫瘤對(duì)機(jī)體具有較大的危害性,一般稱(chēng)為“癌癥”。
據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì),在全球范圍內(nèi),癌癥已逐漸成為第一或第二死因,隨著世界人口增長(zhǎng)與老齡化,全球的癌癥發(fā)病率與死亡率正在快速增長(zhǎng)[16]。目前,全球新發(fā)病例的癌癥中,以肺癌、女性乳腺癌、結(jié)直腸癌、前列腺癌、胃癌發(fā)病率最高。盡管癌癥的治療策略最近有所改善,癌癥仍然是世界范圍內(nèi)的主要死亡原因之一。
通過(guò)體外及實(shí)驗(yàn)表明,靈芝具有一定的預(yù)防及治療癌癥的功能,且發(fā)現(xiàn)這可能與其抗氧化和清除自由基的特性有關(guān)[17]。近些年,對(duì)于白肉靈芝的關(guān)注日益增長(zhǎng),一些研究發(fā)現(xiàn)白肉靈芝也具有抗癌作用。
Li等[18]從白肉靈芝中提取一種新的靈芝醇,通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該靈芝醇可抑制癌細(xì)胞增殖、細(xì)胞遷移、細(xì)胞群落形成以及調(diào)節(jié)細(xì)胞周期,還可調(diào)控細(xì)胞周期蛋白和細(xì)胞周期依賴(lài)激酶的表達(dá),抑制癌細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡,進(jìn)一步應(yīng)用于乳腺癌的治療;Liu等[19]分離出白肉靈芝中一種新型三萜化合物,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)該三萜可以誘導(dǎo)細(xì)胞色素c從線粒體釋放,從而引起線粒體功能障礙。此外,該三萜還可以誘導(dǎo)細(xì)胞膜磷脂類(lèi)化合物的缺失以及直接誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。
肥胖和超重主要是由于攝入過(guò)多高熱量食物或缺乏體育活動(dòng)而造成的,已成為對(duì)人類(lèi)健康的一大威脅。由于心血管疾病、糖尿病、骨關(guān)節(jié)炎和癌癥等并發(fā)癥的高發(fā)病率和發(fā)病率,與肥胖作斗爭(zhēng)是世界衛(wèi)生組織的優(yōu)先事項(xiàng)之一。高脂血癥是一種以高密度脂蛋白膽固醇降低,甘油三酯與總膽固醇升高為特征的脂質(zhì)代謝紊亂疾病。高脂血癥可引發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化、血栓形成等心血管疾病[20-21]。3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMG-CoA還原酶) 被認(rèn)為是細(xì)胞膽固醇合成過(guò)程中的限速酶,該酶催化HMG-CoA轉(zhuǎn)化為甲戊酸,在心血管疾病的發(fā)生中起關(guān)鍵作用。
近些年,許多具有抗肥胖的化學(xué)藥物因不良反應(yīng)而被撤銷(xiāo),具有抗肥胖天然產(chǎn)物的真菌類(lèi)成為了重點(diǎn)研究領(lǐng)域。
Wang等[8]從白肉靈芝種分離出多種化合物,發(fā)現(xiàn)其對(duì)HMG-CoA還原酶具有一定的抑制性;Zhang等[22]從白肉靈芝中分離出8種新三貼和11種已知的三萜,通過(guò)結(jié)構(gòu)分析及體外實(shí)驗(yàn)證明其具有對(duì)HMG-COA還原酶的抑制活性;肥胖患者、高血脂患者體內(nèi)往往也會(huì)有較高的胰脂肪酶含量,可能會(huì)一起胰腺炎癥,Chen等[23]從白肉靈芝種分離出新型美羅萜類(lèi)二聚體,通過(guò)研究其結(jié)構(gòu)及功能,發(fā)現(xiàn)其能夠抑制胰腺脂肪酶活性,可以緩解由肥胖引起的部分并發(fā)癥。
隨著神經(jīng)退行性疾病特別是在老年人中發(fā)病率的增加,大眾對(duì)神經(jīng)保護(hù)產(chǎn)品的需求越來(lái)越大。具有神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)特性的生物活性化合物可以保護(hù)大腦神經(jīng)元免受退化和損傷,在治療和預(yù)防帕金森病、阿爾茨海默病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面顯示出巨大的潛力。迄今為止,從植物和微生物中獲得的大量天然產(chǎn)物,包括石杉中的石杉?jí)A甲、藥用菌中的猴頭菌,已證實(shí)具有神經(jīng)保護(hù)作用[24-25]。
靈芝作為我國(guó)的傳統(tǒng)中藥材,也有著神經(jīng)調(diào)節(jié)與神經(jīng)保護(hù)的作用,隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)白肉靈芝也有著類(lèi)似的作用。
