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磋议:冬虫夏草无虫草素和抗癌的喷司他丁 蛹虫草有

归档日期:03-14       文本归类:蛹虫草      文章编辑:爱尚语录

  10月19日上午,中国科学院上海植物生理生态研究所研究员王成树这样告诉澎湃新闻。10月份,他刚刚获得亚洲菌物学会颁发的“亚洲杰出菌物学家奖”。

  19日晚上9时,他带领课题组在国际学术期刊《细胞·化学生物学》(Cell Chemical Biology)上在线发表论文,宣布冬虫夏草中不含虫草素,并称这是基因决定的。

  虫草素一直被称具有抗癌、抗菌等活性,但一直缺乏充分的临床试验证据。截至目前,食药监部门尚未批准虫草素作为药物上市销售。

  虫草素的研究历史可以追溯到1950年。当年12月,德国科学家在《自然》(Nature)发表论文,首次发现了虫草素。但近70年来,人们一直不知道它是如何被合成的。

  蛹虫草中含有虫草素。王成树课题组在研究虫草素的合成路径时,有了意外收获。他们在蛹虫草中发现一种抗癌活性成分“喷司他丁”。早在1991年,“喷司他丁”就作为抗白血病药物,通过美国食药监局(FDA)的批准,在美国上市。其产品主要通过化学合成的方法生产。

  含有“喷司他丁”,意味着蛹虫草具有一定的抗癌功能。但不幸的是,冬虫夏草、蝉花中既不含虫草素,也不含“喷司他丁”。

  目前人类已经发现1500多种虫草,王成树课题组已对其中的18种开展了基因组研究。他们发现,只有蛹虫草和九洲虫草中含有“喷司他丁”和虫草素。

  此外,一种霉菌构巢曲霉也可以合成“喷司他丁”和虫草素。在野外,冬虫夏草可能沾染上这种霉菌,从而含有微量的虫草素。

  王成树表示,他们在冬虫夏草基因组中发现二十多个可能合成活性物质的基因簇,但截至目前,其基因功能未知。

  王成树表示,活性成分和分子指标是否明确,是中草药走向国际市场时面临的挑战之一。而传统中草药除了中医药典籍上记录的功效,还有哪些功效,还有哪些新的活性成分,这个问题的答案里有一座金矿。

  蛹虫草中的基因簇同时合成虫草素(Cordycepin, COR)和喷司他丁(Pentostatin, PTN)。 中科院上海植生生态所 图

  “喷司他丁”和虫草素总是相伴出现。而进一步的研究证实,“喷司他丁”是虫草素的保护伞。如果缺乏“喷司他丁”,虫草素将被降解。

  王成树透露,早在2011年,他们就测序了蛹虫草的基因组,并发表了相关论文。但为了弄清楚了虫草素的合成途径、“喷司他丁”的合成途径,他们又花费了近7年时间。

  这一最新论文发表时,该课题组原来的一位博士研究生已经毕业,目前在海外留学。

  王成树说,从青蒿治疗疟疾,到发现青蒿素;从蛹虫草到发现“喷司他丁”,这是药物研发人员要修炼的内功。

  王成树表示,他们已经对“喷司他丁”和虫草素合成途径中的基因申请了专利保护。未来,这些基因有望应用在合成生物学上,利用其它细菌或植物来合成“喷司他丁”和虫草素。

  此外,王成树提醒,人们日常摄入虫草素时,不宜过量。虫草素的分子结构与腺嘌呤核苷酸非常相像,人类DNA或RNA合成过程中一旦掺入磷酸化的虫草素,可能造成基因的变异或功能丧失。这是其抗癌的机理,但同时也可能对人体中增殖速度较快的细胞产生负面影响。在蛹虫草中,研究人员观察到,该真菌会将过量的虫草素降解。

  王成树推测,“喷司他丁”和虫草素是蛹虫草适应环境的“武器”,可用于对抗野外环境中其他微生物。

  他们发现,蛹虫草在家蚕的蚕蛹上生长时,合成“喷司他丁”的量最高;在米饭上生长时,合成的量有所减少;液体培养时,合成的量最少。其中的分子机理尚不清楚。通过在米饭上培养蛹虫草,目前蛹虫草的年产量大约1000多吨。

  他说,虫草并不神秘,但仍有许多生物学问题不清楚。昆虫被真菌侵染,得了真菌病后,其死亡的残体——菌虫复合体,就是虫草。自然界中,除了蛹虫草,还有蜘蛛、蚂蚁、蜜蜂、蝗虫等类型的虫草。人类已发现的1500多种虫草,除了昆虫类型不同,还有侵染的真菌种类差异。

  除了研究虫草,王成树非常感兴趣的还有真菌对昆虫行为的控制。为什么被真菌感染后,蝙蝠蛾幼虫要爬到距离地面两三厘米的地方才死亡,然后长出冬虫夏草?为什么蚂蚁被真菌侵染后,要爬到树枝的高处上死去?他希望解开真菌与昆虫角力的更多秘密。

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