蛹虫草中核苷化合物的化学研究及药理学研

1虫草属真菌中核苷类化合物的化学研究及药理学研究概况杨淑芳1靳向东1王丽香2王晶3(1吉林省蚕业科学研究所2永吉县牧业管理局3永吉县科学技术馆)虫草属(Cordyceps)真菌为子囊菌纲麦角菌科的一类药用真菌。此属真菌种类有350余种。在我国作为药用的有冬虫夏草(C.sinensis)、蛹虫草(C.militaris)、亚香棒虫草(C.hawksii)及蝉花菌(C.sobolifera)等。此外，四川凉山虫草（C.liangshanensisZangLinetHu）、山西香棒虫草(C.barnesii)、古尼虫草(C.gunnii)等也有少量分布。1虫草属真菌中核苷类化合物的化学研究概况1.1虫草属真菌中核苷类化学成分关于虫草属真菌中核苷类化学成分的研究报道较多，主要集中在冬虫夏草、蛹虫草及其发酵菌丝体。其中核苷类化合物包括虫草素、腺苷、鸟苷、尿苷、腺嘌呤、尿嘌呤、次黄嘌呤、次黄嘌呤核苷等，它们的化学结构如下:图1虫草属真菌中核苷类化合物的结构Cunningham和Frederiksen等于50年代首次报道了从蛹虫草的培养液中分离出核苷类抗2菌素——虫草素并发现其显著的抗癌活性，引起了人们对虫草属真菌中核苷类化合物的广泛重视，新的核苷类物质不断被发现。徐文豪等利用强酸性离子交换树脂、大孔吸附树脂和硅胶柱层析从西藏产冬虫夏草的子座中分离得次黄嘌呤核苷、胸腺嘧啶、尿嘧啶和杂有鸟嘌呤的次黄嘌呤;从虫体中得到微量次黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤和腺苷。刘静明等利用Dowex-I〔氯型〕树脂柱从蛹虫草菌丝中分离得到腺嘌呤、腺苷及虫草素。刘柯等利用硅胶柱色谱、制备液相、制备薄层等方法从人工培养的蛹虫草子实体的乙醇提取物中分离得到虫草素、腺苷、N一甲基腺苷、05一乙酰基虫草素、N-[β一(乙酰胺甲酰)氧乙基〕腺苷等5个核苷类化合物。1.2虫草属真菌中核苷类化合物的含量测定目前，对虫草属真菌中核苷类化合物的含量测定主要采用高效液相法(HPLC)法和薄层色谱法。2000年版中国药典采用HPLC法测定冬虫夏草中腺苷的含量。目前采用HPLC法对蛹虫草中核苷类化合物含量进行测定的报道主要有：蒋宁等采用正交实验对虫草素和腺苷的提取方法作了考查；周洪英等对蛹虫草九个菌株虫草素含量进行了测定；陈安徽等对古尼拟青霉小孢变种核苷类成分进行了分析。自20世纪60年代薄层色谱扫描法(TLCS)问世以来,其发展更为迅速,在化学及药学等领域都得到了广泛应用。TLCS已成为定性定量分析的有效手段。如刘静明等将蛹虫草菌丝和冬虫夏草样品各2.0g(40目)置50mL圆底烧瓶中,加20%乙醇溶液40mL回流提取5h,趁热抽滤,20%乙醇洗3次,合并滤液,浓缩至2mL,拌以硅胶H1.5g,室温干燥,干法装柱,90%乙醇洗至80mL,减压浓缩,然后用50%乙醇定容至2.0mL作为样品溶液。用日本岛津CS-910双波长薄层扫描仪,以氯仿∶乙酸己酯∶异丙醇∶水=8∶2∶6∶0.5为展开剂,经反射法锯齿扫描得到蛹虫草菌丝和冬虫夏草虫草菌素的含量分别为0.007%~0.022%和0.007%。近来，高效毛细管电泳法也被用于冬虫夏草的质量控制。李绍平等用此方法测定了天然和人工冬虫夏草中腺苷、尿苷和鸟苷的含量，并考察其变化。吕鹏等探讨了不同提取方法对蛹虫草提取液质量的影响。研究表明，超声波处理有利于提高提取液中多种物质的含量，考虑到操作的简便性，在实际应用中（尤其是样品量较大时）可以考虑采用超微粉碎的方法制备蛹虫草提取液。汪宇等比较了天然蛹虫草及其培养物中核苷类化合物的含量。在HV-301高效毛细管电泳仪上进行定量分析,采用石英毛细管柱，以pH9.0的40mmol·L-1硼砂溶液作为电极缓冲液；分离电压为16KV；检测波长为254nm。结果，天然蛹虫草中核苷类化合物主要集中在子座部分。人工培养蛹虫草子座和菌丝中虫草素的含量分别是天然蛹虫草子座中的5.04倍和10.85倍;液体培养蛹虫草菌丝中腺嘌呤、腺苷、尿苷、鸟苷含量均高于固体培养蛹虫草子座。结论：3天然蛹虫草及其培养物中核苷类化合物的种类和含量具有较大的差异，高效毛细管电泳法可以用于蛹虫草的定量分析，具有分离度高、简便、准确,样品消耗少等特点。