北冬虫夏草多糖抗肿瘤活性研究进展

江志彬，苏思韵，李 斌，钟先锋

（佛山科学技术学院 食品科学与工程学院，广东 佛山 528231）

多糖（polysaccharide）是由糖苷键结合形成的分子量大、结构复杂的生物聚合物，是组织细胞的重要组成成分，具有抗氧化、抑菌、增强机体免疫力等有效功能，广泛存在于动物、高等植物和微生物中。我国中药种类多、应用范围广，丰富的中药资源也曾是古丝绸之路的重要组成部分。依据第4次全国中药资源普查结果，发现我国可药用资源13 000余种，并且已拥有28个中药繁育基地[1]。

近年来，大量研究发现中药多糖在临床抗肿瘤、抗氧化、降血糖、降血脂、增强免疫力等方面具有良好的疗效。此外，中药多糖的毒副作用小，不易积累而备受研究者的重视[2-6]。就目前国内外北冬虫夏草多糖抗肿瘤治疗的研究综述如下，为北冬虫夏草多糖用于癌症疾病预防的研究提供理论支撑。

1 北冬虫夏草概述

北冬虫夏草（Cordyceps militaris） 简称北虫草，又名虫草花、蛹虫草，是虫、菌结合的药用真菌。北冬虫夏草中富含蛋白质、虫草多糖、虫草素、虫草酸、核苷类物质、微量元素等多种活性物质[7-12]，具有抗肿瘤、抗衰老、降血糖、调节免疫系统、保护肝脏等药理作用[13-17]。北冬虫夏草最早于1958年被发现，经过检测证实其与冬虫夏草为同一属，但与冬虫夏草相较之下，北冬虫夏草蛋白质含量比天然冬虫夏草高出2倍以上；维A、维D、维E等维生素含量为天然冬虫夏草的5～10倍[8]；虫草酸平均含量高于冬虫夏草[10]。

研究表明，北冬虫夏草可以促进血小板的生成，借助蛋白酶的退化来达到抑制白血病的集落形成对血液系统造成影响[18]；可以调节对小鼠体液免疫和细胞免疫，同时提高其巨噬细胞的功能以增强免疫能力[19]；通过改变天冬氨酸转移酶、谷氨酰转移酶等水平以提高乙醛等脱氢酶的活性，提高抗氧化酶活性，降解乳化脂肪颗粒，抑制肝脏脂质过氧化反应，达到抗氧化功效[19-21]；通过改变细胞内的DNA或RNA促进癌细胞凋亡，同时通过以荷瘤小鼠为试验材料对其存活时间进行试验，发现北冬虫夏草可以抑制S180和Lewis肺癌的生长，达到抗肿瘤的作用[19]；通过提高脾脏的巨噬细胞水平以诱导Th细胞分化而起降血糖作用。

主要研究的北冬虫夏草多糖（Cordyceps militaris polysaccharides，CMP）是北冬虫夏草中含量最丰富、最重要的生物活性物质之一，主要是由半乳糖、鼠李糖、甘露糖、木糖精、葡萄糖等组成的多糖类化合物。叶文姣[22]选取（2003） 经过液态发酵的北冬虫夏草NG3得到的胞外多糖进行分离纯化，得到Fr-Ⅰ，Fr-Ⅱ，Fr-Ⅲ和Fr-Ⅳ多糖组分，经测定其摩尔质量分别为2.262×106，3.348×105，1.049×105和 5.059×104g/mol。Rongmin Yu，吴凤瑶等人[23-24]采用碱提法从北冬虫夏草子实体中提取及纯化得到的多糖具有3个组分，其中多糖分子量分别为23，12.9，5 kD。

