摘 要：目前研究发现桦褐孔菌的主要活性成分有多糖、多酚、黑色素、三萜类及类固醇等。桦褐孔菌具有良好的抗氧化降血脂、抗肿瘤、抗炎、抗菌抗病毒以及增强免疫系统能力等药理作用，且桦褐孔菌作为可食用真菌有着悠久的使用历史。因此本文旨在对现阶段发现的桦褐孔菌的活性成分以及其主要药理作用进行概述，以便进一步对桦褐孔菌进行开发和研究。
关键词：桦褐孔菌 活性成分 药理作用
Research progress in the primary active components and pharmacological actions of Inonotus obliquus
CUI Heming ZHANG Yuying GAO Yang WU Dan FU Wenwen WU Yi
School of Pharmacy, Jilin University;
Abstract：Current studies have found that Inonotus obliquus comprises the primary active components such as polysaccharides,polyphenols,melanin,triterpenoids and steroids,and it has good pharmacological actions of antioxidation,lowering blood lipid,anti-tumor,anti-inflammation,anti-bacteria,anti-virus and enhancing the immune system.In addition,Inonotus obliquus has a long history of being utilized as an edible fungus.Therefore,this article aims to summarize its active components and primary pharmacological actions presently discovered,so as to make further development and research on Inonotus obliquus.
Keyword：Inonotus obliquus; active component; pharmacological action;
桦褐孔菌(Inonotus obliquus)也称作桦树茸或白桦茸，为一种白桦科的子属植物，被赞誉为“西伯利亚灵芝”，是一种生长在寒带的木腐菌，分布于北半球北纬45～50度地区[1]。桦褐孔菌在俄国和东欧已有一千多年的使用历史，其是吉林省常见的多组分药用真菌，并在民间广泛应用[2]。桦褐孔菌含有多糖、桦褐孔菌素、多种氧化三萜类、类固醇类及低分子多酚类等有效成分[3]。研究表明，桦褐孔菌具有抗肿瘤、抗病毒、免疫调节、抗糖尿病、抗血小板聚集、抗自由基、调节心血管、抗炎及抗衰老等药理作用[4-5]。本文通过对桦褐孔菌有效化学成分和主要药理作用进行综述，为其进一步研究和开发提供参考。
1 活性成分
1.1 多糖类
桦褐孔菌多糖是桦褐孔菌最为有效的且研究最为广泛的活性成分之一。Yang等[6]通过水提并经阴离子交换DEAE纤维素柱和Sephadex G-200凝胶纯化获得的桦褐孔菌多糖，经HPLC分析发现其单糖组成为甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、木糖及阿拉伯糖，摩尔比分别为9.81:3.6:29.1:20.5:21.6:5.4，同时其凝胶渗透色谱结果表明该多糖是分子量为32.5 kDa的均质多糖。董文霞等[7]应用GPC对常温和高温水提得到NIOP1-S和HIOP1-S两种多糖组分进行鉴定时发现，两种多糖组分分子量分别为36.8 kDa和32.7 kDa，并且主要组成为葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖，其中以半乳糖的含量居多。李青等[8]采用PMP柱前衍生化HPLC法分析桦褐孔菌多糖的组成，同时对衍生化图谱中的未知峰进行HPLC-MS分析，推断出桦褐孔菌多糖提取物可能含有岩藻糖。
1.2 多酚类
多酚是桦褐孔菌的重要次生代谢产物，具有较强的抗氧化能力。Wang等[9]在60 oC条件下，采用50 %乙醇对桦褐孔菌多酚(IOP)进行提取，其HPLC-MS结果表明IOP主要成分为原花青素、咖啡酸、对香豆酸、异鼠李素-3-O-葡萄糖苷、落新妇苷、橘皮素、没食子酸)等10种化合物。Yuki等[10]采用80 %甲醇对桦褐孔菌多酚组分进行提取，分离纯化得到4-羟基-3，5-二甲氧基苯甲酸乙酯2-羟基-1-羟甲基酯、原儿茶酸、咖啡酸、3，4-二羟基苯甲醛、2，5-二羟基对苯二甲酸、丁香酸和3，4-二羟基苯扎丙酮共7种抗氧化成分。
1.3 三萜类
