桦褐孔菌(Inonotusobliquus)生物活性研究进展*

2016-03-13 00:39沈心怡刁苗璐方妤露张梦婷朱长俊
广州化工 2016年10期
关键词:孔菌降血糖自由基

沈心怡,刁苗璐,方妤露,张梦婷,陈 涛,朱长俊

(嘉兴学院生物与化学工程学院,浙江 嘉兴 314001)



桦褐孔菌(Inonotusobliquus)生物活性研究进展*

沈心怡,刁苗璐,方妤露,张梦婷,陈涛,朱长俊

(嘉兴学院生物与化学工程学院,浙江嘉兴314001)

桦褐孔菌是一种名贵的食用药用型真菌,近年来国内外的研究人员对桦褐孔菌的分离提取技术及其药用功效等生物活性研究越来越重视。本文综述了多年来对桦褐孔菌在抗肿瘤、抗氧化、降血糖、抗病毒、抗菌等生物活性方面的功能特性的研究进展,同时由于桦褐孔菌来源的稀缺及其在食品和保健方面的开发利用尚未完全,因此对其以后的研究和产品开发作了展望。

桦褐孔菌;生物活性;抗肿瘤;抗氧化;降血糖;抗病毒;抗菌

16世纪至今,东欧、波兰等一些国家的民间一直用桦褐孔菌(Inonotus obliquus)的菌核来防治癌症、心脏病、肝病等。现阶段,对该菌的系统研究引起了许多国家一些学者的重视。本文综述了近年来桦褐孔菌的生物活性研究领域,显示该菌巨大的药用价值。

1 生物活性研究

1.1抗肿瘤

研究者通过实验探究桦褐孔菌对肿瘤的作用机制,表明其对不同类型的肿瘤都有明显的抑制效果。李根培等[1]通过体内抗肿瘤实验对乙醇提取物的抗肿瘤作用及机制进行了研究:对小鼠S180肉瘤具有较强的抑制作用,大、中、小剂量组的肿瘤抑制率分别为66.36%、74.84%、41.66%。王文娟等[2]用桦褐孔菌水提醇沉物,石油醚萃取物、乙酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物及萃取后的水层物的不同浓度处理HePG2及SMMC7721细胞后,采用MTT法检测细胞生长的抑制率。结果显示水提醇沉物对人肝癌上述细胞的增殖抑制作用优于石油醚萃取物,并显著优于其他3种萃取物。赵丽薇等[3]研究桦褐孔菌单体(Inotodiol)对宫颈癌HeLa细胞增殖的影响,采用MTT法检测Inotodiol对HeLa细胞的增殖抑制率,结果表明Inotodiol对该细胞有明显的抑制增殖和诱导凋亡作用。

此外,白杨等[4]选用人卵巢癌SKOV3细胞株进行体外培养,得到不同浓度的桦褐孔菌醇组对SKOV3细胞株有抗增殖作用和诱导凋亡作用,并表现出浓度依耐性。同一时期,钟秀宏等[5]探讨桦褐孔菌醇对SKOV3细胞周期的影响及其可能机制:桦褐孔菌醇通过下调CyclinE和上调细胞周期负调控因子P27的表达,导致G1期发生阻滞,从而抑制细胞增殖及诱导细胞凋亡。崔涛等[6]用不同浓度Inotodiol与胃癌BGC-823细胞共同培养48 h,经过相应的检测,得到Inotodiol可能通过减少生成细胞周期蛋白以及上调细胞周期负调控因子表达,导致发生S期阻滞,抑制细胞增殖及诱导细胞凋亡的结论。陈义勇等[7]采用MTT法检测桦褐孔菌多糖对Jurkat和Daudi细胞增殖的影响,结果为在体外桦褐孔菌多糖可以直接杀死Jurkat和Daudi肿瘤细胞。通过建立Jurkat荷瘤裸鼠模型,研究给药后对荷瘤裸鼠的抗肿瘤作用发现桦褐孔菌多糖具有体内抗肿瘤活性,而且可以提高裸鼠的脾脏指数,因此表明桦褐孔菌多糖具有显著的抗肿瘤活性和增强免疫功能。