对比研究显示：人工培养的虫草菌丝及子座中核苷类化合物的含量多数接近、有的甚至超过了天然虫草。尤其是人工培养的蛹虫草菌丝及子座中虫草素的含量明显高于天然虫草,这就为把人工培养虫草作为天然虫草的代用品提供了理论依据.2虫草属真菌中核苷类化合物的药理学研究概况2.1虫草素的药理作用2.1.1抑菌作用Cuningham等第一个报道虫草菌素对45株枯草杆菌〔Bacillussubtilis(Ehrenberg)Cohn〕中的43株有抑制作用。对不同细菌的有效抑菌浓度有一定差异,如对一株枯草杆菌NCTC6752的最低抑制浓度为10μg/mL;对鸟结核杆菌(MycobacteriumaviumChester和牛型结核分枝杆菌的最低抑制浓度则分别为100μg/mL和17μg/mL。1952年,郑藻杰等还观察到,虫草菌素能抑制链球菌、鼻疽杆菌、炭疽杆菌、猪出血性败血症杆菌及葡萄球菌等病原菌的生长。此外,虫草菌素对石膏样小芽孢癣菌、羊毛状小芽孢癣菌及须疮癣菌等皮肤致病性真菌亦有抑制作用。2.1.2抗肿瘤作用现已报道,虫草菌素对鼠艾氏腹水癌、人鼻咽癌KB细胞、人表皮样疣和人宫颈癌Hela细胞等皆具有明显的拮抗抑制作用。对KB细胞的最低致毒浓度为10~25μg/mL。有文献报道,虫草菌素对Lewis肺癌也有抑制作用,且其副作用小。2.1.3抑制病毒虫草菌素可抑制一种脑炎病毒(李廷宝等,1976),对人体免疫缺陷型病毒HIVI型的侵染及其反转录酶的活性亦有抑制作用。2.1.4杀蚊虫作用Bellomcik等研究报道,虫草菌素对尖音库蚊(Culexpipiens)、埃及伊蚊(Aedesaegypti)和另一种伊蚊(A.atropalpus)的幼虫有明显致死作用。对白纹伊蚊(Aedesalbopictus)进行组织培养的结果表明,虫草菌素的作用机理是引起核变性和细胞质崩解。2.1.5其他作用虫草菌素能抑制蛋白质激酶活性,抗核苷磷酸化酶对糖基的裂解。对体液免疫有调节作用,能增加脾脏重量、加速肝脏核酸和蛋白质更新速度,具有抗缺氧、增加心肌营养血流量及降低血清胆固醇和β酯蛋白的作用,能明显增加犬冠脉血流量,降低冠脉、脑及外围血管阻力,且对核酸的甲基化有抑制作用。Guarino等认为,虫草菌素作为腺苷的结构类似物作用于腺苷参与的各种反应,尤其对嘌呤4和嘧啶核苷酸生物合成系统中的第一步反应———PRPP(5’-磷酸核糖-1-焦磷酸)的合成抑制作用最强,这主要是因为5’-三磷酸虫草菌素强烈地抑制了PRPP合成的关键酶———磷酸核糖焦磷酸激酶的活性。2.2腺苷的药理作用现代药理研究表明，腺苷作为虫草的主要活性成分，具有广泛的生理活性，主要包括调节冠脉血流量和镇静。可舒张血管平滑肌，抑制心肌收缩力，抑制血小板凝聚，增加冠脉和脑血流量，降低脑耗氧量，改善冠脉和脑循环；减慢心率，防止心律失常。冯鸣国等对人工菌丝体对血管的扩张作用进行了研究，证实菌丝的乙醇提取物能明显增加犬的冠脉血流量，降低冠脉、脑及外围血管阻力的作用。虫草醇提取物能明显对抗乌头碱和氯化钡引起的麻醉大鼠的心率失常，能提高豚鼠心脏哇巴因中毒引起的耐受量，能使麻醉大鼠和豚鼠心率减慢，并能降低离体豚鼠心肌收缩力，但对右心房的自动节律性和左心房的功能不应期均无明显影响。中国医学科学院药物研究所对从天然青海产冬虫夏草得到的C5-4菌的人工发酵菌丝体提取物与天然青海产冬虫夏草做了大量的药理研究工作，结果显示腺苷对神经系统有明显的抑制性影响，注射剂量在25mg/kg时能很快使动物活动减少，处于朦胧状态，但一般不引起睡眠，对外界刺激仍有反应，同时降低体温。可抑制毛果芸香碱引起的流涎。虫草制剂能延长戊巴比妥睡眠时间，增加阈下量戊巴比妥的入睡率，可增强氯丙嗪等镇静剂的效果，拮抗苯丙胺、咖啡因等的兴奋作用，可明显减轻烟碱引起的强直性痉挛和降低小鼠死亡率，有明显的抗缺氧、促脑组织摄取86Rb作用，有较弱的降胆固醇、促心肌摄取86Rb作用。2.3其它从虫草属真菌中提取得到的其它核苷类化合物也具有一定的药理活性:腺嘌呤(又称维生素B4)，可刺激白细胞增生，使其均衡，主要用于防治各种原因引起的白细胞减少症，特别是由于肿瘤化疗、放疗引起的白细胞减少症；次黄嘌呤核苷可进入细胞内，参与糖代谢和蛋白质合成,提高酶的活性,促进受损肝脏的恢复,刺激体内产生抗体,可用于治疗各种原因引起的白细胞减少、血小板减少、心力衰竭、心绞痛、肝炎等。参考文献略