灵芝有效成分提取及药理活性研究进展

陈 伟，马 飞，张 琳，高 佩，李翔宇，张美萍，孙春玉，王康宇，王 义

(吉林农业大学人参基因资源工程研究中心，吉林长春 130118)



灵芝有效成分提取及药理活性研究进展

陈 伟，马 飞，张 琳，高 佩，李翔宇，张美萍，孙春玉，王康宇，王 义*

(吉林农业大学人参基因资源工程研究中心，吉林长春 130118)

摘要概述了灵芝主要有效成分的提取方法以及药理功能，灵芝含有丰富的生物活性物质，如灵芝三萜化合物、灵芝多糖、蛋白质、生物碱等，这些有效成分都具有广泛的生物活性和药用价值，如抗肿瘤、抗衰老、降血糖血脂、提高免疫力等，这些研究为灵芝作为保健品和药品等方面的研发和利用提供理论依据。

关键词灵芝；多糖；三萜化合物；蛋白质；药理活性

食用菌已愈来愈受到科学界的关注，不仅是因为它具有极高的营养价值，更重要的是其丰富多彩的次级代谢产物，这对真菌次生代谢产物的研究有潜在的推动作用。灵芝是我国一种传统的中药材，其药用成分组成复杂，具有广泛的生物学活性。千年之前，灵芝已经被用来预防和治疗多种疾病。至此，灵芝这些不明原因的功效引起了全球科学家的关注，因而近年来愈来愈多灵芝真菌的次生代谢产物被发现并探究各产物的效用。

灵芝作为一种古老的中药材，其含有多种多样的活性成分，目前已经从中分离得到150多种具有生物活性的化合物，包括糖类(多糖和低聚糖)、三萜类[1]、蛋白类、多肽类、生物碱、挥发油、微量元素等[2]。现在研究最多也是灵芝最为主要的活性成分是糖类、三萜类以及蛋白类，当然其他的活性成分也越来越受人们的关注。对这些有效成分的提取方法和技术也在日益进步，不同方法对相应成分的活性有重要影响，为此，笔者对灵芝主要有效成分的活性机理及相应成分的提取方法进行了概述，为灵芝作为保健品和药品等方面的研发和利用提供理论依据。

1多糖

灵芝多糖作为灵芝主要的生物活性成分之一，其显著的药理作用一直备受关注。灵芝多糖分α型和β型，一般情况下α构型的多糖不具有活性，具有生物活性的多糖大多为β构型，且以β-(1→3)糖苷键为主链[3]。目前分离得到的灵芝多糖已有200多种，分子量从几百到几十万不等，一般来说，分子量越大其生物活性越高，但近年来有研究也证实了一些小分子量的多糖也具有免疫调节、抗肿瘤等生物学活性。目前已有大量研究表明，灵芝多糖具有抗氧化、降血糖、降血脂、免疫调节、抗肿瘤[4]、辐射防护等作用。

1.1灵芝多糖提取灵芝多糖提取工艺多种多样，大多都是利用糖能溶于热水、稀酸、稀碱的特性，传统的提取方法是用100 ℃热水多次浸提，再浓缩。随着科技的发展，越来越多的技术运用到其中，包括酶提法、碱提法、超临界流体萃取法、微波超声辅助法等(表1)。王锋等[5]利用超声辅助碱提取法提取灵芝多糖，当料液比为1∶40、超声功率为105 W、超声20 min时，多糖的得率最高，该优化后的工艺相比传统的水提法，多糖得率提高了1.5～3.0倍。孙鑫泽等[6]运用酶法加以超声波辅助提取赤芝多糖，确定最佳工艺条件为2%酶(纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶)、酶解温度45 ℃、酶解时间60 min、pH 6.0、超声功率550 W、超声时间30 min，多糖得率达3.12%，相比传统方法该方法多糖得率提高了1.8倍。

1.2药理作用

1.2.1降血糖作用。Xiao等[7]研究表明灵芝多糖通过调节葡萄糖代谢途径的几个关键酶的表达来抑制高血糖，如葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶、糖原磷酸化酶，果糖-1，6 -二磷酸酶(FBPase)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase)。

1.2.3免疫生物活性。王君巧等[9]用环磷酰胺对小鼠进行免疫抑制，以多糖灌胃，研究黑灵芝多糖的免疫调节作用，结果表明，黑灵芝多糖能刺激T细胞和B细胞的增殖，提高抗氧化能力，促进细胞因子的分泌，对免疫抑制小鼠的免疫系统进行调节。

表1　多糖提取方法优缺点比较

1.2.4其他生物学活性。Gokce等[10]研究发现在小鼠创伤脊髓组织中，肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平无明显变化，髓过氧化氢酶(MPO)活性升高，丙二醛(MDA)水平升高、一氧化氮(NO)水平无明显变化以及超氧化物歧化酶(SOD)水平下降，经GLPS处理后，与创伤组相比TNF-α、MPO、MDA、NO均显著降低，SOD有显著的增加，表明灵芝多糖可以在试验性脊髓损伤后保护脊髓。Zhang等[11]分析指出灵芝提取物能够抑制小胶质细胞源性促炎因子和细胞毒性因子(NO、TNF-α、IL-1β)的产生，且也以剂量依懒性地下调TNF-α和IL-1β，从而有效地保护了神经元细胞。

