灵芝的国外研究进展

2021-12-07王明瑞

探索科学(学术版) 2021年12期

马羚王明瑞

1.重庆三峡医药高等专科学校重庆万州 404020;2.山东京芝生物科技有限公司山东冠县 252522

灵芝属于担子菌纲（Basidiomycetes）多孔菌科（Polyporaraceae）灵芝亚科（Ganodermatoideae）灵芝属（Ganoderma）,始载于《神农本草经》,能“益心气”、“安精魂”、“补肝益气”、“坚筋骨”;《本草纲目》认为其具有“滋补强壮”、“延年益寿”、“利关节”、“治耳聋”等功效。在民间享有“仙草”的美誉。现代药理研究表明,灵芝具有抗肿瘤、抗高血压、抗病毒和免疫调节等药理作用,且几乎无毒副作用,受到医药界的广泛重视。在现代市场,尤其是东亚地区作为一种膳食补充剂,具有较高的经济价值。本文对活性成分及药理作用国外研究现状进行整理,旨在进一步推动灵芝产业的快速发展,并为保健食品、药品的研究和生产提供科学依据。

1 资源分类与资源分布

1.1 资源分类灵芝最早于1881年被英国真菌学家Peter Adolf Karsten命名。1889年,Patouillard确立了Garnoderma属的概念,从而灵芝开始作为一个属进入了人们的视线。灵芝分类地位为真菌界、担子菌口、层菌纲、非摺菌目、灵芝科、灵芝属。M.A.Donk在1933年建立灵芝亚科（Ganodermatoideae）,包括灵芝属Ganoderma和假芝属Amauroderma,1948年,将其提升为灵芝科。

1981～1989年,国际上出版了2本有关灵芝的专著和一些重要论文,包括许多世界性、地方性、热带地区和有关模式标本研究等,例如,Steyaert R.L.（1980）,Furtado J.S.（1981）,Ryvarden L.（1980～1985）,Bazzalot B.K.（1982）,Corner E.J.H.（1983）等,有力地促进了灵芝科真菌的分类研究。

1.2 分布与培植全世界已发现的灵芝有250多种,从欧洲的温带到非洲的热带均有分布,主要集中在欧洲的北部、南部、非洲中部、南美及亚洲东部,如日本、美国、法国、捷克、英国、荷兰、越南、巴西、荷兰、孟加拉、加拿大、朝鲜、泰国、阿根廷、巴布亚新几内亚和墨西哥等国家。在奥连特亚热带地区发现了许多野生品种。灵芝栽培方法较多,如林地仿野生栽培、椴木栽培等,可根据不同灵芝品种特点开展定向培植,如灵芝孢子粉的棚式栽培,灵芝子实体的仿生栽培。

2 化学成分

灵芝的化学成分非常复杂,已经鉴定出超过400种不同的化合物,使该真菌成为活性化合物的虚拟细胞工厂。灵芝中主要的生物活性化合物通常被认为是多糖和三萜化合物,还有能有效分解纤维素和木质素的酶等。

2.1 灵芝多糖灵芝多糖是由肽多糖、葡萄糖、杂多糖等多糖组成的混合物,是灵芝的最有效成分之一,含有少量D-阿拉伯糖、D-木糖、D-半乳糖、D-甘露糖、L-岩藻糖等单糖。Cheong J.Y.等[1]从灵芝子实体的碱组分中纯化肽聚糖,并通过常规分析研究肽聚糖的组成。肽聚糖被认为是多糖链作为侧链共价结合到多肽核心的杂化分子。

2.2 三萜类化合物三萜类化合物是灵芝的另一类重要化学成分,分布于灵芝子实体的外周,多为高度氧化的羊毛甾烷衍生物,其化学结构复杂,种类繁多,有的具苦味,有的无苦味。

Kubota T.等[2]首次从灵芝中分离到三萜类化合物——灵芝酸A和灵芝酸B,根据光谱数据确定了结构,灵芝酸A是一种新的高氧化三萜,具有羊毛甾烷A环。目前已分离出灵芝酸一百多种。T Nishitoba等[3]分离出了两种新的萜类化合物——ganoderic acid J和ganolucidic acid C。

2.3 蛋白质、多肽和氨基酸灵芝中的蛋白质以多种类型存在,主要包括真菌免疫调节蛋白、凝集素、糖蛋白及酶等。Mishra J.等[4]对印度灵芝的子实体（GLF）和菌丝体（GLM）抗菌肽进行了分离和鉴定。鉴定了代表性的酰胺键,证实了肽段中阳离子和疏水氨基酸的存在,这是已知的抗菌肽的主要结构特征。同时,二级结构预测表明,GLF和GLM组分中有α-螺旋卷曲。

2.4 甾醇类化合物灵芝中的甾醇类化合物含量丰富,是灵芝的活性成分之一。Yuan J.P.等[5]建立了梯度反相高效液相色谱法,测定了灵芝不同部位（菌柄、菌盖、管子和孢子）中游离酯和酯化麦角甾醇的含量。结果表明,各部位麦角甾醇总含量在0.8～1.6 mg/g之间,游离酯化麦角甾醇的相对丰度不同。与菌盖和菌柄组织相比,孢子和管子的麦角甾醇酯具有相当高的百分比。

2.5 其他成分除上述成分外,灵芝还含有核酸、生物碱类及一些微量元素。Lindequist U.等[6]研究普氏灵芝发现,除三萜类和多糖外,其还含有独特的倍半萜和其他小分子化合物。且这些化合物在体内和体外对多重耐药细菌具有显著的抗菌活性,如MRSA。