1.2抗氧化

抗氧化活性主要表现为对自由基的清除作用及其效果强弱。梁丽雅等[8]探究桦褐孔菌醇提物的萃取分离及其抗氧化活性:在4个不同的模型中,桦褐孔菌抗氧化粗提物和不同极性萃取物都呈现出了较好的抗氧化活性,尤其为乙酸乙酯相的抗氧化活性最强。桦褐孔菌中的抗氧化活性物质主要集中于乙酸乙酯相中,并且其抗氧化活性与已知的抗氧化物质多酚类和黄酮类物质含量具有较好的相关性。研究结果可为桦褐孔菌抗氧化活性成分的进一步分离和结构鉴定及粗提物在保健药品和功能性食品中的应用奠定一定的基础。

桦褐孔菌多酚具有较强的抗氧化能力,其对羟自由基和超氧自由基有很强的清除作用。浓度为0.2%时,清除率分别为69.58%、82.01%[9]。桦褐孔菌多酚对花生油、大豆油和猪油均具有一定的抗氧化作用,不但在油脂氧化初期有较好的抗氧化效果,对氧自由基有很好的清除作用,而且在油脂氧化的加速时期对氧自由基仍有较强的清除作用,油脂的氧化速度显著降低,其货架期明显延长,其中以花生油和猪油的货架期延长最多[10]。因此,桦褐孔菌多酚可作为一种理想的天然抗氧化剂。桦褐孔菌多酚的抗氧化活性受不同因素的影响,高愿军等[11]通过实验得到桦褐孔菌多酚对羟自由基的清除较对超氧自由基的清除稳定性更强。桦褐孔菌多糖也有抗氧化活性,吴艳玲等[12]研究桦褐孔菌多糖对小鼠抗氧化清除自由基作用,显示多糖具有良好的清除自由基能力,且随着浓度增加自由基清除率逐渐增高,一定浓度后清除率基本不变。结果表明多糖能显著降低小鼠运动后MDA、CK、BUN和LDH含量,升高SOD,提高运动耐力,具有良好的抗疲劳作用。

通过灌胃(小鼠)方式注入桦褐孔菌抗氧化提取物,处理6周后显示显著降低了血清及肝、脑组织MDA含量,提高了血清、肝、脑组织SOD和GSH-Px酶活性以及总抗氧化能力(TAOC)[13]。这为桦褐孔菌资源及保健品的开发提供了重要的理论基础。卢雪明等[14]通过检测各提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制能力,发现黄酮和多酚类化合物含量较多的正丁醇和乙酸乙酯提取物的总还原力、清除DPPH自由基、抑制肝脂质过氧化以及抑制α-葡萄糖苷酶的活性均比其他提取物好。因此,桦褐孔菌抗氧化和降血糖作用的大小与其所含黄酮和多酚类化合物的量密切相关。

1.3抗菌

桦褐孔菌提取物抗菌方面的研究也是目前国内外探究热点方向之一。胡洋等[16]采用醇提法获得桦褐孔菌乙醇提取物,当提取物浓度高于3.125 mg/mL时,对稻瘟病菌孢子萌发的抑制率在90%以上,稻瘟病菌菌丝的形态结构发生了较大的变化;小麦根腐平脐孺孢和番茄灰霉灰葡萄球菌实验出现明显抑制圈。路源等[17]采用不同浓度的桦褐孔菌多糖保鲜液对苹果进行涂膜处理,5 ℃低温下贮藏,结果表明:2%~6%桦褐孔菌多糖保鲜液对苹果有良好的保鲜效果,能够降低苹果的失重率、腐烂率和呼吸强度,保持其硬度,抑制PPO活性和微生物生长繁殖。桦褐孔菌菌核提取物对某些G-菌和G+菌的感染均有较好的抑制作用[15]。因此,抑菌药物的开发是非常有意义的。

1.4降血糖

桦褐孔菌提取物对STZ诱导的糖尿病大鼠的胰岛、肝和肾组织损伤病变有一定的保护和修复作用[18]。对STZ诱导的糖尿病大鼠具有降血糖、调脂、抗氧化应激、清除自由基以及改善受损肝功能的作用,其作用机制可能与其所含多糖的降血糖作用和单宁酸的抗氧化清除自由基作用有关[19]。桦褐孔菌和松口蘑发酵菌粉对糖尿病小鼠具有一定降血糖作用,且与松口蘑相比,桦褐孔菌低剂量组(500 mg/kg)和桦褐孔菌高剂量组(1000 mg/kg)的降糖效果较为明显(P<0.01),降血糖率为30.23%、31.7%[20]。