2三萜类化合物

灵芝酸是一种三萜类化合物，自1982年Kubora等[12]首次从赤灵芝中分离得到三萜类化合物，综合各种报道，已经有140余种三萜化合物[13]从灵芝中分离出来。三萜类化合物是灵芝重要的次级代谢产物，具有多种生物学活性。

2.1灵芝三萜类提取灵芝三萜的提取与多糖提取方式类似，在传统提取工艺的基础上加上超声、微波、酶等的辅助，使三萜化合物更好地释放并充分溶解到溶剂中。三萜类化合物与多糖不同的是三萜类难溶于水而易溶于有机溶剂，一般用乙醇、氯仿、甲醇等有机溶剂进行浸提或索式回流提取。针对传统浸提方法的提取时间长、有机溶剂用量大等缺点，一些更加绿色、安全的提取方法被提出，如超临界流体萃取。贾晓斌等[14]研究比较了超临界CO2流体萃取与醇回流提取的优劣，分别用2种方法提取灵芝三萜化合物，通过 HPLC图谱、RP-HPLC 法测定，结果表明2种方法分离得到的三萜类化合物含量相近、色谱图具有相似的峰形。

2.2药理作用

2.2.1抗菌、抗病毒作用。Zhang等[15]表明GLTA(Lanosta-7，9(11)，24-trien-3-one，15;26-dihydroxy)和GLTB(Ganoderic acid Y)与71型肠道病毒(EV71)相互作用以阻止病毒对细胞的吸附作用，从而抑制EV71感染。其作用机理为GLTA和GLTB可能与病毒的蛋白衣壳的疏水口袋结合，阻止病毒脱壳作用，即GLTA和GLTB通过抑制病毒脱壳阻止DNA进入宿主细胞来抑制EV71病毒RNA的复制。因此GLTA和GLTB这2种灵芝酸可以用来控制和治疗EV71病毒感染。王晓玲等[16]利用发酵的菌丝体提取灵芝酸并检测灵芝酸对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及枯草芽孢杆菌的体外抑菌作用，结果发现灵芝酸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长具有明显抑制作用，而对枯草烟包杆菌的生长抑制相对较弱。

2.2.2抗肿瘤活性。Ruan等[17]从灵芝中分离出4个组分，其中组分2、3含有萜类，组分2中主要包括灵芝酸A、B、C2、C6、D、G、H、I、K，灵芝烯酸D、K；组分3中包括灵芝酸DM、灵芝醛TR及一些未鉴定的化合物；分别用组分2、3处理结肠癌细胞发现，2个组分均具有细胞毒性，但表现出不同的细胞凋亡反应，组分2引起G2、M期阻止，组分3诱导细胞凋亡。进一步研究表明三萜化合物侧链的变化造成不同萜类化合物对细胞有不同的作用。

2.2.3其他生物活性。Liu等[18]研究灵芝酸对5α还原酶的抑制作用发现，5α还原酶可以使睾酮转化成活性更强的二氢睾酮，二氢睾酮与中老年前列腺增生有密切关系；灵芝酸TR和灵芝酸DM相较于其他灵芝酸具有更高的5α还原酶抑制活性，该研究对以后生产无副作用的5α还原酶抑制剂具有重大的意义。

3蛋白类

灵芝中蛋白类活性成分以多种形式存在，主要包括免疫调节蛋白、凝集素、糖蛋白及酶类。1989年Kino等[19]从赤灵芝菌丝体中分离得到一个免疫调节蛋白，这也是人类首次发现真菌免疫调节蛋白，将该免疫调节蛋白命名为LZ-8。目前已有多种免疫调节蛋白被分离出来，包括FIP-gja(Ganodermajaponcium)[20]、FIP-gts(Ganodermatsugae)等。

3.1灵芝蛋白类提取大部分蛋白质均可溶于水、稀盐、烯酸或碱溶液，少数与脂类结合的蛋白质则溶于乙醇、丙酮、丁醇等有机溶剂中，因此，可采用不同溶剂提取分离和纯化蛋白质及酶。蛋白质提取的基本步骤是清洗组织→裂解细胞→离心去除膜组分等→获得蛋白质提取液。在灵芝总蛋白提取过程中，细胞壁的破碎程度对蛋白质的提取有显著的影响，唐奕诗等[21]采用3种破碎细胞的方法来提取灵芝菌丝体总蛋白质，经由SDS-PAGE电泳分析和蛋白浓度测定，发现使用超声波破碎方法得到的灵芝总蛋白含量相对较少，且出现蛋白质降解现象；液氮冷冻研磨结合超声波破碎方法提取的蛋白质总量相对较多，但也存在蛋白质降解现象；液氮冷冻研磨破碎方法提取总蛋白含量相对较多，蛋白质条带丰富且分布均匀。表明对于菌丝体总蛋白的提取，液氮冷冻研磨破碎方法更为合适。

