刘 静,李朋朋,张 宇,叶会会,陈 坤
(1 聊城大学药学院,山东 聊城 252000;2 山东聊城东昌府区农业局,山东 聊城 252000)
樟芝的研究进展*
刘静1,李朋朋2,张宇1,叶会会1,陈坤1
(1 聊城大学药学院,山东聊城252000;2 山东聊城东昌府区农业局,山东聊城252000)
樟芝是我国台湾地区独有的高价值真菌物种,具有解毒、保护肝脏、抗肿瘤和提高机体免疫力作用,一直以来作为传统药物使用。本文综述了樟芝三萜化合物、多糖和多酚类物质等主要化学组分的研究进展,并对其相应生物学保健功能、药理学效应及毒理作用以及固体发酵和液态发酵生产技术等方面的最新研究进展情况做了系统介绍,并对其开发和应用前景做了展望。
樟芝;功效成分;药理和毒理作用
樟芝学名樟生薄孔菌(Antrodiacinnamomea),又名牛樟菇、牛樟芝、红樟芝、樟菇等,属于真菌门,担子菌亚门,层菌纲,多孔菌科,苔芝属,为台湾特有物种,生长在海拔450~2000公尺间的牛樟树树干腐朽内壁或枯死木材的潮湿面[1]。
樟芝具有行气行血、清泄火热、疏散气机、消肿散结、缓急止痛及中毒解救之功效,可以主治热证、火证、以及气血阻滞,心腹诸痛,经闭痛经,痈肿疮毒、正气虚弱、身体诸痛等病证[2]。
本文将就樟芝的组分研究、药理功效及毒理研究、规模化生产技术研究进展做综述。
樟芝成分复杂,含有多糖、腺苷、固醇、三萜、不饱和脂肪酸[3]和免疫蛋白等多种生理活性物质,其中最主要的活性成分是三萜类化合物和多糖。
1.1三萜类化合物
科研人员已从樟芝子实体中分离得到多种萜类物质,较早阐明的有以麦角甾烷为骨架的三萜类化合物 Zhankuic acids A、B、C[4], Antcin A~C[5], Zhankuic acids D、E[6], Antcin E、F,及Methyl antcinates G、H[7]。另外2003 年,Shen 等[8]发现的 Antcin K也属于麦角甾烷类。Yang 等[6]报道分离得到的15α-acetyl-dehydrosulphurenic acid、Dehydroeburicoic acid、Dehydrosulphurenic acid,以及Shen 等[8]分离Sulphurenic acid、Versisponic acid D、3β,15α-Dihydroxylanosta-7,9,24-trien-21-oic acid则属于以羊毛甾烷为骨架的三萜类化合物。
最近,Lee等[9]从固态发酵产物中分离得到2,3,6-trimethoxy-4-methylphenol,1(10→6)abeo-ergosta-5,7,9,22-tetraen-3α-ol, citreoanthrasteroid B 和 dankasterones A 及B。Huang 等[10]从子实体中分离得到12种新三萜类化合物antcamphins A-L (1-12)。
1.2樟芝多糖
樟芝多糖的中性糖主要为山梨糖、海藻糖、半乳糖和葡萄糖等,而非大肠杆菌中普遍存在的半乳糖胺和葡萄糖胺[11]。
樟芝葡聚糖与主链以(1→3) 键相连,具有β-D-glucopyranosyl 残基,平均分子量为 100 kD[12]。据推测,这是它具有抗肿瘤活性的重要成因。中性糖成分及结构与子实体和菌丝体的生长状况密切相关,具有一定的多样性,生长 26 天的菌丝体中主要含有的中性糖为半乳糖,葡萄糖,甘露糖和半乳糖胺[13]。齐善厚[14]利用超滤法分离提取到樟芝多糖,总得率达18.18%。其中六种樟芝多糖组分均能显著地促进小鼠脾淋巴细胞的转化增殖作用。
2014年,Chen等[15]从樟芝中分离得到谷胱甘肽依赖型甲醛脱氢酶,并新鉴定出三种功能性多糖ACP1,ACP2和 ACP3。
1.3其他成分
除萜类和多糖类物质外,樟芝子实体和菌丝体中还含有多种蛋白质、维生素、不饱和长链脂肪酸、氨基酸和微量元素等营养成分,多酚类物质,衍生酯类等衍生物也已经报道。