Chen等[26]從白肉靈芝中提取出三種新的三萜,通過(guò)結(jié)構(gòu)分析及體外實(shí)驗(yàn)證明其具有神經(jīng)保護(hù)作用;熊川等[27-28]利用白肉靈芝水提物進(jìn)行研究,證明白肉靈芝水提物通過(guò)增強(qiáng)TrkA、MEK/ERKl/2和PBK/Alct通路能有效促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞分化,以及對(duì)過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞具有保護(hù);趙爽等[29]利用赤芝、白肉靈芝、紫芝的靈芝多糖等進(jìn)行細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn),以及利用靈芝多糖對(duì)腎上腺酮誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)靈芝多糖對(duì)損傷的神經(jīng)細(xì)胞有保護(hù)作用。
哺乳動(dòng)物的免疫系統(tǒng)由先天免疫和獲得性免疫組成,先天免疫又叫做體液免疫,是機(jī)體抵御病原體的第一道防線。巨噬細(xì)胞在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用,因此,激活巨噬細(xì)胞是一種很有前景的增強(qiáng)宿主免疫力的途徑。在某些病理?xiàng)l件下,如癌癥和自身免疫性疾病,巨噬細(xì)胞的激活也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。近年來(lái),天然多糖因其低毒性和潛在的生物活性而受到越來(lái)越多的關(guān)注。多糖具有抗氧化、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)活性[30]。食藥用菌是天然的生物活性物質(zhì)來(lái)源,而白肉靈芝作為食藥用菌的新品種,更是近幾年的研究熱門(mén)。
Gao等[31]從白肉靈芝中分離出一種水溶性多糖GLP-3,通過(guò)分離、結(jié)構(gòu)分析以及體外實(shí)驗(yàn)證明,該多糖可以被巨噬細(xì)胞受體識(shí)別并通過(guò)激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)和磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/Akt的活性以及調(diào)控核因子-κB (NF-κB)信號(hào)通路發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,說(shuō)明白肉靈芝具有一定的免疫調(diào)節(jié)作用。
衰老是多因素影響、長(zhǎng)期累積的不可逆過(guò)程。衰老在細(xì)胞水平可以根據(jù)蛋白、DNA表達(dá)情況來(lái)描述。DNA作為記錄遺傳信息和解讀信息的大分子,其兩端具有稱(chēng)為端粒的DNA片段。通常隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加,端粒的長(zhǎng)度會(huì)逐漸降低,DNA的表達(dá)也會(huì)隨著細(xì)胞分裂而降低。蛋白質(zhì)的合成與分解在衰老的過(guò)程中也發(fā)揮著不可或缺的作用。降解的蛋白質(zhì)會(huì)累積在細(xì)胞中,細(xì)胞的功能逐漸喪失、活性逐漸降低,走向衰老。
王昱等[32]利用白肉靈芝水提物對(duì)D-半乳糖致衰細(xì)胞進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)白肉靈芝可以促進(jìn)細(xì)胞MAP3K5、TGF-β1基因的表達(dá),抑制細(xì)胞的凋亡和細(xì)胞基質(zhì)的降解,促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖和膠原蛋白合成,同時(shí)下調(diào)PLOD2基因的表達(dá),減少膠原蛋白在皮膚組織的堆積,多種作用減緩細(xì)胞的衰老。
白肉靈芝作為新型高品質(zhì)靈芝,其活性成分多糖與萜類(lèi)物質(zhì)含量較高,具有廣闊的應(yīng)用前景。但白肉靈芝培養(yǎng)歷史不長(zhǎng),人工栽培技術(shù)還處于摸索階段,并且對(duì)于白肉靈芝的基礎(chǔ)研究系統(tǒng)性不足,優(yōu)質(zhì)的栽培手段與選育技術(shù)還沒(méi)建立,活性物質(zhì)還有待進(jìn)一步研究。因此,我們需進(jìn)一步加大對(duì)白肉靈芝的科研投入,加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)與科研結(jié)合,在研究其活性的同時(shí),不斷延伸相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈,促進(jìn)白肉靈芝相關(guān)產(chǎn)業(yè)與研究的共同發(fā)展。