柞蚕蛹抗菌肽的研究进展

郑冰姝，李少凡，王佳月，沈 楠，李松岩

(吉林医药学院，吉林 吉林 132013)

自然界螟、蝇、蚕等多种生物体内都广泛存在抗菌肽。自然情况下，柞蚕生长环境恶劣，常被外来病毒、细菌侵袭，却依然能顽强存活，其原因主要与柞蚕体内独特抗菌物质及强大的免疫能力有关。研究表明，柞蚕蛹有提高小鼠外周血细胞数量,促进T、B淋巴细胞增殖分化等功效[1]。在不同物质的刺激下，蚕蛹体内会产生不同的抗菌肽。随着刺激强度发生改变，柞蚕蛹抗菌肽体内合成的含量也会有所不同[2]，但它们都有分子量小、免疫反应迅速、有较强的耐酸抗热能力、抗菌防病毒种类广且强度大、对正常细胞无毒副作用等特点。因此，柞蚕蛹抗菌肽有独特的作用与发展前景，值得继续探索研究。

1 柞蚕蛹抗菌肽的抗菌作用

细菌在生活中无处不见，并对人类和动植物产生着重要影响。长期以来，由于抗生素的滥用，细菌耐药性逐年增加，有些细菌已进化为“超级细菌”，人类逐渐陷入无药可用的尴尬境地。而柞蚕蛹抗菌肽天然存在于动物体内，具有抗菌谱广、抗菌效果显著的特点，或可为未来抑菌药物的研发开辟新的道路。

张倩[3]等对大肠杆菌E.coli的ATCC25922、ATCC35218菌株进行培养，并用透射电子显微镜和流式细胞仪等技术手段对重组柞蚕抗菌肽AD的抗菌作用机制进行初步研究。发现重组柞蚕抗菌肽AD对两种菌株均有破坏细菌胞膜完整性、抑制物质交换功能、使胞内Ca2+浓度增高的作用,表明柞蚕蛹抗菌肽有一定的抗菌作用。马淑慧[4]等用通过诱导柞蚕蛹产生抗菌肽，提取并测定抗菌肽对仔猪腹泻常见病原菌的抑菌效果。结果表明在一定酸性与高温条件下，柞蚕抗菌肽依然能保持良好的生物活性，能够较强地抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌。张玉玉[5]等对柞蚕抗菌肽Moricin基因的生物活性进行了研究，发现抗菌肽Moricin能够不同程度的地抑制大肠杆菌、肠炎沙门氏菌、副猪嗜血杆菌、猪链球菌和金黄色葡萄球菌。临床分离菌株可形成12～21 mm直径的抑菌圈。表明抗菌肽具有较强的抑菌活性，对临床耐药菌株的抑菌作用尤其明显。

2 柞蚕蛹抗菌肽的防病毒作用

柞蚕蛹抗菌肽不仅可以抑制细菌生长，对病毒也有一定的灭活作用。于婷婷[6]选择柞蚕杆状病毒对柞蚕滞育蛹进行诱导，发现抗菌蛋白6-Tox对病毒入侵有明显的应答反应，可以在柞蚕蛹表皮、脂肪体、中肠等部位进行表达。黄亚东[7]等对柞蚕抗菌肽D基因进行改造、克隆及序列分析，插入重组的病毒载体后，对重组病毒进行筛选和鉴定。结果显示，柞蚕抗菌肽D基因可以在苜蓿丫纹夜蛾幼虫体内形成高表达,所产生的表达产物被证实具有抑制细菌生长的作用。

3 柞蚕蛹抗菌肽对肿瘤细胞的作用

柞蚕蛹抗菌肽不但可以通过增加人体免疫力起到降低肿瘤发生率的作用，而且还对肿瘤细胞有一定的抑制和杀伤作用。张卫民等[8-9]对柞蚕抗菌肽进行体外实验。发现柞蚕蛹抗菌肽可选择性杀伤人结肠癌细胞株，使其分裂速度减慢，减少对机体的致癌作用。另外，柞蚕蛹抗菌肽可以预防二甲肼在大鼠体内诱导形成大肠癌。癌细胞在抗菌肽作用下，DNA合成受到抑制，发生细胞代谢能力异常，细胞膜通透性改变等变化。凌斌勋[10]等发现，柞蚕抗菌肽对人鼻咽癌细胞株有杀伤作用。在一定浓度范围内，抗菌肽对癌细胞株抑制率和浓度呈正向关联。柞蚕蛹抗菌肽可通过改变细胞内结构，使癌细胞膜完整性发生破坏。受损伤的线粒体能量供给不足，加速癌细胞凋亡，使癌细胞进一步失去致病能力。从体内实验结果来看，柞蚕抗菌肽能够较强地抑制荷人鼻咽癌裸鼠体内的肿瘤，癌细胞坏死程度严重，炎细胞浸润增多，以淋巴细胞为主。闫琦涛[11]等发现，一定浓度的柞蚕蛹蛋白多肽液能使小鼠肉瘤细胞(S180)和肝癌细胞(H22)的存活率显著下降，肿瘤细胞内总蛋白质含量与多肽液浓度呈负相关，可使肿瘤分裂出现周期性阻滞情况。另外还有报道显示，在一定浓度范围内，蚕蛹蛋白模拟消化多肽表现出一定的抗肿瘤活性，可使乳腺癌细胞MDA-MB-231、肝癌细胞HepG2、前列腺癌细胞PC-3的增殖受到明显影响[12]。通过酶解法制备蚕蛹蛋白生物活性肽,可表现出良好的溶解性、耐热性与乳化性，对人肝癌细胞HepG-2、人肺癌细胞A549、人胃腺癌细胞MGC-803的增殖也有明显的抑制效果[13]。

