近日,来自南京农业大学的研究团队在 European Journal of Pharmacology 期刊发表了一项研究,该研究发现,虫草素通过抗氧化和调节脂肪酸代谢来延长秀丽隐杆线虫的寿命,且不影响其正常生长和繁殖,表现出抗衰老作用。
图源:sciencedirect
虫草素的抗衰老机制
该研究使用秀丽隐杆线虫模型评价评估了虫草素对线虫寿命、运动能力、脂褐素沉积、氧化应激损伤和代谢物水平的影响。研究人员首先用不同浓度的虫草素和 EGCG 培养线虫。结果发现,对照组线虫平均寿命为 13.00 ± 0.60 天。2 mg/mL 虫草素使线虫寿命延长至 16.70 ± 1.73 天,存活率提升 28.5%;1 mg/mL 虫草素组寿命为 14.45 ± 1.31 天,存活率提升 11.2%;EGCG 组寿命为 14.22 ± 1.41 天,存活率提升 9.4%。
虫草素对秀丽隐杆线虫寿命的影响 [ 1 ]
此外,虫草素增强了秀丽隐杆线虫的抗逆性,在 37 ℃的耐热实验中,1 mg/mL、2 mg/mL 虫草素和 200 μ M EGCG 处理后的线虫平均寿命增加了 10.8%、16.2% 和 7.6%。
随后,研究者进一步监测不同浓度虫草素处理后线虫的运动能力、体型和脂褐素积累等生理状态。与对照相比,1 mg/ml、2 mg/ml 虫草素组和 EGCG 组中线虫的头部振荡数均增加,虫草素显著改善了秀丽隐杆线虫的运动能力,且对秀丽隐杆线虫的体长、宽度和后代繁殖无影响。此外,虫草素后处理抑制线虫衰老色素脂褐素的沉积,而线粒体膜电位(MMP)显著增强。
虫草素对线虫脂褐素水平和线粒体膜电位的影响 [ 1 ]
ROS 积累诱导的氧化应激是限制线虫寿命的主要因素之一。进一步的机制研究表明,虫草素抑制了 ROS 的过度积累,提高了 CAT、SOD 和 GSH-PX 等抗氧化酶活性,从而减轻了线虫的氧化应激损伤。此外,虫草素显著降低了丙酮酸、琥珀酸和柠檬酸的水平,表明虫草素可能通过减少 TCA 循环中间体来延长秀丽隐杆线虫的寿命。
虫草素对秀丽隐杆线虫代谢物的影响 [ 1 ]
转录组学研究表明,虫草素上调线虫的 acox-1.2、acox-1.3、acox-1.4、acs-1、acs-15、acdh-1、acdh-4、acdh-8 等基因的表达以及调控脂肪酸降解、脂肪酸代谢、PPAR 信号通路、过氧化物酶体等不同途径,进而调节衰老和长寿。
食药两用真菌:蛹虫草
蛹虫草(Cordyceps militaris)隶属于子囊菌门肉座菌目虫草科,是一种在我国有着悠久历史,寄生于昆虫中的食药两用真菌,又称为北虫草、北冬虫夏草,由子座(即草部分)与菌核(即虫的尸体部分)两部分组成的复合体。
图源:Fitoterapia
蛹虫草富含多种生物活性成分,如虫草素(3 ’ - 脱氧腺苷)、麦角甾醇、类胡萝卜素等,具有显著的药理价值。为应对野生资源减少,中国工业部门已开展大规模发酵和养殖。目前,已有 88 种以该药用菌为基础的保健食品在中国市场获得批准。蛹虫草菌丝体保健品(粉末和胶囊形式)已部分商业化,声称能够促进肾脏和肺部健康,有效治疗咳嗽、哮喘、痰多等症状,并有助于改善四肢寒冷、疲劳、头晕、耳鸣等健康问题。
早在 2009 年,蛹虫草在国内就已经被获批为新食品原料,使用范围为直接食用、酒类、罐头、调味品、饮料,食用量为≤ 2 克 / 天。此后,在 2014 年第 10 号公告中进一步变更了蛹虫草的食用量、质量指标要求和食用范围。
图源:食品安全标准与监测评估司
虫草素的更多功效
虫草素( 3 ′ - 脱氧腺苷)于 1950 年从蛹虫草中分离出来。根据体外和体内研究,该化合物已被证实具有抗糖尿病、改善骨质疏松、保护心血管健康、免疫调节等作用。
1)抗糖尿病
研究发现,虫草素可有效降低四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠的血糖水平和血糖耐量水平。机制研究表明,虫草素可以抑制巨噬细胞中促炎细胞因子(如 IL-1 β、IL-6、TNF- α 和 NO)的产生,导致 2 型糖尿病调节基因(11 β - 羟基类固醇脱氢酶 1 型和过氧化物酶体增殖活化受体 - λ)的下调 [ 2 ] 。
2)改善骨质疏松