3 药理作用

灵芝化学成分多样,包含水溶性和脂溶性成分,水溶性的多糖成分具有抗肿瘤、抗衰老及免疫调节等作用,而脂溶性成分具有降血压、降血液粘稠度、减低血栓形成及促进血液循环等作用,此外,还有抗菌、抗病毒等作用。

3.1 抗肿瘤灵芝的抗癌作用与三萜类、多糖或免疫调节蛋白有关,它们抑制DNA聚合酶、抑制Ras癌蛋白的翻译后修饰或刺激产生细胞因子。此外,灵芝抗癌机制还有:（Ⅰ）通过下调周期蛋白D1的表达和抑制尿激酶型纤溶酶原激活剂的分泌,抑制乳腺癌和前列腺癌细胞的增殖和侵袭行为;（Ⅱ）抑制乳腺癌和前列腺的生长并诱导细胞凋亡。癌细胞通过上调p21和Bax的表达;（Ⅲ）通过抑制蛋白激酶C,从而抑制肝癌细胞的生长;（Ⅳ）通过增加半胱天冬酶-3的活性,从而诱导结肠癌细胞凋亡;（Ⅴ）通过抑制来自前列腺癌细胞的血管内皮生长因子和转化生长因子β-1的分泌。Tong C.C.等[7]研究灵芝粗提物对小鼠骨髓瘤细胞株的杀伤作用,通过扫描电镜和透射电镜观察结果进一步证实了各种凋亡和坏死特征的发生。Nguyen V.T.等从越南灵芝中分离出了两类新的三萜类化合物,其中一种对PC-3细胞有明显的抑制作用。

3.2 调节免疫 Yeh C.H.等通过将灵芝免疫蛋白LZ-8作用于TLR4缺陷小鼠腹腔吞噬细胞,发现其可提高免疫调节蛋白r LZ-8的IL-1β、IL-12p70、CD86和 MHC II的表达能力,之后将r LZ-8单独作用于巨噬细胞,发现r LZ-8可促进T淋巴细胞IFN-γ和IL-2释放,说明灵芝免疫蛋白LZ-8可以激活小鼠巨噬细胞和T淋巴细胞。

3.3 保肝护肝 Meneses M.E.将墨西哥原产地灵芝的标准化提取物给予C57BL/6小鼠,饲喂高胆固醇饲料,并与辛伐他汀进行比较。评价了提取物对血清生化指标、肝脏脂质含量、胆固醇代谢和肠道微生物群组成的影响。GL-1或GL-2提取物对脂质代谢的影响优于辛伐他汀。灵芝的α-葡聚糖和β-葡聚糖介导了降低胆固醇水平的作用机制,促进了肠内胆固醇的吸收降低,粪便胆汁酸和胆固醇的排泄量增加。

3.4 降血糖灵芝提取物被公认为可用于糖尿病的辅助治疗。灵芝的多种生物活性成分（多糖、蛋白多糖、蛋白质和三萜化合物）已被证明具有降血糖作用。灵芝多糖通过增加小鼠血浆胰岛素水平和降低血浆糖水平而具有降血糖活性。蛋白酪氨酸磷酸酶1B是治疗糖尿病的一种很有前景的治疗靶点,蛋白多糖可抑制该酶的体外释放。此外,三萜类化合物对醛糖还原酶和α-葡萄糖苷酶有抑制作用,可抑制餐后高血糖,灵芝提取的蛋白质可显著降低淋巴细胞浸润,增加糖尿病小鼠胰岛素抗体的检测。

3.5 抗菌灵芝是一种具有抗菌活性的葡聚糖硫酸酯的重要来源[8]。Yoon S.Y.等用串联肉汤稀释法检测灵芝对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌的抗菌活性。结果表明,在十五种细菌中,灵芝对藤黄微球菌的抑菌活性最强,MIC为0.75 mg/ml。研究灵芝与四种抗生素（氨溴索、头孢唑啉、土霉素、氯霉素）的抗菌作用,结果表明,灵芝与四种抗生素的抗菌组合在大多数情况下是加性效应,与头孢唑啉合用时,对枯草芽孢杆菌和产酸克雷伯菌有抑制作用。

3.6 抗炎 Dudhgaonkar S.研究发现,灵芝三萜能够抑制由脂多糖（LSP）引起的各种炎症反应。Ko H.H.等从灵芝中分离获得12种三萜类和甾醇类化合物。通过评估它们对肥大细胞、中性粒细胞和巨噬细胞释放的化学介质的抑制作用发现,化合物10对大鼠中性粒细胞B-葡萄糖醛酸酶的释放具有明显的抑制作用,而化合物9对FMLP/CB刺激的大鼠中性粒细胞中超氧阴离子的形成有明显的抑制作用。化合物10对LPS/IFN-c刺激的N9小胶质细胞中NO产生有明显的抑制作用。此外,化合物9还能够保护人角质形成细胞免受紫外线B的损伤,表明化合物9可以保护角质形成细胞免受光损伤。

3.7 其他药理作用除上述药理作用外,灵芝还具有降血压、抗氧化、抗抑郁、抗艾滋等作用。Kanmatsuse K等报道,灵芝对原发性高血压患者具有明显的降压作用,且在六个月的口服摄入中对原发性或边缘性高血压患者没有任何副作用。灵芝蛋白提取物具有抗氧化和抗菌的作用。灵芝菌丝体能改善氧化偶氮甲烷（AOM）诱发的结肠癌前病变和5-FU引起的小肠损伤,其有可能作为抗结肠癌前体的预防剂。Matsuzaki H.等[9]研究灵芝菌丝体水溶性提取物对大鼠的抗抑郁作用,在强迫游泳试验中提取物表现出抗抑郁样作用,在情境恐惧调节试验中减弱了冻结行为,并且减少了DOI诱导的头抽搐的数量,表明灵芝菌丝体具有抗抑郁样的潜力。