蟲草素學名為3"脫氧腺苷，是從蛹蟲草中提取出來的一種天然生物活性物質。蟲草素的分子式為CsHyON，相對分子質量為251.25，能溶於水，乙醇，蟲草素為含氮配糖體的核酸銜生物,屬嘌呤類生物鹼。蟲草素是一種核甙類新藥.20 世紀70 年代被發現有抑制腫瘤、抗瘧原蟲和抑制mRNA 翻譯的作用:20 世紀90 年代研究發現，添加腺甙脫氨酶(adenosine dea minase,ADA)抑制劑對其抗腫瘤活性的表達起著重要作用。蟲草素能幹擾基因細胞RNA 和DNA 的合成,抑制癌細胞等不正常細胞的分裂,並能作為區別細胞中不同的RNA 聚合酶的工具;同時，蟲草素還表現出極強的抗真菌、抗HIV- I 型病毒和選擇性抑制梭菌的活性，引起醫藥學界的高度重視,蟲草素在美國作為抗癌、抗病毒新藥已經進人三期臨末床。
基本介紹
- 中文名：蟲草素
- 英文名：Cordycepin
- 別稱：3'-脫氧腺苷
- 化學式：C10H13N5O3
- 分子量：251.24
- CAS登錄號：73-03-0
- 熔點：230℃～231℃
- 外觀：針狀或片狀白色結晶
化學特性,研究歷史,醫療用途,藥用價值,免疫調節,抗腫瘤,抗菌消炎,適用人群,相關產品,提取途徑,檢測方法,
化學特性
蟲草素(Cordycepin) 是腺苷的類似物。1951年，德國的Cunningham等從蛹蟲草的培養濾液中分離發現蟲草素。蟲草素在野生冬蟲夏草中的含量極微，現在研究所用的蟲草素一般均是從發酵的蛹蟲草中提取的。目前國內天然提取（發酵）來源的純度大於99%的蟲草素已經可以商業化生產。
研究歷史
1951年，Cunnin克ham在蛹蟲草中提純得到一種晶體，命名為蟲草素。蟲草素在野生冬蟲夏草中的含量極微，研究所用的蟲草素一般均是從蛹蟲草中提取的。有抗病毒、抗腫瘤作用。蟲草素作為一種新型的廣譜抗菌素，以其特有的抗菌抗病毒活性，已引起全球科技已開發國家的高度重視。它能抑制病毒的RNA合成；對枯草桿菌和鳥結核桿菌均有抑制作用；對HIV-I型病毒也有殺傷作用；尤其對多種實體惡性腫瘤有很強的抑制作用。因此，將其作為一種用途廣泛的新藥來開發是必然的趨勢。
1989年就有從蛹蟲草菌絲中分離出蟲草素的報告；美國SIGMA公司是全世界最大的生物標準品專業公司，也從蛹蟲草中提取出了高純度標準品。
蟲草素
蟲草素九十年代研究發現，添加腺苷脫氨酶（adenosinedeaminase,ADA）抑制劑對其抗腫瘤活性的表達起著重要作用,解決了其在體內的快速代謝限的缺陷，蟲草素的研究從而獲得突破性進展。蟲草素作為核苷類新藥,由於它能幹擾基因細胞RNA和DNA的合成，抑制不正常細胞（癌細胞）的分裂並能作為區別細胞中不同的RNA聚合酶的工具，並具有修復基因細胞、保護生命體遺傳密碼的特殊功效。1997年美國NCI已把蟲草素引入18種抗癌新藥進行開發研究。
2000年美國NCI研究人員和美國波士頓大學醫學院教授共同研究證實蟲草素對治療白血病有很好療效，已進入臨床實驗。國內外的關於蟲草素的研究文獻已有百餘篇。美國等國家用含量為1%的蟲草素，套用到具有高轉移性的B16黑色素瘤的抑制生長與抗轉移研究。結果證實每天服用15mg/kg蟲草素的小鼠，連續服用二周后，經解剖發現服用蟲草素的實驗組，並沒有減輕體重或有神經中毒的現象；相對於沒有服藥的比較組小鼠，腫瘤的淨重量減少了36%，腫瘤的體積減少了37%，並無任何副作用。結論：可在將來運用於臨床。