研究选取北冬虫夏草多糖为主链是由α（1-2）糖苷键连接的D-呋喃甘露聚糖和非还原糖末端为D-呋喃半乳糖和D-吡喃甘露糖的高度分支半乳糖甘露聚糖[25]。

北冬虫夏草多糖CMP-1的预测结构见图1[22]。

图1 北冬虫夏草多糖CMP-1的预测结构

2 北冬虫夏草多糖的抗肿瘤作用

2.1 北冬虫夏草多糖对肝癌细胞生长的影响

葛晓宇[25]通过培养肝癌细胞HepG2，采用MTT比色法，比较不同浓度北冬虫夏草多糖溶液作用下细胞的抑制率。结果表明，北冬虫夏草多糖对肝癌细胞HepG2有抑制作用，且随着多糖浓度的增加，抑制效果越好。Shuang Yang等人[26]通过细胞培养，用MTT法测定肝癌细胞HepG2活力，试验结果表明，北冬虫夏草多糖可以阻碍肝癌细胞HepG2生长，并呈剂量依赖性。Fei Liu等人[27]对肝癌细胞HepG2进行传代培养，用MTT法测定细胞毒性以评估硒化北冬虫夏草多糖的体外抑制率，试验结果表明，经硒化的北冬虫夏草多糖对肝癌细胞HepG2有抑制作用。Yongshuai Jing等人[28]将肝癌细胞HepG2培养过夜，随后用北冬虫夏草多糖溶液处理，用MTT法测定细胞活力，试验结果表明，北冬虫夏草多糖具有抗肿瘤作用，对肝癌细胞HepG2的生长具有强烈的抑制效果。Cheng Chen等人[29]通过培养SMMC-7721人肝癌细胞，并在过夜孵育后加入北冬虫夏草多糖处理，试验结果表明，北冬虫夏草多糖在G0/G1期发挥作用，抑制癌细胞扩散生长，使其凋亡。

2.2 北冬虫夏草多糖对黑色瘤细胞生长的影响

葛晓宇[25]研究选取黑色瘤细胞A-375进行培养，采用MTT比色法，比较不同浓度北冬虫夏草多糖溶液作用下细胞的抑制率。试验结果表明，北冬虫夏草多糖对黑色瘤细胞A-375有抑制作用并具有量效依赖性，即随着多糖浓度的增加，抑制效果逐渐增强。甘霓等人[30]以B16黑色瘤细胞为试验模型，进行细胞划痕试验。结果表明，黑木耳多糖可以明显抑制B16细胞的活性，阻碍其生长。

2.3 北冬虫夏草多糖对人宫颈癌细胞Hela体外增殖的影响

张毅君[31]研究不同北冬虫夏草N102各级醇沉多糖给药浓度和作用时间对Hela细胞体外增殖的影响。试验结果表明，北冬虫夏草多糖与给药浓度和作用时间有相当的量效关系。Shuang Yang等人[26]通过培养Hela细胞发现，北冬虫夏草多糖对人宫颈癌细胞Hela有较好的抑制效果，且抑制作用优于对肝癌细胞HepG2的抑制，并呈浓度依赖性。Yongshuai Jing等人[28]将人宫颈癌细胞Hela培养过夜，随后用北冬虫夏草多糖溶液处理，用MTT法测定细胞活力，结果表明北冬虫夏草多糖对Hela细胞的生长有抗增殖能力。

2.4 北冬虫夏草多糖对人肿瘤坏死因子α、白细胞介素的影响

张建等人[32]研究观察了北冬虫夏草多糖对人肿瘤坏死因子α，生成可溶性白细胞介素2受体（sIL-2R）及对人外周血淋巴细胞（PBL） 分泌白细胞介素2（IL-2） 的影响。试验结果表明，北冬虫夏草多糖对人肿瘤坏死因子α的分泌有明显刺激效果，并在一定范围内随着北冬虫夏草多糖浓度的升高而增加，且对人外周血单核细胞产生sIL-2R有促进作用。同时，可以促进PBL分泌IL-2的诱生作用。周毕军等人[33]通过小鼠试验，向小鼠喂食鬼针草水提取物，结果表明鬼针草水提物可以减轻肝损害，试验组TNF-α，IL-6明显降低。

2.5 北冬虫夏草多糖对Eca-109人食管癌细胞的影响

Nurmamat Eliyas等人[34]通过MTT法探究北冬虫夏草多糖对Eca-109细胞的抑制效果。试验结果表明，在Eca-109人食管癌细胞培养原料中加入北冬虫夏草多糖，在倒置光学显微镜观察下，Eca-109人食管癌细胞具有典型的凋亡特征，包括细胞膜泡形成、核结构逐渐丧失、染色质明显凝聚等。同时，采用Annexin V-FITC/PI双染色法进一步分析得到，不同浓度北冬虫夏草多糖处理下细胞凋亡比例不同，随着浓度的上升，细胞凋亡数量显著增多。杨书良等人[35]通过体外培养的人食管癌细胞Eca-109，加入不同剂量枸杞多糖作用一定时间，再采用MTT法检测细胞活力，试验结果表明，枸杞多糖可显著抑制肿瘤细胞Eca-109的生长，呈浓度依赖性。

