牛樟芝为担子菌门、担子菌亚门、同担子菌纲、无褶菌目、多孔菌科台芝属的珍稀药用真菌,常寄生在台湾山区海拔 200 ~ 2 000 m 老龄牛樟树上,为台湾地区特有真菌品种, 在民间又有牛樟菇、樟芝、红牛樟芝、血灵芝等诸多别名,目前学术界统一 Antrodia cinnamomea 为牛樟芝的学名[1] 。牛樟芝最早记载于清朝福建中医师吴沙的族谱,其中描述:“ 樟芝须熬水蒸煑,滤其汁,久不生腐。”[1]
牛樟芝富含多种功能活性成分,具有抗肿瘤、保肝、免疫调节、降血压、降胆固醇、抑制血小板凝集等多种功能,可广泛应用于医药,食品,化妆品,日化等领域。野生牛樟芝只能寄生于台湾特有稀缺树种牛樟树上,而其子实体生长又极其缓慢,导致野生牛樟芝产量稀少,市场价格还高于名贵中药冬虫夏草。
近年来,国内外学者对牛樟芝人工培养技术开展了系列研究,人工樟芝的产量和质量不断提升,其应用成本也不断下降,笔者对近 10 年来国内外关于牛樟芝化学成分和药理活性的研究进行总结,为推动这一新兴名贵食、药用菌的深入开发及研究提供参考。
1 化学成分
1. 1 多糖体及糖蛋白类 多糖是牛樟芝中一类主要活性成分,其主体结构是葡萄糖,其直链常以 β-1,3 结合,而侧链常以 β-1,6 结合。 牛樟芝多糖中除葡萄糖外,还结合有木糖、甘露糖及半乳糖等形成杂多糖。 其活性多糖是-D-葡聚糖大分子结构。
朱会霞等[2] 研究发现,牛樟芝多糖具有很高的黏稠性, 其低浓度的水溶液就具有很高的黏度,具有剪切稀释效应, 是典型的非牛顿流体,呈现高度的假塑性。郭丹钊等[3] 研究显示超声波辅助提取工艺可提高樟芝菌丝体粗多糖的提取量。 Yang 等[4] 从牛樟芝菌丝体中分离得到了相对分子质量为<5、5 ~ 30、30 ~ 100、> 100 的 4 种多糖。
Cheng 等[5] 通过木瓜蛋白酶解法从牛樟芝菌丝体中分离得硫酸盐多糖,经鉴定由肌糖、海藻糖、半乳糖、葡萄糖组成。 Fa 等[6] 、Chiu 等[7] 从牛樟芝液态发酵菌丝体中分离得到了一种相对分子质量为 4. 42×105、糖醛酸量(152. 6±0. 8)mg / g、蛋白质量 71. 0%的糖蛋白,并命名为 antrodan。
1. 2 萜类物质 牛樟芝中的萜类物质多为四环三萜,可分为麦角甾烷型羊毛脂甾烷型 2 种类型。 其中樟芝酸是一种特殊且具有麦角甾烷骨架的化合物,从目前文献报道,该成分只存在于牛樟芝中。 牛樟芝三萜与灵芝三萜比较,区别主要是在其第 24 个碳的位置上有第二个双键。 目前已在牛樟芝子实体和菌丝体中中分离纯化得到 40 多种萜类化合物, 已明确 30 余种活性成分的化学结构 [8] ,
详见表 1。
1. 3 核苷酸 张奉苏等[9] 采用 HPCE 检测牛樟芝人工发酵菌粉(台湾长庚生物科技股份有限公司)检测出 5 种核苷酸, 含量由高到低顺序为:腺苷、尿苷、鸟苷、肌苷、腺嘌呤。 程利娟等[10] 采用 HPLC 检测牛樟芝(宏潮生物)中腺苷的平均含量为 0. 12%。
1. 4 泛醌类化合物 目前从牛樟芝的发酵菌丝体中分离得到一类小分子亲脂型苯醌化合物,经鉴定为安卓奎诺尔(Antroquinonol)及其衍生物。 Yang 等[11] 报道分离鉴定出安卓奎诺尔 B 和 4-乙酰安卓奎诺尔 B。Wang 等[12] 报道分离得到安卓奎诺尔 D。Yen 等[13] 报道分离得到 Antrocamol LT1、Antrocamol LT2 和 Antrocamol LT3 等 3 种新泛醌类衍生物。