世界各已開發國家對蟲草素的套用研究方面都十分活躍。例如：在蟲草素抗腫瘤活性試驗；蟲草素對在胚胎細胞中細胞核和細胞質RNA合成的影響作用；對X射線誘導的潛在致命損傷修復作用；對人體免疫缺陷與5型。
醫療用途
蟲草素主要有化學合成製得和蛹蟲草中提取純化兩種來源。五十年代初就有人報導萃取法獲得單體，六十年代也有人工合成品報導。化學合成蟲草素在路線設計上主要有置換脫氧核糖環3’位C-O鍵，形成2’，3’-環氧脫氧核糖結構然後進行區域立體選擇性開環和直接合成3-脫氧核糖衍生物3種思路。
病毒轉錄酶和傳染的抑制作用；對人體外周血單核細胞生產白細胞介素-10的作用效果；對抗白血病活性和作用機理……等等領域的套用研究方面都取得了開創性的成果。 雖然蟲草素功效上國內外研究的較為深入，但因為野生的冬蟲夏草和人工的冬蟲夏草包括蛹蟲草中蟲草素含量極低，且含量不穩定，以致提取難較大，所以蟲草素的工業化提取一直是一個難題。
藥用價值
免疫調節
研究人員發現蟲草素具有免疫調節作用。它能夠極大地提高了人外周血液單核細胞IL-10的分泌和IL-10mRNA的表達，同時，蟲草素對誘導產生IL-2的植物血球凝集素和外周血液單核細胞擴增都有抑制作用，抗IL-10中性抗體也不能完全阻止蟲草素對IL-2產生的抑制作用。在蟲草素作用下，成熟樹突狀細胞能誘導調節性T細胞增殖，而且還能抑制細胞分裂，促進細胞的分化，改變胞膜上物質結構分布，對T淋巴細胞轉化有促進作用，它還可以提高機體單核巨噬細胞系統的吞噬功能,激活巨噬細胞產生細胞毒素直接殺傷癌細胞。
此外，蟲草素還能抑制蛋白質激酶活性，抗核苷磷酸化酶糖基的裂解，對體液免疫有調節作用。在研究國產蟲草素抗小鼠遲髮型超敏反應的作用及其免疫機制中實驗中，表明蟲草素可能通過其他免疫調節作用對遲髮型超敏反應引起的小鼠接觸性皮炎發揮明顯的抑制效應，該效應與藥劑量有關，同時對脾臟組織未見明顯毒性作用。
抗腫瘤
蟲草素對腫瘤的抑制作用一直是廣大科學家們關注的熱點。研究發現，用蟲草素皮下注射接種了艾氏腹水癌的小鼠，可使小鼠中位生存期延長到60 d，而對照組僅為19 d，這說明蟲草素對小鼠艾氏腹水癌有明顯的抑制作用，能明顯延長接種艾氏腹水癌小鼠的存活時間。
還有研究表明，蟲草素對人鼻咽癌KB細胞和人宮頸癌HeLa細胞等皆具有明顯的抑制作用。 科學家推測蟲草素可能有3種抑制腫瘤的機制：一是蟲草素的游離羥基可以滲入腫瘤細胞DNA中而發生作用；二是抑制核苷或核苷酸的磷酸化而生成二磷酸鹽和三磷酸鹽的衍生物,從而抑制瘤細胞的核酸的合成；三是阻斷黃苷酸胺化形成鳥苷酸的過程。
根據研究狀況，蟲草素的抗腫瘤機制大致可分為以下幾方面。
在對Novikoff肝癌細胞的研究中發現：蟲草素可以阻礙45SrRNA前體的合成，其濃度與hnRNA的合成相對抗，其活性形式3'-脫氧腺苷-5'-三磷酸鹽對主要負責hnRNA合成的RNA聚合酶Ⅱ比對主要負責rRNA前體合成的RNA聚合酶Ⅰ敏感，研究結果表明，蟲草素通過對腫瘤細胞RNA的抑制表現出抗腫瘤作用。