在樟芝子实体中,Chiang 等[16]分离到4,7-dimethoxy-5-methyl-1,3-benzodioxole 和 2,2’,5,5’-tetramethoxy-3,4,3’,4’-bimethylenedioxy-6,6’-dimethylbiphenyl 两种多酚类物质及倍半萜内酯Antrocin,Huang 等[17]分离到2,5-dimethoxy-3,4-methylenedioxy-benzoae 和 4和5-dimethoxy-2,3-methylenedioxy-benzoic acid两种苯系化合物。Lee等[9]则从固态发酵产物中分离得到6-methoxy-4-methyl-2,3-(methylenedioxy)phenol和4,4’-(ethane-1,2-diyl)bis(2,3,6-trimethoxy-phenol)两种多酚类物质。从樟芝菌丝体中,Nakamura等[18]发现了 5 种新顺丁烯二酸和琥珀酸衍生物,Wang等[19]用乙醇提取得到腺苷。Yen等[20]则首次分离获得antrocamol LT1、LT2和LT3。
2.1药理研究
2.1.1抗肿瘤作用
目前,有关樟芝抗肿瘤功能的研究和报道层出不穷,显示其提取物对多种不同肿瘤细胞具有抑制效应。
Chen等[4]和Hseu 等[22]分别报道了从樟芝子实体和菌丝体提取物白血病细胞P388和HL-60的抑制作用。李红玉等[21]报道牛樟芝提取物影响人肝癌SMMC-7721细胞增殖。Norio等[18]发现樟芝菌丝体三氯甲烷提取物 Maleic2和Maleic3 显著抑制体外培养的Lewis 肺癌细胞。 陈劲初等[23]以樟芝制剂饲喂小鼠四周,发现可减少感染血吸虫数,同时检测到其血液中的TNF-α、IFN-γ 和 IL-2 均明显增加。Hsieh等[24]证实Methyl antcinate A 可以诱导人肝癌细胞系的凋亡,Peng 等[25]则证明其对人乳腺癌细胞系MCF7有抑制效应。Lee等[9]报道其首次分离获得的1(10→6)abeoergosta-5,7,9,22-tetraen-3α-ol、citreoanthrasteroid B、dankasterones A及B均对CT26和K562细胞系具有细胞毒性。Yen等[20]证实antrocamol LT1,LT2和 LT3对CT26, A549和 DU-145等五种人肿瘤细胞系均具有抑制作用。
2.1.2抗氧化作用
研究证实,樟芝具有抗氧化功能。Mau等[26]从抗氧化、清除 DPPH 自由基及对亚铁离子螯合等角度比较了樟芝红菌丝体和白菌丝体的甲醇提取物抗氧化能力差异,,结果显示出不同的菌丝体类型之间的差异。Hsieh等[27]也证实了樟芝萃取物在自由基清除、抗突变及保护DNA免受自由基损伤方面的作用。另有研究表明[28],樟芝发酵滤出液的干物质成分能够抑制脂质氧化,对内皮细胞损伤也具有修复作用。Huang 等[29]发现 γ 射线辐射可以维持并增强樟芝菌丝体甲醇提取物的抗氧化特性。
2.1.3保护肝脏作用
长期实践证明,樟芝固体培养物和液体发酵产物均对肝脏具有保护作用。樟芝子实体及液体培养提取物均能改善 CCl4导致的天冬氨酸转氨酶和丙氨酸转氨酶的升高,降低谷胱甘肽的水平[30]。陆震鸣等[31]证实樟芝能预防急性酒精性肝损伤,且无剂量依赖性。Lee等[32]研究表明,50 μg/mL的樟芝多糖抗乙型肝炎病毒表面抗原的活性最强。
2.1.4抗病毒和免疫调节作用
樟芝子实体中的β葡聚糖对LLC引起的肿瘤相关巨噬细胞有调节作用[33],口服樟芝多糖制剂能够显著降低血清中TGF-β水平,明显提高IL-12 和 IFN-γ表达水平。部分樟芝三萜化合物能够抑制活性氧生成,调节白细胞,达到调节免疫的作用[34]。研究显示[35],樟芝多糖还能显著增加小鼠脾细胞增殖率,激活巨噬细胞,从而刺激血液中的淋巴细胞产生更多细胞因子,杀死 U-937人类淋巴癌细胞。资料显示[36],樟芝菌丝体提取物对单纯疱疹病毒HSV亦有抑制效应。
2.1.5抗炎作用
樟芝子实体中三萜类化合物和液体培养菌丝体的提取物均具有抗炎活性[37]。Tsai等[38]用小鼠皮肤缺血模型研究樟芝及其活性成分ergostatrien-3β-ol (ST1)的抗炎效应,发现它们降低解皮瓣缺血损伤引起的炎症因子分泌。报道显示[39],各种樟芝培养物的抗炎作用大小依次为: 子实体>固态发酵>液态发酵。
2.1.6其他作用
樟芝水提取物和甲醇提取物均具有抑菌作用[26]。如前面述及的Zhankuic acid A 有血小板凝集作用,Zhankuic acid B 具有抗胆碱及抗5-羟色胺功能,Antcin A 能抑制鼠血癌细胞毒素的活性,Antcin B 则具有抗副交感神经的作用。Wang 等[41]发现樟芝菌丝体乙醇提取物中的腺苷对血管紧张的作用。此外,樟芝提取物通过Ca2+和PKC 级联效应和Akt 细胞信号通路抑制血小板激活[40]。
2.2毒理学试验