2.6 北冬虫夏草多糖对人肺癌细胞的影响

Xiao-Cui Liu等人[36]采用免疫荧光染色法观察以及MTT测定对用北冬虫夏草多糖处理的H1299人肺癌细胞进行研究，结果表明北冬虫夏草多糖以剂量依赖性方式抑制H1299人肺癌细胞的增殖并且CMPS-II在抑制H1299人肺癌细胞增殖方面强于CBPS-II。细胞凋亡是指受基因控制的细胞遵循固定程序，在一定条件下自主、有序的死亡过程。Caspase-3，Caspase-9和p53的上调是细胞凋亡促进的指示，而PCNA的过表达是抗凋亡的指示。Xiao-Cui Liu等人[36]同时利用蛋白质印迹分析得出，用北冬虫夏草多糖处理的对象较空白对照组Caspase-3和Caspase-9表达均以剂量依赖性方式显着增加，而PCNA表达以剂量依赖性方式降低，且通过提高H1299细胞中p53蛋白的表达水平来诱导细胞凋亡。Fei Liu等人[27]对A549人肺癌细胞进行传代培养，用MTT法测定细胞毒性以评估硒化北冬虫夏草多糖的体外抑制率，试验结果表明，经硒化的北冬虫夏草多糖对A549人肺癌细胞表现出抗增殖活性。

2.7 北冬虫夏草多糖对HT-29人结肠癌细胞的影响

Yongshuai Jing等人[28]将HT-29细胞培养过夜，随后用北冬虫夏草多糖溶液处理，用MTT法测定细胞活力，试验结果表明北冬虫夏草多糖溶液可以阻碍HT-29人结肠癌细胞的生长，且效果明显。张英等人[37]通过细胞培养，随后加入苹果皮果胶多糖处理，采用MTT法测定肿瘤细胞的增殖抑制率[38]，试验结果表明，苹果皮果胶多糖对HT-29肿瘤细胞有抑制效果，具有剂量依赖关系。

2.8 北冬虫夏草多糖对人慢性髓系白血病细胞的影响

Yongshuai Jing等人[28]将K562人慢性髓系白血病细胞培养过夜，随后用北冬虫夏草多糖溶液处理，用MTT法测定细胞活力。试验结果表明，北冬虫夏草多糖相比松蕈多糖（TM-P2） 和虫草多糖（CPS），对K562人慢性髓系白血病细胞更具较强的抑制作用。葛晓军等人[39]通过培养细胞，再用CCK8方法检测金钗石斛多糖在细胞中的IC50值，试验结果表明，加入金钗石斛多糖后，WT1蛋白表达水平减弱，对白血病细胞具有一定的杀伤作用。

2.9 北冬虫夏草多糖对胃癌细胞的影响

Cheng Chen等人[29]通过培养BGC-823胃癌细胞，并在过夜孵育后加入北冬虫夏草多糖处理，试验结果表明，北冬虫夏草多糖可以减少BGC-823胃癌细胞DNA合成并诱导其凋亡，起抑制效果。冀晓龙等人[40]选取MKN-45肿瘤细胞进行培养，用木枣多糖对其处理，并采用MTT法、DAPI/AOEB染色法、比色法、蛋白质免疫印迹法对肿瘤细胞活性、形态等测定，试验结果表明，木枣多糖可降低胃癌细胞中Bcl-2/Bax蛋白表达，使细胞凋亡，具有明显的剂量依赖关系。

2.10 北冬虫夏草多糖对乳腺癌细胞的影响

Cheng Chen等人[29]通过培养MCF-7乳腺癌细胞，并在过夜孵育后加入北冬虫夏草多糖处理，结果表明，北冬虫夏草多糖可以对MCF-7细胞的生长有抑制作用，可诱导细胞凋亡。常萍等人[41]选取小鼠乳腺癌4T1细胞进行常规培养，加入不同浓度银杏多糖处理，采用台盼蓝拒染法、MTT法和qRT-PCR检测法探究银杏多糖的抗肿瘤作用，试验结果表明，银杏多糖可以抑制4T1细胞的生长，诱导其凋亡，起抗肿瘤作用。

3 结语

癌症属于恶性肿瘤，具有无限增生的特征，对人类健康具有严重威胁。据统计，中国癌症发病率、死亡率均为全球第一，平均每天超过1万人被诊断出患有癌症。近年来，关于北冬虫夏草多糖的抗肿瘤作用研究十分活跃，且其拥有高效、无毒副反应等特点，具有良好的开发价值和应用前景。随着北冬虫夏草多糖抗肿瘤作用机制的不断深入研究，将为北冬虫夏草多糖应用于癌症疾病临床治疗提供更为详细、确实的理论依据，为人类的抗癌事业做出贡献。