虫草素在体外实验中抑制了骨吸收细胞的分化 [ 3 ] 。其生物活性机制与抑制核因子 - κ B 配体受体激活剂(RANKL)有关。此外,虫草素还抑制了与骨吸收细胞生成相关的基因(TRAP、组织蛋白酶 K、MMP-9 和 NFATc1)的 mRNA 表达。在脂多糖诱导的骨质疏松症小鼠模型中,虫草素限制了骨质丢失。在大鼠的骨关节炎实验模型中,虫草素作为一种多腺苷酸化抑制剂,被证明可以减少滑膜的疼痛和炎症。
3)保护心血管健康
高脂血症是由脂质中存在的脂肪酸量、低密度脂蛋白胆固醇、反式脂肪和甘油三酯在人体内积累引起的,导致动脉粥样硬化和冠心病等心血管疾病。研究发现,虫草素可以通过激活 AMPK 与 Ɣ 1 亚基的相互作用来防止细胞内脂质积累。此外,由于虫草素与腺苷(AMPK 的激活剂)的化学结构相似,因此虫草素能够有效减少低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇和甘油三酯的积累,可以减少高脂肪饮食引起的高脂血症 [ 4 ] 。
4)免疫调节作用
虫草素是一种双向调节剂,通过调节适应性免疫和先天免疫对免疫系统具有抑制和影响作用。据报道,虫草素可刺激静息外周血单核细胞(PBMC)的细胞因子释放,PBMC 中的增殖和转录因子在白血病细胞(THP-1)中扩增,表明具有免疫调节功能 [ 5 ] 。
虫草素的市场前景
根据 Straits Research 的数据,2023 年全球蛹虫草市场规模为 10.041 亿美元 , 预计到 2032 年将达到 34.894 亿美元,预测期间复合年增长率为 14.9%。亚太地区(主要是中国)被认为是从冬虫夏草或蛹虫草中生产提取虫草素的全球领导者,预计占全球营养保健品市场的 47%。
尚赫牌蛹虫草胶囊(国食健注 G20160313),每 100g 含腺苷 15mg,具有滋补肝肾,滋阴潜阳,提高机体免疫力,抗疲劳,促进睡眠的作用。
图源:SUN HOPE
参考来源:
[ 1 ] Sun Y, Zhong M, Wang J, et al. Cordycepin extends the longevity of Caenorhabditis elegans via antioxidation and regulation of fatty acid metabolism. Eur J Pharmacol. 2025 Feb 17;994:177388
[ 2 ] Shin S, Lee S, Kwon J, et al. Cordycepin Suppresses Expression of Diabetes Regulating Genes by Inhibition of Lipopolysaccharide-induced Inflammation in Macrophages. Immune Netw. 2009 Jun;9 ( 3 ) :98-105
[ 3 ] Kim J, Lee H, Kang KS, et al. Cordyceps militaris mushroom and cordycepin inhibit RANKL-induced osteoclast differentiation. J Med Food. 2015 Apr;18 ( 4 ) :446-52
[ 4 ] Ashraf SA, Elkhalifa AEO, Siddiqui AJ, et al. Cordycepin for Health and Wellbeing: A Potent Bioactive Metabolite of an Entomopathogenic Cordyceps Medicinal Fungus and Its Nutraceutical and Therapeutic Potential. Molecules. 2020 Jun 12;25 ( 12 ) :2735
[ 5 ] Zhou X, Luo L, Dressel W, et al. Cordycepin is an immunoregulatory active ingredient of Cordyceps sinensis. Am J Chin Med. 2008;36 ( 5 ) :967-80.
封面图图源:https://pixabay.com/zh/photos/cordyceps-mushrooms-mushrooms-6540180/
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