1. 5 马来酸及琥珀酸衍生物 Wu 等[14] 采用甲醇对牛樟芝菌丝体进行提取,从中分离得到antrocinnamomin A~ H,antro- din A~ C 等系列马来酸及马来酸酐衍生物。此外,从牛樟芝菌丝体中还提取分离得到 3R∗,4S∗-1-hydroxy-3-isobutyl-4-[4-(3-methyl-2-butenyloxy)phenyl]pyrrolidine-2,5- dione(50)及 3R∗,4R∗- 1-hydroxy- 3-isobutyl- 4-[4-(3- methyl-2 – bute-nyloxy) phenyl] pyrrolidine- 2,5-dione(51)等 2 个琥珀酰亚胺[15] 。
1. 6 挥发性成分 野生牛樟芝和人工培养牛樟芝均具有特有的香气,这类香味物质成分复杂,多具挥发性。Lu 等[16] 采用 GC-MS 法对牛樟芝液态发酵产物中挥发性成分物质进行了测定分析,从菌丝中检测鉴定出 55 种物质,从发酵液中检测鉴定出 49 种物质,包括 22 种醇类、8 种酮类、7 种醛类、23 种酯类、5 种萜烃类和 3 种芳香族化合物,并认为其中具有蘑菇气味的 C8 脂肪族化合物、水果气味的某些内酯和柑橘气味的 L-芳香醇是牛樟芝中特殊香味的主要来源。
2 药理作用及毒性安全评价
2. 1 抗肿瘤作用 牛樟芝粗提物经体外实验显示多种癌细胞有直接的细胞毒作用,如肝癌、乳腺癌、白血病、胰腺癌等。从牛樟芝中得到的 4-acetylantroquinonol B 对肝癌细胞 Hep G2 的细胞毒作用呈现量效相关性[17-18] 。牛樟芝中分离得到的 10 个三萜成分及 lanosta- 8,24-dien- 3β,15α,21-triol 对胰腺癌细胞的 IC50 值为 16. 44 ~ 77. 04 mg / mL,均具有明显的细胞毒性,[19-21] 。
牛樟芝中苯衍生物可通过钙蛋白介导的细胞通路,诱导肝癌细胞 Hep G2、Hep3B 凋亡[22] ,对正常肝细胞的增殖无影响[23] 。 牛樟芝菌丝体乙醇提取物能够诱导头颈癌细胞凋亡,抑制头颈癌细胞增殖,且副反应小[24] 。其有效性成分可能为菌丝体中的 antrodin C [25] 。
研究显示,牛樟芝抗肿瘤机制可能是通过调控 p53、p21、p27 抑癌基因以及细胞周期基因 CDK2、CDK4 的表达,使得 G1 期细胞增多, S 期细胞减少而实现[18] 。还牛樟芝子实体提取物能减少肝癌细胞中致癌基因 mRNA 表达,下调 PI3K / Akt、MAPK 通路,放大细胞自身的凋亡信号[26] 。
牛樟芝可抑制肿瘤细胞转移。牛樟芝中的 antrodin C 能够抑制转化生长因子 TGF-β1 介导的乳腺癌细胞上皮间质转化和转移 。 据樟芝中的 antrodan 能够抑制肺癌细胞转移[28] 。
牛樟芝多糖具有抗内皮细胞血管新生作用。 在 CAM 绒毛膜尿囊移植法实验中,牛樟芝多糖能抑制血管新生,以 1× 105 以上相对分子质量的多糖效果最好[29] 。 有报道称,牛樟芝中的硫酸盐多糖的硫酸盐化程度能够影响其抗血管新生作用的强弱[30] 。
此外,牛樟芝在阿霉素合用治疗肿瘤时,能显著降低阿 霉素引起的心脏毒性、手-足综合征等不良反应[31] 。牛樟芝菌丝体甲醇提取物能使人早幼粒白血病细胞 HL-60 产生表型功能分化[32] 。牛樟芝还可以提高辐射对肿瘤治疗的效果,减少其对人体的损伤[33] 。
