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冬虫夏草不抗癌?不含虫草素?真相是什么?

医药大世界  · 公众号  · 药品  · 2018-02-06 20:29

正文

来源| 中国科学院上海生命科学学院官网、科技日报

编辑| yat


前不久,中国科学院上海植物生理生态研究所的王成树研究员的团队在国际学术期刊Cell子刊《 Cell Chemical Biology 》发表了一项研究成果:Fungal cordycepin biosynthesis is coupled with the production of the safeguard molecule pentostatin。 该研究完整解析了虫草素(cordycepin)在蛹虫草(Cordyceps militaris)中的生物合成机理,首次发现蛹虫草能够伴随合成腺苷脱氨酶抑制剂—喷司他丁(pentostatin),用来保护所合成虫草素的结构稳定性;同时,该研究通过合成基因簇比对及色谱验证分析证明,冬虫夏草和蝉花等其他种类虫草菌的基因组中不含虫草素、喷司他丁合成基因簇,也不能合成虫草素及喷司他丁; 而同蛹虫草进化关系较远的构巢曲霉(Aspergillus nidulans)的基因组中含有高度同源的基因簇,该曲霉也能够合成这两种腺苷类似物。


此文一出,万万想不到,这一研究成果被很多媒体误读为, 冬虫夏草不抗癌。


冬虫夏草,图片来源:网络


出现在王成树研究中的冬虫夏草,是备受追捧的中药材。 从上世纪九十年代开始,冬虫夏草就开始作为高营养价值的滋补品被持续热炒,加之产量稀少而价格飙升,有媒体将冬虫夏草称之为“软黄金”。 品质较好的冬虫夏草,每克单价超过300元,每千克合30多万人民币。日常药房导购员介绍冬虫夏草都会说其具有“滋阴润肺,对肾好,增强免疫力,抗肿瘤”的功效。新京报记者曾走访了北京十多家药店和冬虫夏草专营店,也证实了这一“营销手法”的存在。


其实,医学古籍对冬虫夏草功效早有记载。《中华人民共和国药典》记载冬虫夏草曰:“补肾益肺,止血化痰。用于肾虚精亏,阳痿遗精,腰膝酸痛,久咳虚喘,劳嗽咯血。”但中医药中没有“抗肿瘤”的说法, 人们相信冬虫夏草具有抗癌作用,在某种程度上是认为其中含有虫草素。


图片来源:中国药典2015年版


与此同时,因砷含量较高等原因,冬虫夏草的滋补功能也一度引起争议。 国家食药监总局早在2016年曾明确提示,长期服用冬虫夏草有“较高风险” (总局关于冬虫夏草类产品的消费提示关联网址: http://www.sda.gov.cn/WS01/CL1986/144020.html)。


虫草素,即3′-脱氧腺苷(3’-deoxyadenosine),最早于1950年由德国科学家在蛹虫草中发现,后续研究证明其具有抗菌、抗虫及抗癌的生物活性,但合成机理一直不清楚。腺苷同系物喷司他丁,即2’-脱氧助间型霉素 (2’-deoxycoformycin), 最早于1974年在抗生素链霉菌(Streptomyces antiboticus)中被鉴定,1991年获FDA批准成为抗毛细胞白血病(hairy cell leukemia)的商业药物。

青海省畜牧兽医科学院冬虫夏草研究室主任李玉玲接受科技日报记者采访时说:“ 冬虫夏草不含虫草素,或虫草素含量很低,是学术界已经公认的事情。 澳门大学中药质量研究国家重点实验室副主任李绍平告诉记者,早在2006年,他的课题组曾在国际期刊《分析化学学报》发文称,冬虫夏草不含常规高效液相色谱方法可检测出的虫草素, 以往报道从天然和人工冬虫夏草中检出的虫草素实为检测方法不当造成的误判。


“构巢曲霉也能合成虫草素,而且这种霉菌在自然界广泛存在。所以若能从野外采集的冬虫夏草中检测到虫草素,那意味着出现了霉菌污染问题。”王成树向记者解释说。


蛹虫草,图片来源:网络


记者了解到,2011年以来,王成树研究组先后完成了蛹虫草、冬虫夏草和蝉花等18种虫草菌的基因组研究。在此基础上, 通过生物信息分析获得潜在的合成基因簇,基因功能研究该基因簇编码的4个蛋白通过介导腺苷3’-OH磷酸化、去磷酸化及氧化还原反应生成虫草素。 他们的研究还首次发现,蛹虫草能够合成具有抗癌活性的喷司他丁,并由同一基因簇合成。这两种腺苷类分子在生物学功能上扮演着 “保护者—被保护者” (protector-protégé)的作用。论文研究还发现,为了调控胞内虫草素含量过高引起的细胞毒性,真菌细胞会通过转运蛋白向胞外运输喷司他丁,解除或降低其抑制脱氨酶活性的功能,虫草素从而被脱氨生成3’-脱氧肌苷 (3’-deoxyinosine)。利用获得功能鉴定的基因,异源表达可以实现由酵母菌合成虫草素;而通过内源基因高表达,可以在蛹虫草中高水平地合成虫草素或喷司他丁。


蛹虫草中的基因簇同时合成虫草素(Cordycepin, COR)和喷司他丁Pentostatin, PTN), 后者可以抑制虫草素降解为3’-脱氧肌苷 (3’-deoxyinosine,3’-dI ),图片来源:中国科学院上海生命科学学院官网


他们揭开了虫草素的合成机制: 虫草素和喷司他丁由同一基因簇合成,后者扮演虫草素结构稳定性“保护者”的角色。更为引人注目的是,研究还发现,冬虫夏草中根本不含这一基因簇。


“以前从化学检测的角度说冬虫夏草不含虫草素,有些人不相信。现在基因组测序发现,根本没有合成它的基因。”王成树在接受科技日报记者采访时说。


但很快,这一结果被解读为,“冬虫夏草被确认根本不抗癌”。


不含虫草素就不抗癌吗?







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