人们开展了多项樟芝毒理学试验。陈启桢等[23]将樟芝子实体提取物以老鼠做急毒性实验,LD50达2000 mg/kg,显示樟芝为无毒性物质。陈劲初等[42]对樟芝发酵液萃取物以 鼠伤寒沙门氏菌进行致突变性试验,发现在 0.1~10 mg/mL 浓度范围内无致突变性。Amin等[43]发现,樟芝提取液还能促进伤口愈合,且有利于消除疤痕,显示其促进成纤维细胞的增殖。
3.1樟芝固态发酵培养技术的研究进展
台湾科研人员对樟芝培养技术较早展开了研究。台湾大学、中兴大学、辅仁大学和台北医学院等多家单位均对樟芝栽培技术做出了重要贡献[6]。
大陆也对樟芝这一国之瑰宝进行了大量研究工作[44]。早在1997 年, 福建首先对此投入了极大的热忱,福建省农业区划研究所首先从樟芝子实体中成功分离到了樟芝菌种, 并利用本地香樟树木屑做成的培养基进行樟芝试验性栽培。黄大斌等[45]研究发现樟芝菌丝生长的最适 pH 为 6~7,最适温度为 28 ℃,沉水樟木屑培养基的最适含水量为 58.5%,碳源为2%葡萄糖,氮源为0.2%柠檬酸铵。最近,黄志伟等[46]对樟芝固体培养菌丝体技术进行了研究。张奉苏等[47]对其培养获得樟芝粉的化学成分进行了分析。
3.2樟芝液态发酵培养技术的研究进展
在研究固体栽培技术的同时,海峡两岸也在积极参与樟芝菌丝体的液体发酵培养。2001 年,陈劲初等[23]以深层液体发酵的方式生产樟芝菌丝体,取得1.8%的高收率,培养参数为:1%接种量,搅拌转速 90 rpm,通气量0.5 vvm,温度28 ℃,装液量70%,50吨发酵罐中试培养8 天后得到红色菌丝。
福建省农科院植保所最早进行了菌丝体发酵培养技术的研究。之后,张宏海等[48]选取碳源及碳源浓度、氮源及氮源浓度作单因素试验,碳源、氮源、无机盐组合和生长因子作正交试验,优化了深层液体发酵法生产樟芝菌丝体和多糖的培养基。胡永丹等[49]报道了液态法发酵安卓奎诺尔(Antroquinonol)的工艺。
野生樟芝生长缓慢,导致其资源严重匮乏,价格远高于灵芝、人参、冬虫夏草等传统药材。利用现代生物技术对樟芝进行人工培养,获得菌丝体或活性代谢产物是大势所趋。樟芝培养技术的不断提升及其基因组解析必定会对其价值的更广泛发挥起到指引作用。
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Research Progress on Antrodia camphorata*
LIU Jing1, LI Peng-peng2, ZHANG Yu1, YE Hui-hui1, CHEN Kun1
(1 College of Pharmaceutical, Liaocheng University, Shandong Liaocheng 252000;2DongchangfuDistrictAgriculturalBureau,ShandongLiaocheng252000,China)
Antrodiacinnanomea, a highly valued polypore mushroom native only to Taiwan, has been traditionally used as a medicine. It has the effect to counteract poison, protect liver and anti-cancer, raise immunity dint. The present studies on pharmaceutical characters, components and functions, pharmacological and toxicological effects, and production research were reviewed. And its development and application were also prospected.
Antrodiacinnanomea; components; pharmacological and toxicological effects
聊城大学大学生科技文化创新基金项目(编号:SF2014255)。
刘静(1994-),女,在读本科生。
陈坤。E-mail:chenkun97411@163.com
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A
1001-9677(2016)013-0023-04