2.2 蟲草素對腫瘤細胞DNA的抑制通過蟲草素與小牛胸腺DNA作用機制的研究發現，DNA螢光光譜先是增強然後減弱，最終伴隨輕微的藍移，這表明了蟲草素可能插人DNA雙螺旋鹼基對間；同時，磷酸鹽的淬滅作用說明蟲草素與DNA的磷酸基團也能發生作用，最後通過Scatchard方程做圖證明：蟲草素與DNA可能存在兩種作用方式，即插入方式和與DNA的磷酸基團結合。蟲草素對腫瘤細胞DNA的抑制機制還有待於進一步研究。
2.3 蟲草素對信號傳導通路的調節經過研究發現，以黑素細胞刺激激素(a-MSH)處理S-91鼠黑色素瘤細胞6 d，可引起酪氨酸激酶(TPK)活性升高90倍，此酶信號傳導途徑的紊亂可以促使腫瘤的發生與發展，說明蟲草素可以通過抑制此酶的活性，進而抑制腫瘤的形成。
另外，蟲草素可在腫瘤增殖過程中抑制血管新生而呈現其抗癌作用，還可以通過激發腫瘤細胞中腺嘌呤核苷A3受體，從而抑制小鼠B16-BL6黑素瘤細胞和Lewis肺癌細胞的生長。開展蟲草素對信號傳導通路調節的研究將為攻克癌症打開又一個新的突破口。
抗白血病
通過體內實驗研究發現，蟲草素作為一種腺苷脫氨酶抑制劑,對末端脫氧核苷酸陽性白血病細胞(TdT+)的抑制大於對末端脫氧核苷酸陰性白血病細胞(TdT-)的抑制。經過分析其抗TdT+白血病的機理。結果表明，3'-dATP不是3'-dA抗白血病的主要原因，而TdT的活性才是主要原因，並且發現PBM對3'-dA的細胞毒性作用不敏感。
抗菌消炎
蟲草素具有廣譜抗菌的作用，它能抑制鏈球菌、鼻疽桿菌、炭疽桿菌、豬出血性敗血症桿菌及葡萄球菌等病原菌的生長。此外，蟲草素對石膏樣小芽孢癬菌、羊毛狀小芽孢癬菌、須瘡癬菌等皮膚致病性真菌以及枯草桿菌也有抑制作用。Sugar證明了蟲草素具有非常強的抗真菌活性。
蟲草素也具有較強的抗病毒活性。研究發現，蟲草素有抗皰疹病毒DeJulian-Ortiz和抑制腦炎病毒的功能，對人體免疫缺陷型病毒HIV-I型的侵染及其反轉錄酶的活性亦有抑制作用。深入研究發現，蟲草素可抑制C型RNA致腫瘤病毒的複製,還可以有效抑制病毒的mRNA和多聚腺苷酸的合成，可以阻礙由5-I-2'-脫氧尿苷誘導的BALB/3T3和BALB/K-3T3細胞產生的鼠白血病病毒。
經研究發現，蟲草素可以拮抗NO產物的生成，這一機制是通過對NO合酶和COX-2基因表達負調控以及對NF-kB活性、AKT和p38磷酸化的抑制來實現的。由此，蟲草素很可能成為一種治療由炎症引起的相關紊亂的藥物。
適用人群
傳統醫學認為，蟲草因藥性平和，溫而不燥，補而不滯，既補虛強身，又能治病延年，藥性比人參、鹿茸更加平穩，比較不受體質、病症、季節、年齡的限制，無論強者、弱者、健者、病者，都可藉以提高免疫力和抗病力。現代生活工作節奏過快，壓力增大，免疫系統功能減弱，極易引起腫瘤、肝炎等疾病。男性因腎功能減弱，常常會表現為頭髮脫落加速、性功能減弱，女性常表現為消瘦失眠，神疲食少、脾氣暴躁、焦慮不安，加速更年期的到來等。可見，蟲草是現代人保護自己健康的最佳保健品。
相關產品
蟲草酒
