白吃了這麼多年的冬蟲夏草?上海科學家揭秘蟲草素的生物合成機理

　　原標題：白吃了這麼多年的冬蟲夏草？上海科學家揭秘蟲草素的生物合成機理

圖片說明：蛹蟲草於柞蠶上的生長形態 來源/中科院上海植生生態所（下同）

　　東方網10月19日消息：你一定聽說過冬蟲夏草，但你知道蟲草不等於冬蟲夏草，自然界中能夠感染昆蟲的廣義蟲草菌多達1500餘種嗎？蟲草那麼多，到底哪些才是具有抗癌、抗菌等生物活性的「天然寶貝」，大自然又是如何「生產」這些有效成分的？其實，這些問題始終未有定論。經過多年探索，中國科學院上海植物生理生態研究所的王成樹研究組，終於有了初步答案。

　　他們不僅完整解析了蟲草素在蛹蟲草中的生物合成機理，而且首次發現蛹蟲草能夠「配套」合成蟲草素分子的「保護者」——抗癌藥物噴司他丁，還探明了冬蟲夏草等其他類蟲草菌其實並不能合成蟲草素和噴司他丁。北京時間今晚，國際著名學術雜誌《細胞》（Cell）的子刊《化學生物學》（Chemical Biology）在線發表了這一最新研究成果。王成樹研究員，本月也剛剛獲得「亞洲傑出真菌學家獎」。

圖片說明：蛹蟲草中的基因簇同時合成蟲草素(Cordycepin, COR)和噴司他丁(Pentostatin, PTN)。

　　蟲草素有天然保護者

　　據介紹，1500餘種廣義蟲草菌都屬於真菌，它們可以殺蟲，在昆蟲種群的自然調控中發揮著重要的作用。其中最著名的莫過於，以冬蟲夏草、蛹蟲草和蟬花等為代表的蟲草菌感染昆蟲後形成的菌蟲複合體——蟲草。蟲草具有悠久的食藥用歷史，歷來被報導具有抗癌、提高免疫、抗菌及抗疲勞等多種生物活性。然而，這些生物活性的成分到底是什麼？科學界其實多不清楚。只有古書記載和臨床循證，但缺乏科學研究的證據。直到1950年，一種名為「蟲草素(cordycepin)」的腺苷類系物在蛹蟲草中被發現，並被陸續驗證具有抗菌、抗蟲及抗癌等生物活性。

　　然而，蟲草素的合成機理仍是未知數。科學界及產業界為此爭論不休，不少人深信：蟲草素這一生物活性成分，不僅存在於蛹蟲草中，冬蟲夏草等其他各類蟲草菌，都具有合成蟲草素的能力。事實真的如此嗎？

　　蛹蟲草又名「北蟲草」等，也是公眾較熟悉的一類蟲草菌。王成樹研究組幾年前已完成了包括蛹蟲草在內的18種廣義蟲草菌的基因組研究，在其基礎上，通過生物信息分析及基因功能研究，此次完整地解析了蟲草素在蛹蟲草中生物合成的分子機理，並且收穫了「意外的驚喜」。

　　研究人員發現，蛹蟲草在合成蟲草素的過程中，還會「配套」合成另一個「寶貝」——噴司他丁（pentostatin）。噴司他丁最早是於1974年在細菌中被鑑定發現的，後證明為腺苷脫氨酶的強抑制劑，1991年獲美國食品與藥品監督管理局（FDA）批准，成為抗毛細胞白血病的商業藥物。直到此次，科學家們才發現了噴司他丁的另一個身份——蟲草素的「天然保護者」，其先天使命便是保護所合成蟲草素的結構穩定性。這兩種腺苷類分子由同一基因簇共同合成，在功能上扮演著「保護者」與「被保護者」的角色關係。如此，蛹蟲草的抗癌活性也有了第一個分子依據。

　圖片說明：新聞發布會現場亮相的蛹蟲草新民晚報記者董純蕾攝

　　冬蟲夏草到底有用嗎？

　　結合色譜驗證分析，研究組從基因和化合物水平證明：冬蟲夏草和蟬花等其他種類的蟲草菌不能合成蟲草素，也不能合成噴司他丁。除蛹蟲草外，實驗還發現九洲蟲草和構巢麴黴能合成蟲草素和噴司他丁。

　　那麼，我們推崇了這麼多年的冬蟲夏草，到底含有多少健康有效成分？「我們不能據此得出冬蟲夏草完全沒用，是保健品騙局的結論。我們可以確定的是，冬蟲夏草不能合成蟲草素和噴司他丁。但不同蟲草具有合成多種活性成分的潛力，只是具體產物現在仍不清楚……目前尚沒有科學證據，能說明冬蟲夏草的功效。」王成樹研究員坦言。

　　好東西也不是多多益善

　　實驗證明，不同培養條件下的產量明顯不同：蛹蟲草只有在蠶蛹上生長而非液體發酵培養時，才會合成高水平的蟲草素。科研人員也找到了蟲草素與噴司他丁的「增產之道」，將來可以酵母菌或大腸桿菌為「生產車間」，通過合成生物學技術或基因工程的手段，高效合成這兩種活性成分。

　　值得重視的是，蟲草素含量過高，會引起細胞毒性，此時真菌會啟動解毒機制，將蟲草素脫氨，降解成不具活性的3'-脫氧肌苷。這一發現提示人們，也不宜攝入過量蟲草素，蟲草素不是多多益善。