猴头菌活性成分及药理作用研究进展

王晓玉,蒋秋燕,凌沛学,张天民

(1.山东大学 药学院,山东 济南 250012;2.山东省生物药物研究院 博士后科研工作站,山东 济南 250101;3.山东商业职业技术学院 生物工程学院,山东 济南 250103)

猴头菌(Hericium erinaceus)隶属于担子菌门、猴头菌科,是著名的药食兼用菌。子实体和发酵菌丝体均可入药,性平味甘,具有助消化、利五脏的功能,营养丰富,素有“山珍猴头,海味燕窝”之说。猴头菌的药效成分主要有多糖、低聚糖、甾醇、脂肪酸、猴头菌素(erinacine)和猴头菌酮(hericenone)等,具有保肝护胃、降血糖、保护神经、增强人体免疫力、抗癌、抗氧化等功效。近年来,随着分离手段的不断完善和对猴头菌作用机制深入研究的需要,人们从其子实体和菌丝体中纯化得到多种新化合物,并对单一物质具有的药理活性进行研究。这有利于建立更加可靠的质量标准,从而为猴头菌在医药和食品行业的应用提供完善的理论基础。

1 活性成分

1.1 多糖

猴头菌的活性物质中最重要的是多糖。目前国内外对猴头多糖的药理作用研究综合起来有以下几方面：治疗慢性胃炎胃溃疡,增强机体免疫力,促进神经生长因子(nerve growth factor,NGF)表达,抗癌等。

Wang等[1]将猴头菌子实体经沸水浸提,醇沉,凝胶色谱得到两种多糖——猴头菌多糖A(HPA)和猴头菌多糖B(HPB)。HPA由葡萄糖、半乳糖和岩藻糖组成,摩尔比为1∶2.110∶0.423,有一个(1→6)连接的半乳糖骨架,每 4个半乳糖残基在O-2位有分枝,分枝包括(1→4)连接的岩藻糖残基和末端半乳糖、(1→3)连接的3个葡萄糖基、(1→6)连接的葡萄糖残基和末端半乳糖;HPB组成为半乳糖∶葡萄糖=1∶11.529,主链为(1→6)连接的葡萄糖残基,分枝由末端葡萄糖、(1→6)连接的半乳糖残基和末端葡萄糖、(1→3)连接的三个葡萄糖基组成。两者都为β构型。药理学研究表明,HPA和HPB在预防和治疗慢性胃炎方面都有较高的价值。

耿慧等[2]将猴头发酵菌丝体水提残渣经碱提得到水溶性粗品猴头菌多糖P(HPP),经Sepharose CL-6B柱色谱测得相对分子质量(Mr)为6.53×104,GC分析表明其单糖组成为葡萄糖;经部分酸水解、高碘酸氧化、Smith降解和甲基化分析确定此多糖为多分枝结构,其中(1→6)Glc构成主链的核心结构,分支点为 O-3,支链部分由(1→3)Glc构成。Dong等[3]从猴头菌子实体中分离得到β-D-葡聚糖,主链由β-(1→3)-吡喃葡糖基组成,侧链为连于O-6的单个葡萄糖基,呈螺旋构象,在水溶液中具有高度有序的氢键。葡聚糖为担子菌细胞壁中的常见物质,具有免疫调节功能。Lee等[4]将猴头菌发酵上清液经醇沉、DEAE-纤维素和Sepharose CL-6B凝胶柱色谱分级分离,得到纯多糖。其结构是以β-1,2键连接为主链并具有β-1,3支链的甘露聚糖,凝胶柱色谱法测 Mr为4.6×104,傅立叶变换红红外光谱法测得多糖异头碳为β构型。

Zhang等[5]将已分离纯化得到的具有免疫活性的猴头菌子实体多糖,经GC-MS和核磁共振(NMR)分析,首次发现猴头菌多糖含有3-O-甲基鼠李糖,为进一步研究猴头菌多糖的结构和药理之间的关系提供了重要的依据。