蟲草酒主要成份是蟲草素、蟲草酸、蟲草多糖、超氧化物歧化酶SOD、18胺基酸 、維生素VA、VB1VB2及鈣、鐵、磷、硒等微量元素。在《清宮逸史》中就有釀造蟲草酒的秘法，使蟲草成分完全溶解於酒中，特別是蟲草素溶於乙醇。使得蟲草酒的吸收效果強於其它的蟲草製劑。蟲草酒晶瑩剔透，醇厚甘爽，幽香沁心，餘味無窮，功同蟲草素。《本草綱目》上說白酒有通風、散寒、舒筋、止瀉、止疼痛、利小便及驅蟲的作用。中醫用白酒治病或作為強腎補劑。
冬蟲夏草
冬蟲夏草各種蟲草素食品添加劑
可用來煲湯、涮火鍋、做菜等。
蟲草茶
蟲草茶的主要成分是蟲草素、蟲草酸、蟲草多糖、超氧化物歧化酶SOD、18胺基酸 、維生素VA、VB1VB2及鈣、鐵、磷、硒等微量元素。長期飲用可以提高身體免疫力，提高身體能量，抗疲勞，抗衰老等神奇效果。
提取途徑
獲取蟲草素的辦法不外乎三條途徑：從天然蟲草中提取、人工合成和通過生物工程的方法從北蟲草組織液中提取。
化學合成目前處於探索階段，國外有報導蟲草素能夠人工合成，但過程複雜且產量極低，因此如何提高蛹蟲草中蟲草素的含量並實現蟲草素的工業化生產,是目前國內外研究的主要方向
天然蟲草資源稀缺，價格昂貴，含量甚微，很難成為主要原料。人工合成蟲草素雖然在上個世紀六十年代我國曾有報導，但由於合成的起始原料較貴或設備投入巨大或產業化工藝缺失或總收率太低或合成工藝技術無法重複，迄今難以實現產業化。因此，通過生物工程的方法，從人工培育的蟲草子實體中提取蟲草素，是實現蟲草素作為治療藥物產業化生產的最可行的途徑。
目前國內雖然有幾家企業能生產蟲草子實體，由於工廠化大規模培育和提取純化的關鍵技術尚未突破，其產品的蟲草素含量很低，難以為蟲草素開發新藥，並實現產業化提供原料藥的保障。黑龍江帥億新能源開發有限公司蛹蟲草人工培育、菌種馴化方面已取得了較為顯著的成績，培育的北蟲草子實體中蟲草素含量穩定地高達1%以上，在國內外居於領先地位。在蟲草素提取與純化方面也取得明顯的成果，其製備工藝已經達到大批量工業化水平，蟲草素純度達98.8%以上，處於國際領先水平。
1、蟲草素的提取方法：以蛹蟲草為材料採用超音波水提法、超音波醇提法、水熱回流法和醇熱回流法4 種提取方法選擇蟲草素最優提取方法,用正交試驗方法考察水熱回流法中提取溫度、提取次數、提取時間、料液比4個因素對蟲草素提取效率的影響,確定水熱回流法是提取蟲草素的最優提取方法，其最佳工藝條件為：用10倍量的水於80℃熱回流提取3次每次90 min。
2、蟲草素的分離純化方法：車振明等[26]經過對蛹蟲草子實體及培養基的粉碎、石油醚脫脂、80℃～85℃水浴12 h、調節等電點沉澱、732-NH4離子交換樹脂的分離、濃縮、4攝氏度下低溫結晶，得到一定純度的蟲草素晶體。陳順志等[27]以蛹蟲草人工培養後的發酵物為原料，採用超臨界技術萃取核苷類有效成分，並以乙醇等作為夾帶劑減壓分離獲得核苷多組份及單體。Cunnigham等[4]將蟲草菌培養液經過濾後用活性炭吸附，再經過洗脫液洗脫和濃縮，得到蟲草素晶體。
2012年新的專利技術《一種蟲草素的提取技術》使得蟲草素的提取純度達到了99.99%。該專利採用蟲草素髮酵液減壓濃縮，超聲提取等方式，進一步提高了提取率，節省了提取時間，增加了純度。
