發現抗衰老新藥!蛹蟲草之開發及利用


人工培育的家蠶蛹蟲草(顧世紅 提供)

人參、鹿茸及冬蟲夏草被列為中國的三大補藥,但你聽過利用家蠶也可以生產「冬蟲夏草」嗎?你知道家蠶蛹蟲草中具有抗衰老的新藥嗎?本文將介紹家蠶蛹蟲草之開發及利用。

蛹蟲草是蟲?還是草?

提到蛹蟲草,首先讓我們介紹在中國古代流傳至今既名貴又神秘的傳統中藥材冬蟲夏草,它在市場上可是炙手可熱、價格高昂的藥材。那麼它是蟲?還是草?顧名思義,它有兩種形態,冬天是「蟲」,夏天是「草」。冬蟲夏草生長於海拔4000公尺以上的中國青藏高原、印度及尼泊爾一帶的高冷區域。這裡提到的蟲,指的是蝙蝠蛾的幼蟲。當蝙蝠蛾的最後一齡幼蟲於入冬前被蟲草菌感染後,菌絲在寒冷的冬天持續在蟲體內生長,充滿蟲體全身,導致昆蟲乾枯僵死只剩下一個軀殼,故名「冬蟲」;到了春夏季節,菌絲匯集穿出蟲體至地面生長,其外觀就像一根根新生的草,故名「夏草」,冬蟲夏草原來是自然界著名的昆蟲「僵屍」,也是一種「菌蟲複合體」。蟲草菌為蟲草屬內的一種真菌,該屬內有多種真菌,不同的真菌會感染不同的昆蟲宿主。

歸類為蟲草屬的蟲草菌(顧世紅 提供)
歸類為蟲草屬的蟲草菌。(圖/顧世紅)

蛹蟲草菌主要寄生在鱗翅目昆蟲的蛹體內,為冬蟲夏草菌的近緣種,與冬蟲夏草菌相比,生長較快,容易人工培養產生子實體,蛹蟲草菌又可稱為北冬蟲夏草菌,據說是因為蛹蟲草菌最初發現在中國的長白山以北地區。冬蟲夏草由於人們過度採挖,野生資源日益減少,加上高原生態環境遭到嚴重破壞,2001年中國衛生部已明令禁止冬蟲夏草做為保健食品原料。因此,科學家們為了尋求冬蟲夏草的替代品,將蛹蟲草人工培養及規模化生產列入重點研究項目,研究顯示,人工培育的蛹蟲草與野生型冬蟲夏草因具有相同的活性成分,生物學功效十分相似。

天然的蛹蟲草(顧世紅 提供)
天然的蛹蟲草。(圖/顧世紅)

蛹蟲草的活性成份和生物學功效

上一世紀50年代,德國科學家Cunningham等人發現蛹蟲草菌寄生的昆蟲組織不易生菌腐爛,並進一步從蛹蟲草中分離萃取出一種抗菌化合物,命名為蟲草素,此一物質為第一個從蛹蟲草中分離提純出來的腺苷衍生物,具有抗腫瘤、調節免疫和抑制炎症等多種藥理作用。研究顯示,蟲草素能誘導癌細胞產生細胞凋亡、延長細胞週期、抑制癌細胞轉移和調節抑癌基因的表達,從而抑制癌細胞的增殖和擴散。此外,蟲草素與其他抗癌藥物(如順鉑、紫杉醇)或放射療法的聯合使用,可緩解細胞耐藥性的產生,增加癌細胞對藥物或放射治療的敏感性,從而達到更好的抗癌效果。除了蟲草素等腺苷類物質外,從蛹蟲草中還分離萃取出其他多種具生物活性的化學成份,包括蟲草酸、多醣類、固醇類、黃酮類化合物以及多種蛋白質及多肽,蟲草酸是治療心血管疾病的重要藥物,具有抗自由基、利尿脫水、鎮咳、祛痰平喘等作用,臨床上用於血管痙攣、腦血栓及腎功能衰竭等的治療;多醣類可以增加脾臟供血量,使脾中漿細胞增多,發揮抗輻射的作用。

蟲草素的化學結構(顧世紅 提供)
蟲草素的化學結構。(圖/顧世紅)

蠶蛹蟲草之開發及利用

家蠶蛹蟲草是用野生天然蛹蟲草菌株(Cordyceps militaris)孢子接種到家蠶蛹體內,人工培育而成的蟲菌結合體。家蠶為世界上飼養最多的昆蟲,一方面家蠶與蟲草菌的結合是傳統養蠶業升級的新希望,利用家蠶栽培蛹蟲草可以充分利用家蠶資源,進行產業鏈延伸,提高家蠶蛹附加價值,促進農業生物再生產,具有顯著的經濟效益、社會效益與生態效益,在中國及日本都有充分的研究及推廣。研究顯示,家蠶蛹蟲草中的蟲草素、蟲草酸、多醣類及固醇類等的活性成分與冬蟲夏草的活性成分、功能藥效基本相似,是一種真正能與野生冬蟲夏草相媲美的蟲草,從而彌補了市場上野生冬蟲夏草不足的缺口。

人工培育的家蠶蛹蟲草(顧世紅 提供)
人工培育的家蠶蛹蟲草。(圖/顧世紅)
家蠶幼蟲及蛹(顧世紅 提供)
家蠶幼蟲及蛹。(圖/顧世紅)

家蠶蛹蟲草治療阿茲海默症

阿茲海默症為一種神經退化的疾病,又稱早老性癡呆或老年癡呆,其發病進程緩慢,但隨著時間而不斷惡化,失智症病患中約6到7成為阿茲海默症。類澱粉蛋白β在大腦累積使得神經細胞壞死是阿茲海默症的主要發病原因,動運動及避免肥胖都有助於減少罹患阿茲海默症的風險。2018年全球有5千萬阿茲海默症患者,有學者估算到2050年將增至1億5千多萬人。截至2019年,為開發阿茲海默病型癡呆症治療藥物,全球已經研究過132種候選化學物質,但均未取得成功。日本岩手大學的學者透過與大阪市立大學、九州大學和岩手醫科大學開展聯合研究,全球首次在2021年從家蠶蛹蟲草中發現了能改善阿茲海默病等癡呆症和抗衰老的新物質,命名為Naturido(為一環狀多肽)。

Naturido的化學結構(顧世紅 提供)
Naturido的化學結構。(圖/顧世紅)

日本學者首先將家蠶蛹蟲草製作成乾燥粉末,將該粗抽取物口服給予罹患阿茲海默症的小鼠後,發現可明顯改善阿茲海默症,在初步的人體實驗中也有類似效果。接著他們透過培養星狀膠細胞,測定細胞增生的方法,經過8個萃取純化步驟,成功分離到一個具4個氨基酸的環狀多肽,具有明顯的生物活性,將該多肽添加到培養基中觀察到會刺激星狀膠細胞的增生,增加其樹突長度和樹突數量。進一步分析顯示,透過加速衰老小鼠的口服實驗確認將該多肽口服給予後,可明顯改善其腦功能,增強小鼠的空間學習能力和毛髮品質等。由此認為,該新型環狀多肽(Naturido)有望成為治療中樞神經系統疾病,特別是阿茲海默症和其他神經退行性疾病的突破性物質。

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