1.2 低聚糖

姜瑞芝等[6]采用中空纤维超滤猴头菌浸膏得到4种低聚糖混合物。其中两种二糖由甘露糖和葡萄糖组成,糖苷键以(1→4)和(1→6)连接为主,Mr分布在3.0×102～1.3×103之间。两种四糖均由葡萄糖组成,以(1→6)连接为主链,3-位上有枝点。它们能够较明显改善动物胃黏膜病变,并可抑制胃固有腺体减少,对慢性萎缩性胃炎具有疗效。

1.3 甾醇类

李洁莉等[7]于猴头菌菌丝体醇提浸膏中检测到较高含量的甾类物质,薄层色谱(TLC)和高效液相色谱(HPLC)法初步鉴定为麦角甾醇。甾醇类化合物尤其是麦角甾醇具有抗炎、抗癌等生物活性,也可能是猴头菌的活性成分之一。

1.4 猴头菌素

Kawagishi等[8]从猴头菌丝体中分离得到猴头菌素E,F和G,分别对其结构进行了确证。其中E的分子式为C25H36O6,为二萜化合物,具有 cyathane骨架,结构见图1。F与 E具有相同的分子式,但糖部分立体构型有所不同。后来他们又得到两种新化合物——猴头菌素J,K。猴头菌素J为无色结晶,电喷雾电离质谱法测得分子式为C25H38O8;猴头菌素K为浅黄色油状,分子式为C27H42O8[9]。

图1 cyathane骨架Fig.1 cyathane skeleton

Kenmoku[10]和Ma等[11]分别从猴头菌中分离得到两种cyathane型木糖苷化合物——猴头菌素P和R,猴头菌素P是单羧酸盐取代物,极性较大,为浅黄色无定形固体,分子式C27H40O7。

1.5 其它

李洁莉等[12]通过TLC和HPLC法首次发现猴头菌中含有较高含量的腺苷。腺苷具有广泛的生物活性,包括镇静、扩血管、抗缺氧及较弱的抗炎、降胆固醇等作用,这些活性与猴头菌药效之间很可能有密切关系。

Wang等[13]从猴头菌子实体中分离得到一种漆酶(laccase),Mr为6.3×104,具有特异的 N端序列,这很可能是一种新发现的蛋白质。活性实验表明此酶对人类免疫缺陷病毒-1(HIV-1)逆转录酶有抑制作用(IC50=9.5 μ mol/L),对艾滋病有一定治疗作用。猴头菌为木腐真菌,具有很强的降解木质纤维素的能力,Fang等[14]在猴头菌培养液中检测到纤维二糖还原酶活性,这个发现使猴头菌在中草药的微生物转化中成为一大亮点。

Nagaia等[15]发现猴头菌中的二亚油酰磷脂酰乙醇胺(DLPE)能够降低内质网应激引起的小鼠神经母细胞瘤细胞系Neuro2A细胞死亡率,保护神经细胞。DLPE由1个磷脂携带2个不饱和脂肪酸(亚油酸)组成,推测主要通过激活蛋白激酶C途径发挥作用。Ueda等[16]从猴头菌中分离得到3种新物质,其中3-羟基猴头菌酮F对神经系统有一定保护作用。Yaoita等[17]从猴头菌子实体中分离得到两种新化合物——ErinacerinA、B。Erinacerin A为无色油状物,分子式为C27H31NO4;Erinacerin B为无定形粉末,分子式为C19H24O5。

2 药理作用

2.1 对消化系统的保护

猴头菌多糖可增加胃液分泌、稀释胃酸、保护溃疡面、促进黏膜再生,对胃癌、慢性萎缩性胃炎、食道癌、十二指肠溃疡有疗效。

猴头菌提取物颗粒(Heriacium extract granules,HEG)能显著降低老年人服用过量非甾体类药物所致胃黏膜损伤,促进溃疡愈合[18]。目前HEG治疗慢性萎缩性胃炎在临床上已取得了满意的效果,并且其胃粘膜保护作用优于传统药枸橼酸铋钾[19]。HEG对实验性溃疡性结肠炎大鼠的治疗效果明显。陈敏等[20]发现给药组与模型对照组比较能显著降低丙二醛并提高超氧化物歧化酶含量,说明HEG是通过改善自由基水平促进溃疡性结肠炎的修复。