3.2药理作用

3.2.1免疫活性。Yeh等[22]分别用灵芝多糖PS-G与灵芝免疫蛋白LZ-8作用于TLR4缺陷小鼠腹腔吞噬细胞，发现免疫调节蛋白rLZ-8通过某种途径增强IL-1β、IL-12p70、CD86和MHC II的表达，再用rLZ-8单独作用于巨噬细胞，其能促进T淋巴细胞IFN-γ和IL-2的释放，而多糖PS-G却不能，表明灵芝LZ-8可以激活小鼠巨噬细胞和T淋巴细胞，但灵芝多糖PS-G仅能激活吞噬细胞。

3.2.2抗肿瘤作用。Liao等[23]分离纯化得到重组免疫球蛋白FIP-gts(reFIP-gts)，用reFIP-gts作用于肺癌细胞A549，发现作用后的肺癌细胞生长明显比未处理的肺癌细胞慢，通过流式细胞仪检测细胞衰老过程中的形态表型，结果表明reFIP-gts能对肺癌细胞在G1期的分裂有阻滞效果，从而使得肺癌细胞生长缓慢。Liang等[24]选用人胃癌细胞株SGC-7901研究灵芝蛋白LZ-8抗癌活性，用重组蛋白rLZ-8诱导人胃癌细胞后，细胞器内质网应激，引起癌细胞自噬性死亡，表明自噬性死亡的细胞聚集在内质网触发了ATF4-CHOP途径和内质网的应激反应。

3.2.3凝血活性。Thakur等[25]利用灵芝子实体分离纯化出一种灵芝蛋白多糖，它是一个六聚体凝集素，相对分子量为114 kDa，其中9.3%为中性糖，对链霉蛋白酶处理的人类红细胞具有凝血活性。

3.2.4抗氧化活性。陈建旭[26]分离提取赤灵芝中水溶性蛋白并研究其抗氧化活性，结果表明，赤灵芝水溶性蛋白对Fe3+的还原能力、DPPH 自由基清除力均略低于维生素C，但具有较强的羟基自由基清除力。

4展望

灵芝是一种珍贵的中药材，在我国已有上千年的药用历史。灵芝具有抗肿瘤、抗衰老、降血糖血脂、提高免疫力等生物活性，一直以来灵芝都是中外学者研究的热点。目前市场上已有多种灵芝方面的保健品，如灵芝破壁孢子粉、灵芝复方冲剂等。工业上灵芝产品的研发受活性成分提取工艺的影响，因此在大规模工业化提取工艺方面还有待进一步的研究创新。

灵芝中有效成分的生理活性机理及这些有效成分影响机体的生命活动机制需要进一步的探究。在各国学者的研究过程中，不断有新的活性物质被发现，有些活性物质是由2种化合物组成，它们也具有某些生物活性。Zhang等[27]从灵芝子实体中分离纯化得到一个相对分子量为2 000 kDa的蛋白多糖，其多糖与蛋白的比例为11∶1；通过免疫活性试验证明了该蛋白多糖具有有效的抗肿瘤作用和提高体液免疫和细胞免疫功能的能力。Pan等[28]从新鲜的灵芝子实体获得一个高效的酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)抑制剂FYGL，FYGL就是一种灵芝蛋白多糖，其能够降低血浆中的葡萄糖水平和提高胰岛素敏感性，且较高浓度水平的FYGL作用也具有安全性。随着人们对灵芝越来越深入的研究，灵芝活性成分的结构特性及生物学作用机理越来越明朗，为灵芝资源更好的利用提供依据。

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Progress on the Studies of Extraction and Pharmacological Activities of Bioactive Compounds fromGanodermalucidum

CHEN Wei, MA Fei, ZHANG Lin, WANG Yi*et al

(Research Center for Ginseng Genetic Resources, Jilin Agricultural University, Changchun, Jilin 130118)

AbstractThe extraction method and pharmacological functions of main effective compounds from Ganoderma lucidum were reviewed. G. lucidum contains abundant biological active substances, such as Ganoderma triterpenoids, Ganoderma lucidum polysaccharide, protein, alkaloid and so on. These bioactive compounds have a wide range of biological activities and medicinal value including anti-tumor, anti-aging, lowering blood sugar and blood fat, improving immunity. These studies provide a theoretical basis for the development and utilization of G. lucidum as health care products and drugs.

Key wordsGanoderma lucidum; Polysaccharides; Triterpenoids; Protein; Pharmacological effect

基金项目中国科学技术部“863”计划项目(2013AA102604-3)。

作者简介陈伟(1989- )，女，江苏盐城人，硕士研究生，研究方向：植物分子生物学与基因工程。*通讯作者，教授，博士，硕士生导师，从事药用植物细胞工程研究。

收稿日期2016-02-29

中图分类号S 567.3+1

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)08-147-03