4 对哺乳动物细胞的影响

将柞蚕蛹抗病活性物质进行毒理学实验，对实验动物无有害副作用，且可以促进生长发育。应用于临床乙型肝炎患者进行治疗，患者肝痛、黄疸等临床症状逐渐消失，无不良影响[14]。说明抗菌肽具有选择性杀伤病毒的能力，并且促进正常细胞及器官的生理功能，起到营养及保护作用。方绍亮[15]用大肠杆菌诱导柞蚕蛹产生抗菌肽，经过人工化学合成可得到pro-ApCec2(含前肽和成熟肽)和M-ApCec(成熟肽)两个肽。通过研究发现M-ApCec对大肠杆菌K12和枯草杆菌有明显作用，可以通过损坏细菌细胞膜结构，使细胞完整性破坏，从而杀死细菌的作用。而将M-ApCec作用于小鼠新鲜血细胞，不同浓度的抗菌肽溶液均没有造成溶血现象。证明抗菌肽对人体正常细胞无毒副作用，可以安全地应用于临床。

5 柞蚕蛹抗菌肽在农业的应用

中国为传统农业大国，将柞蚕蛹抗菌肽应用在农业领域中是利国利民的好事。资料显示，抗菌肽在转基因植物中以孟德尔法则进行遗传，具有良好的稳定性。将抗菌肽B和抗菌肽BD基因转化于水稻、柑橘、桑树、桉树等农作物，均可以产生良好的抗病能力[16]。意味着柞蚕蛹抗菌肽增强农作物自身抵御能力以及减少未来农药使用成为了可能。

董春[17]等用剪叶法对秧期和孕穗期的水稻进行白叶枯病毒的接种，并用柞蚕蛹诱导后产生抗菌肽的免疫淋巴血与菌液混合形成对照。在电镜下观察可发现，抗菌肽可使病毒细胞膜发生破坏，菌体细胞壁破裂，内容物流出，延缓水稻发病进程，对水稻的致病作用减弱,表明柞蚕蛹抗菌肽对水稻白叶枯病毒有明显的抑制作用。邓小娟等[18]以胡萝卜软腐病菌、黄瓜角斑病菌、马铃薯青枯病菌等植物病原菌为对象，研究柞蚕蛹抗菌肽的抗菌能力，结果发现抗菌肽对以上病原体均有明显抑制作用，证明柞蚕蛹抗菌肽的杀菌特性是广谱的。

6 柞蚕蛹抗菌肽在养殖业的应用

已有资料显示，柞蚕蛹蛋白可添加于海胆、仔鱼、仔猪等的生物饲料中。由于柞蚕蛹蛋白中含有丰富的抗菌肽，添加于基础饵料中可以增强肠道免疫力，促进动物生长发育与抗病能力，降低致病菌对肠道的炎性作用。孙永欣[19]等在凡纳滨对虾饲料中添加含有抗菌活性物质的柞蚕蛹粉，对对虾生长速率、成活率等方面进行监控，结果显示柞蚕蛹抗菌肽的摄入可以使对虾体内免疫因子含量增加，肠道内菌群结构进一步优化，对虾增重明显，在有病原菌入侵时，表现出更强的生存能力。Ma[20]等在海参饲料中添加柞蚕蛹抗菌肽，发现海参生长速率明显大于基础饲料组与抗生素组，肠道菌群计量结果显示，抗菌肽能使海参产杆菌量增加6倍、产乳酸菌量增加10倍，通过肠道内益生菌数量的增加杀死致病菌，提高生存率。在肉仔鸡基础饲料中加入柞蚕蛹免疫活性蛋白，蛋白内的抗菌肽等物质可很快显示出对生长速率、免疫能力等方面的影响。肉仔鸡脾脏、法氏囊、胸腺发育更加完全，血清中IgG、IgM、C3、C4等含量有所提高[21]。证明柞蚕蛹免疫活性蛋白可以使动物自身免疫力有所提高，从而更好地抵御外界致病菌对机体的影响。

蚕蛹抗菌肽对革兰阳性菌、革兰阴性菌等有广谱的杀菌作用，对肿瘤细胞亦有影响其增殖分化的能力，而对于人体正常组织，则无毒副作用。这意味着抗生素滥用的今天，柞蚕蛹抗菌肽的应用可为抗菌防病毒、治疗肿瘤提供新的治疗方法。在农业方面，柞蚕蛹抗菌肽可以提高植物对病虫害的抵御能力，为减少化学农药的使用提供了可能。另外，抗菌肽良好的遗传稳定性可以应用于农作物的基因改造中，使农作物减少由于生长环境在而产生的减产情况。在畜牧业、养殖业等领域，柞蚕蛹抗菌肽可以促进动物免疫系统发育，在病原体入侵时有更高的生存率。生长速率快、死亡率低的优势可以为农业生产创造更大的经济利益。