李天洙等[21]通过实验得到糖尿病豚鼠TC、TG、LDL水平明显降低,认为这种结果可能是由于桦褐孔菌通过影响PKB的表达,介导胰岛素传导通路,体内激素水平发生改变,进而通过影响HMG CoA还原酶等一些相关酶的表达,使得糖尿病豚鼠脂类代谢紊乱得到治疗。吕金玲等[23]采用四氧嘧啶诱发糖尿病小鼠模型进行药效试验考察,发现了可用于考察药物的降血糖作用,对桦褐孔菌的不同部位进行了实验,结果表明桦褐孔菌降血糖的有效部位为其多糖。高愿军等[22]以STZ诱导糖尿病小鼠为实验对象,研究了空腹血糖、空腹胰岛素、肝糖原、糖化血清蛋白、血乳酸等各个能反映糖尿病的指标,表明一定量的桦褐孔菌多糖口服液能修复胰岛素β细胞,促进胰岛素分泌,促进肝糖原的合成,降低血乳酸含量,能有效降低糖尿病小鼠血糖。

1.5抗病毒

桦褐孔菌可抑制HIV-1的繁殖,Ichimura等研究发现,桦褐孔菌水提取物可抑制HIV-1蛋白酶,其中一种活性成分为水溶性的高分子量木质素衍生物[24]。桦褐孔菌多糖具备预防治疗作用且安全性很高[25]。实验设立2组,分别为预防组和治疗组。预防组的目的是观察药物能否进入到细胞中,起到抗病毒的作用,因此实验过程中先加多糖再加病毒,结果证明其多糖具有良好的预防治疗作用。治疗组的目的是观察药物能否对已进入胞内的病毒起作用,从而抑制其生物合成,所以实验中先加入病毒后加入多糖,结果证明桦褐孔菌多糖对NDV的治疗作用偏低,其最小有效浓度为125 μg/mL,TI=2。这可能由于多糖直接抗病毒的能力和对细胞的吸附能力都较病毒弱,以及无组织细胞修复作用有关。

有学者通过实验从桦褐孔菌子实体乙酸乙酯相中分离出了 10个已知化合物单体,对其进行了细胞毒性和抗HSV-1病毒活性研究,其中3-羟基羊毛甾-8,24-二烯-21-醛的抗HSV-1病毒活性最强。对桦褐孔菌抗病毒活性成分进行分离提取、结构分析和活性鉴定,为全面了解桦褐孔菌抑制疱疹病毒的机理提供更加完善、更加科学的依据[26]。

2 展 望

现阶段,由于桦褐孔菌人工驯化栽培尚未完全实现,野生的品种更加珍贵,具有良好药用价值的桦褐孔菌稀缺,所以价格十分昂贵。为此需要加强对桦褐孔菌现有资源分布情况、生长特性、种子、种苗人工繁育和野生抚育的方法研究。因此,对桦褐孔菌还需要进行更全面深入的系统研究、开发和利用。国内虽然对其有效成分的药理作用、临床应用等方面进行了一些研究,但依旧存在很多不足。随着人们的社会保健意识逐渐增强,在食品方面的要求也愈来愈高,桦褐孔菌作为一种天然的食用药用真菌将会备受青睐,而其本身具有的特点决定了其在市场的价值。但是我国食品工业中桦褐孔菌的研究和应用几乎没有涉及,而且分离其有效成分的技术还有待加强。在国外,研究人员已经申请了关于桦褐孔菌的多项专利,尤其在食品方面。因此,桦褐孔菌不仅可以作为一些食品的主要成分,而且可以起到防腐作用,在保健及药用功能方面也将会有更多的涉及。所以,桦褐孔菌的研究及其产品开发具有良好的发展前景。

[1]李根培,朴惠善,陈兰仙. 1桦褐孔菌乙醇提取物抗肿瘤活性的实验研究[J]. 求医问药(下半月),2012(02):12.