2. 2 保肝作用 研究表明,牛樟芝能够治疗肝炎、肝癌及酒精引起的脂肪肝、肝纤维化等疾病,具有保肝作用[34-36] 。牛樟芝菌丝体中的 antroquinonol、4 -acetylantroquinonol B 能减轻酒精引起的肝损伤[37] 。
牛樟芝中的糖蛋白及 antrodan 能降低脂多糖引起的肝细胞氧化损伤、提高肝细胞活性[38] 。牛樟芝中的 antrodin A~ E 对 C 型肝炎病毒蛋白酶具有强抑制能力[39] 。牛樟芝还可用于治疗肝癌及丙型肝炎病毒感染[40] 。
2. 3 抗炎及免疫调节作用 牛樟芝中马来酰亚胺衍生物、糖蛋白等成分能降低脂多糖引起的 RAW264. 7 巨噬细胞免疫应答[40-42] 。其抗炎作用与降低人外周血单核细胞中TNF- α、IL-6 及NO、PGE2 水平,抑制巨噬细胞中IL-1β、IL-18 分泌及 NLRP3 炎性体, 激动 MAPK、NF - κB 信号通路等有关[43-44] 。牛樟芝菌丝体中的 methyl antcinate K 能增强树突细胞活性、促进 Th2 细胞分化,增强免疫应答[45] 。
2. 4 抗氧化损伤作用 牛樟芝菌丝体提取物可以清除超氧自由基及 DPPH 自由基[46] ,牛樟芝中分离的 Antcin C 具有较强的抗氧化活性[47] 。牛樟芝培养液的正己烷、正丁醇、醋酸乙酯部位进行抗氧化实验,均显示有清除 DPPH 自由基能力和提高超氧化物歧化酶(SOD)活性,其中醋酸乙酯部位活性最强[48] 。还有研究显示,牛樟芝人工培养菌丝体清除自由基的活性可以通过改变培养基中碳氮比值来增强[49] 。
2. 5 神经保护作用 牛樟芝水提物中硫酸盐多糖、腺苷能作用于 PC12 细胞,并调节细胞生存活力[49-50] 。牛樟芝乙醇提取物中的多酚类、黄酮类、三萜类、腺苷成分作用于 PC12 细胞后,能通过线粒体、腺苷受体途径降低 β 淀粉样蛋白(Aβ25-35)引起的细胞毒性,进而改善神经退变和记忆功能失调[51] 。
2. 6 其他药理作用 牛樟芝水提物能够调节血脂[52] 。牛樟芝乙醇提取物能够影响药物在体内的跨膜转运及功效发挥, 作用机理与通过抑制 P-糖蛋白功能影响 ABCB1 基因多态性有关[53] 。
2. 7 安全性评价 卢叶枫等[54] 对牛樟芝的安全性进行研究,小鼠急性毒性实验结果 LD50 >15 g / kg·bw,该剂量相当于成人量的 1 648 倍;Ames 实验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核实验及小鼠精子畸变实验的结果均为阴性;亚慢性毒性实验中红细胞计数、白细胞计数、血常规、血生化指标等与对照组比较,无显著性差异。
吴铭芳[55] 进行细菌基因突变测试, 选用 5 种牛樟芝菌株分成不同处理及不同浓度组后,与阴性对照组均阴性反应。徐蔚[56]等对牛樟芝胶囊进行了长期毒性实验，结果显示按 4. 50 g / kg 的剂量连续对小鼠灌胃给药30 d,小鼠未见明显毒性反应。
3 小 结
牛樟芝起源于中国台湾民间,应用历史已超过 200 年,现代研究显示牛樟芝具有被开发为抗癌、护肝及免疫调节药物的潜力。 近年来牛樟芝在国内受到广泛关注,产业得到快速发展,中国台湾学术界已普遍认同牛樟芝的功效,但也反对把牛樟芝的功效万能化。、
目前报道多关注于牛樟芝粗提物的药理活性研究,对牛樟芝中特征性单体成分的药理药效研究仍相当匮乏,同时缺少整体动物实验及临床试验研究。 今后在牛樟芝中活性成分的分离鉴定、活性成分及部位的药效学、药动学及牛樟芝人工培养产物的质量控制等方面值得深入研究。