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明星分子【虫草素】的前世和今生

2018-01-24 虫草素 植提桥

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我是虫草素,户籍名称3′-脱氧腺苷,英文名字Cordycepin,来自腺苷家族。

1951年,德国科学家Cunningham等人从蛹虫草的培养滤液中才将我分离发现。后续的很多研究证明我是具有抗菌、抗虫及抗癌的生物活性。但一直缺乏充分的临床试验证据。截至目前,中国CFDA尚未批准虫草素作为药物上市销售,而美国FDA曾于2007年批准让我参与治疗白血病的临床试验。


其实我还有一个兄弟,叫喷司他丁,英文名字Pentostatin,他似乎比我更有出息。早在1991年,弟弟“喷司他丁”就作为抗白血病药物,通过美国食药监局(FDA)的批准,在美国上市。他主要通过化学合成的方法生产。

2018/01/24

Wednesday

作为一个分子明星,长期以来,我也感到很困惑,因为拥有“抗菌、抗癌”这些华丽的外表,整天被经纪人催着赶各种“广告”,没有人静下心来看清我的本质,比如我的性格(作用机理),也没有人搞得清楚我到底是怎么来的。这些困惑也让我生来高冷,引起了很多人对我的诉讼和质疑。

——虫草素

感谢Cell,感谢上海生命科学院

2017年10月19日,对我来说真是意义重大。国际著名学术杂志《Cell》子刊《Cell Chemical Biology》杂志在线发表了中国科学院上海生命科学研究院上海植物生理生态研究所王成树研究组的最新研究成果,研究完整地解析了我在蛹虫草(Cordyceps militaris)中的生物合成机理;并首次发现在蛹虫草中,我的弟弟喷司他丁在用生命来保护我,此处是无尽的感激……


其实王教授科研组早在2011年就对蛹虫草进行可基因组测序,并发表了相关论文。然后用了近7年的时间来研究我和弟弟的到底是怎么来的(合成途径)。具体的途径比较复杂,简单的说就是在蛹虫草中,我和弟弟喷司他丁是相伴出现的,他是我的保护伞,如果缺乏他,我将被降解。

我在哪里——冬虫夏草?

自然界中能够感染杀虫的子囊菌类真菌已被鉴定的达1500多种,统称为广义虫草菌,这些真菌在昆虫种群的自然调控中发挥着重要作用。冬虫夏草、蛹虫草和蝉花等为代表的虫草菌有悠久的食药用历史。

 

冬虫夏草Ophiocordyceps sinensis 是我国传统的名贵中药材,具有非常重要的食用与药用价值。作为数百种虫草中最为名贵的一种,冬虫夏草含有虫草素似乎是理所当然的事。很多商家也经常以虫草素来宣传冬虫夏草的功效,某宝上的一种冬虫夏草胶囊产品就将我标注为主要成分之一(我也是被逼的)。

 

其实,我本就不来自冬虫夏草,即使有,含量也很低,那可能是感染了某种霉菌产生的——这已经学术界已经公认的事情。再看《中国药典(2015版)》,冬虫夏草的含量测定也是以腺苷为对照品,要求冬虫夏草的含量标准为腺苷(C10H13N5O4)不得少于0.010%。在前面提到的王教授科研组,从基因的水平再次证实了冬虫夏草并不具备合成虫草素和喷司他丁的基因。

名贵中药——冬虫夏草

虽然冬虫夏草不含虫草素,但并不等于冬虫夏草不抗癌。准确的说是冬虫夏草不含已知抗癌成分。对于冬虫夏草应从中医的角度来看待他的功效。因为从古籍记载和现代科学研究来看,冬虫夏草确实具有很好的功效,只是目前没有办法从药理学角度解释清楚,它各个成分的具体靶向到底是什么。这也是用现代技术研究中药的重点。另外,冬虫夏草中所含有的虫草多糖等有明显提高机体免疫力作用。现代研究显示免疫与癌症关系密切,免疫治疗已成为癌症治疗的重要方法和研究热点。

 

冬虫夏草是生长在青藏高原高寒地区的特有物种,其产区气温低、昼夜温差大、无绝对无霜期、冻土时间长,日照充足、紫外线强,植被类型来为高山草甸或亚高山草甸、高寒灌丛等,土壤类型为高山草甸土或亚高山草甸土。全球范围内,冬虫夏草仅在中国、不丹、印度和尼泊尔4 个国家有分布。由于天然产量非常有限,加上长期的过度采挖和生态环境的破坏,其资源已经出现明显的萎缩。

 

我国从20 世纪70 年代后期就开始冬虫夏草菌人工栽培技术的研究,但由于冬虫夏草有性型的人工培养难度大,很多科研单位或研究人员转而开发研究冬虫夏草的替代产品,进行冬虫夏草无性型及相关真菌的发酵培养及其产品的开发利用。也就是说从未有真正的人工冬虫夏草问世。目前能够实现的是冬虫夏草菌丝体的深层发酵技术,开发的虫草制剂多款产品已投入市场。如华东医药(杭州)百令生物科技有限公司的发酵冬虫夏草菌粉,就是“百令胶囊”的原料,已被用于治疗慢性肾衰、Ⅱ型糖尿病、尿路感染、肝脏疾病、哮喘、结核及辅助治疗肿瘤等。

新食品原料——蛹虫草

蛹虫草是我国于1958年在吉林省首次发现,通过鉴定,认为它与冬虫夏草是同一个属,定名为蛹虫草。主产于云南、吉林、辽宁、内蒙古等,生于针、阔叶林或混交林地表土层中鳞翅目昆虫的蛹体上。能采用家蚕和柞蚕蛹人工批量培育,药效、药理与野生种相似甚至更好。


较之冬虫夏草,蛹虫草具有以下优点:1)为虫草属的模式种,分布广泛,为世界各国学者所认识和接受;

2)已在人工条件下育成了完整子座;

3)含有虫草素和虫草多糖,其独特药理作用已日益引起药学界的高度重视。由于蛹虫草具有以上优点,成为虫草属中药用虫草菌中的佼佼者。


· 我国卫计委于2009年3月,批准蛹虫草为新食品原料。

2009年第3号公告 新食品原料蛹虫草

· 另外,广东省微生物真菌专家李泰辉教授带领研究团队历时近10年,发现、人工驯化成功并实现工厂化栽培的广东虫草,也成功获得了正式批准,成为新食品原料。


2013年第1号公告 新食品原料广东虫草子实体

我的今生

目前蛹虫草在食品、药品及保健品领域应用较为广泛,国家批准的蛹虫草作为保健食品的品种达200余种,都是以菌粉或者子实体为主体的原料成分,主要功效是增强免疫力。

 

作为明星,我也被专家“指点”,他们说,日常摄入虫草素时,不宜过量。因为我的分子结构与腺嘌呤核苷酸非常相像,人类DNA或RNA合成过程中一旦掺入磷酸化的虫草素,可能造成基因的变异或功能丧失。这虽然也是其抗癌的机理,但同时也可能对人体中增殖速度较快的细胞产生负面影响。在蛹虫草的研究中,研究人员还观察到,真菌会将过量的虫草素降解。

 

所以,大家能想象到作为“明星”成分虫草素,我的压力有多大吧。目前我虽是蛹虫草的主要成分,但记住,我并不是衡量该类保健品质量的标准。所以大家选择的时候要慎重,不要被我的“明星光环”吸引哦。


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