[2]王文娟,雒向宁,马晓军,等. 5种桦褐孔菌提取物对人肝癌细胞HePG2及SMMC7721增殖的影响[J]. 陕西中医,2013(11):1539-1542.

[3]赵丽微,钟秀宏,杨淑艳,等. Inotodiol对宫颈癌HeLa细胞增殖的影响[J]. 中国妇幼保健,2013(11):1803-1805.

[4]白杨,叶龙,李晓京,等. 桦褐孔菌醇对人卵巢癌SKOV3细胞增殖和凋亡的影响[J]. 实用妇产科杂志,2013(06):441-444.

[5]钟秀宏,赵丽微,孙艳美,等. 桦褐孔菌醇对人卵巢癌SKOV3细胞周期的影响[J]. 中国妇幼保健,2013(31):5183-5186.

[6]崔涛,钟秀宏,孙艳美,等. 桦褐孔菌醇对人胃癌BGC-823细胞周期的影响及其机制[J]. 中国老年学杂志,2013(15):3691-3693.

[7]陈义勇,顾小红,汤坚. 桦褐孔菌多糖的抗肿瘤活性研究[J]. 食品与生物技术学报,2011(01):65-69.

[8]梁丽雅,张泽生,孙玮,等.桦褐孔菌醇提物的萃取分离及其抗氧化活性研究[J].中北大学学报(自然科学版),2009(02):153-158.

[9]高晗,周婧琦,高雪丽,等.桦褐孔菌多酚的抗氧化性及其在食用油脂中的应用[J].食品科学,2008(12):62-65.

[10]高雪丽,高愿军,李建光,等.桦褐孔菌多酚对食用油脂的抗氧化效应研究[J].食品工业科技,2008(01):135-137.

[11]高愿军,高雪丽,司俊娜.桦褐孔菌多酚清除自由基作用的稳定性研究[J].食品工业科技,2009(10):107-109.

[12]吴艳玲,南极星.桦褐孔菌多糖对小鼠抗氧化清除自由基作用的研究[J].亚太传统医药,2009(12):9-10.

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[14]卢雪明,陈海霞,曲志爽,等.桦褐孔菌提取物抗氧化与糖苷酶抑制活性研究[J].天然产物研究与开发,2009(01):132-135.

[15]刘迎秋,熊红霞,包海鹰,等.桦褐孔菌菌核提取物对细菌抑菌活性研究[J].中国食用菌,2009(02):31-35.

[16]胡洋,金羽,黎扣扣,等. 桦褐孔菌乙醇提取物对植物病原真菌的抑制[J]. 核农学报,2015(11):2239-2245.

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[24] 崔鹤松,金光. 桦褐孔菌多糖对实验性高脂血症模型大鼠血脂的影响[J]. 延边大学医学学报,2007(03):173-174.

[25]蒋月,盛鹏飞,张玲. 桦褐孔菌多糖的提取及体外抗新城疫病毒活性试验[J]. 中国家禽,2014(01):47-50.

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Research Progress on Biological Activity of Inonotusobliquus*

SHENXin-yi,DIAOMiao-lu,FANGYu-lu,ZHANGMeng-ting,CHENTao,ZHUChang-jun

(College of Biological and Chemical Engineering, Jiaxing University, Zhejiang Jiaxing 314001, China)

Inonotus is a rare medicinal fungus edible. In recent years, the biological activity of domestic and foreign researchers on inonotus of separation and extraction technology and its medicinal properties get more and more attention. The research progress of inonotus biological activity of anti-tumor, antioxidant, hypoglycemic, antiviral, antibacterial and other functional properties over the years was reviewed, and because inonotus source scarcity and exploitation in the food and health had not been fully developed, therefore its future research and product development were also discussed.

inonotus; biological activity; anti-tumor; anti-oxidation; hypoglycemic; antiviral; antibacterial

2016年度浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划项目《桦褐孔菌降血糖活性成分研究》;2015年嘉兴学院大学生创新创业训练计划项目(编号:851715060)。

沈心怡(1995-),女,生物工程专业学生。

Q935

A

1001-9677(2016)010-0018-03

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