2.2 提高免疫功能及抗肿瘤

杨焱等[21]对猴头菌子实体中提取的猴头多糖进行了免疫功能测定。结果表明,猴头菌多糖能提高自然杀伤细胞(NK)的活性,促进迟发型超敏反应的发生,增强巨噬细胞的吞噬功能,说明此多糖主要通过增强免疫细胞的活性来调节机体的免疫功能。Yim等[22]发现猴头菌中的可溶成分可刺激小鼠脾细胞产生白介素-12(IL-12)从而激活NK,表明它主要通过调节机体的免疫功能来发挥抗肿瘤活性。此外它还能促进鼠巨噬细胞分泌NO和 IL-1β。聂继盛等[23]发现猴头多糖可显著抑制S180肉瘤的生长,提高荷瘤小鼠胸腺和脾重,增强正常小鼠抗体形成细胞溶解绵羊红细胞能力、迟发型变态反应能力、NK细胞活性,同样也得到猴头多糖因为增强免疫功能而起抗肿瘤作用的结论。

2.3 降血糖

杜志强等[24]研究猴头多糖对四氧嘧啶型高血糖模型小鼠有降血糖作用,显示高剂量猴头多糖(100 mg/kg)的作用优于格列本脲。猴头多糖和格列本脲均能减缓四氧嘧啶对胰岛β细胞的损伤,可能通过以下过程发挥作用：与细胞膜上的特定受体结合,通过第二信使cAMP将信息传至线粒体,提高糖代谢酶系的活性,加速糖的氧化分解,从而降低血糖。

2.4 抗氧化延缓衰老

自由基反应及过氧化与人类疾病如类风湿性关节炎、癌症、冠心病和动脉粥样硬化等有关,还能加速衰老的进程。Mau等[25]利用甲醇提取猴头菌,当提取液浓度为40 mg/mL时,以1,1-二苯基-2-苦肼基为底物,测得自由基清除率为69.4%,猴头菌中的多酚化合物是发挥抗氧化作用的主要物质。

脂褐质是人和动物老化代谢的废产物,随着年龄增长而不断在细胞中积累,最终导致细胞萎缩死亡。刘金庆等[26]发现猴头多糖能明显降低果蝇心肌褐脂质含量,增强其飞翔能力,有一定的抗疲劳作用。

2.5 神经保护作用

猴头菌醇提物能促进1321 N1人星形细胞瘤中NGF mRNA的表达,同时促进NGF的分泌。Mori等[27]饲喂小鼠含5%猴头菌粉末的饲料,连续7 d后海马中NGF mRNA的表达水平升高。说明猴头菌中含有能够刺激NGF合成的活性物质,但发挥作用的物质并非已知的猴头菌酮,还有未知物质。Kolotushkina等[28]发现猴头菌能调节髓鞘的形成过程,对损伤髓鞘起促再生作用,从而保护神经系统。另外,猴头菌素E和F都能有效促进体外培养星形胶质细胞NGF的合成,是治疗神经功能障碍疾病如阿尔茨海默症的潜力药物[8]。

初生大鼠分别给猴头菌素A(8 mg/kg体重)和磷酸盐缓冲液(10 mL/kg体重),4周后给药组蓝斑核内二羟苯乙酸、高香草酸、去甲肾上腺素含量与对照组比较显著升高,5周时蓝斑核内和海马内NGF水平显著上升。推断可能的机制为猴头菌素A促进去甲肾上腺素产生,而去甲肾上腺素能刺激蓝斑核内和海马内NGF的合成[29]。

2.6 其它

猴头菌还有抗菌[9]、抑制血小板聚集、保护肝脏等作用,对局部缺血脑损伤也具有改善作用。

3 展 望

目前,猴头菌药物产品大多是固体发酵菌丝体经热水浸提,浓缩,制成片剂。一般认为,猴头菌多糖是猴头菌主要的活性成分,其质量控制也大都以多糖含量为指标。但猴头菌的药效是各组成成分复杂的综合作用。本文旨在为猴头菌药效成分的研究及其产品的质量标准控制提供线索。生物活性与猴头菌药效之间是否存在一定关系,待深入研究。

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