三萜类化合物也是桦褐孔菌发挥其药理活性的主要成分之一。Kim等[11]在80oC条件下采用80%甲醇对桦褐孔菌内部菌核和外部分别进行提取，经Diaion HP-20树脂分馏得到IPTF和OPTF两组三萜类化合物组分，LC-ESI-MS分析发现两者均含有桦木酸和曲美烯酸成分，同时结合HPLC测定结果又发现其中含有桦木脑和桦褐孔菌醇。黄盼盼等[12]将发酵培养的桦褐孔菌菌丝体粉末加至异丙醇中经超声提取，经硅胶住色谱进行分离，再进行重结晶后得到了桦褐孔菌子实体种的三萜单体，HPLC鉴定其分别为羊毛甾醇、桦褐孔菌醇和拴菌酸。Zhao等[13]应用95 %乙醇对桦褐孔菌进行加热提取，经洗脱和反相硅胶色谱分离得到一系列化合物单体，将其IR、H-NMR、C-NMR等谱图测定结果同文献报道的数据进行比对，发现了三个新型羊毛甾烷型三萜类化合物inonotusanes E-G以及在真菌中首次被分离并发现的在C-24、5和6位具有甲基的31元羊毛脂烷型三萜类化合物—24，25，26，27 tetranorlanostane(inonotusanes d)。
1.4 其它类
目前研究发现，桦褐孔菌种还含有其它有生物活性的化学成分，如具有抗氧化能力和提高脂质代谢作用的桦褐孔菌黑色素、具有神经保护活性的类固醇、具有抗病毒作用的高分子木质素衍生物和桦褐孔菌素等[14-16]。
2 药理作用
2.1 抗炎作用
炎症是身体对病原体、化学物质等有害刺激对组织和细胞造成损害的直接反应，分为急性炎症和慢性炎症。急性炎症是一种短期反应，会对受损机体起到加速恢复的作用，如通过白细胞浸润受损区域，消除刺激并修复组织。而慢性炎症是一种长期的、伴随功能失调和不良反应的过程，这种持续性炎症会引发或加重一些慢性病症和疾病，如过敏、动脉粥样硬化、癌症、关节炎和自身免疫性疾病等[17]。
在抗炎方面，桦褐孔菌可以通过抑制炎症因子的表达、减轻氧化应激以及调节肠道菌群环境等方面，从而减轻炎症对机体造成的损伤。Javed等[18]发现桦褐孔菌甲醇提取物可以在体外条件下有效减少组胺诱导的RAW 264.7小鼠巨噬细胞中炎症因子TNF-α的产生，同时在体内小鼠微循环模型实验中有效的逆转了炎症条件下小鼠血管舒张反应降低的现象，从而减轻组胺诱导的微血管炎症。Chen等[19]在研究中发现桦褐孔菌多糖(IOP)可以改善DSS诱导的小鼠结肠炎，其可以抑制位于相邻的肠上皮细胞之间在肠上皮屏障功能和肠通透性中起主要作用的TJ蛋白ZO-1和Occludin的减少，从而维持肠道完整性，对肠黏膜发挥保护作用，减轻腹泻和血便等症状。同时发现IOP可以通过调节JAK/STAT信号通路和下调活化T细胞的促炎细胞因子水平，从而平衡CD4+T细胞的四个主要亚群Th1/Th2、Th17/Treg的功能，维持肠道的稳态。Hu等[20]发现IOP可以提高DDC诱导的小鼠胰腺炎模型中GSH-px和TAOC活性，降低炎症相关因子TNF-α和TNF-β含量，抑制脂蛋白酶和胰蛋白酶活性。研究还发现IOP可降低胰腺炎条件下的肠道微生物群的多样性和丰富度，在门水平降低了厚壁菌的相对丰度，增加了拟杆菌的表达，并在属水平上将肠道微生物群维持在健康的水平。
2.2 抗肿瘤作用
恶性肿瘤，即癌症，是由外源性如不良生活方式、环境污染、辐射等因素以及内源性遗传免疫等因素所引起的器官组织的异常分化增殖，其可通过压迫、破坏等途径对机体正常组织造成损伤，进而威胁人体的生命健康[21]。截止2016年，中国癌症高风险人群高达129.5万人次，癌症已经成为危害人体健康的高危因素[22]。
在抗肿瘤作用方面，桦褐孔菌可以降低肿瘤细胞活性，诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞能量产生，从而对肿瘤细胞起到一定的杀伤作用[23]。Baek等[24]通过WST-1测定和TUNEL染色发现桦褐孔菌甲醇提取物通过激活Caspase-3诱导细胞凋亡，降低人肺腺癌细胞系(A549、H1264、H1299和Calu-6)活力。王李俊等[25]人对桦褐孔菌进行加热回流提取并分离出桦褐孔菌醇，通过MTT测定发现桦褐孔菌醇可以显著降低人乳腺癌MCF-7细胞的活力，升高细胞cleaved Caspase 3和Cleaved PARP的表达，增加Caspase-3活性，诱导MCF-7肿瘤细胞发生凋亡。Gery等[26]研究发现桦褐孔菌提取物可升高人结肠直肠癌HCT-116细胞中Bax、Bad和Caspase-3、p53等促凋亡基因的mRNA水平，降低CyclinD1抗凋亡基因的mRNA水平并增加了Bax/Bcl-2比率，同时诱导细胞周期在G0/G1期阻滞。此外，桦褐孔菌提取物还能降低HCT-116细胞中NF-κB p65蛋白表达和COX-2基因mRNA水平，从而诱导HCT-116细胞的凋亡。Jiang等[27]发现桦褐孔菌多糖通过降低肺癌LLC1细胞的线粒体膜电位诱导细胞凋亡，同时降低依赖LKB1/AMPK的氧化磷酸化和糖酵解来抑制肺癌细胞的ATP的产生从而抑制细胞活力。
2.3 降血糖作用
糖尿病是一种由于胰岛素分泌不足导致的代谢性疾病，其会使患者血糖升高，从而对人体心脑血管、肾脏和眼等器官产生慢性损伤[28]。如果患者血糖长期控制不良，则会进一步引发大血管病变，导致心肌梗死、脑梗死等危机患者生命的疾病发生，同时还会诱发微循环障碍，使患者发生糖尿病肾病、眼病及神经病变，严重影响患者生活质量[29]。
在降低血糖方面，桦褐孔菌能够调节胰岛素水平，改善糖原合成，发挥良好的降糖作用，同时还能保护糖尿病条件下对肾脏等器官造成的损伤。刘畅等[30]通过链脲佐菌素(STZ)联合高糖、高脂饮食建立小鼠糖尿病模型，在给予桦褐孔菌多糖四周后，显著提高小鼠肾脏中抗氧化酶活性，降低Scr、BUN和尿蛋白含量，对小鼠肾功能发挥保护作用。Liu等[31]从桦褐孔菌中分离提取出桦褐孔菌多糖HIOP1-S和HIOP2-S，体外实验发现其可以促进HepG2细胞葡萄糖的消耗并抑制α-葡萄糖苷酶的活性，并且在STZ诱导的高血糖小鼠模型实验中进一步证实了HIOP1-S和HIOP2-S两者的降血糖作用。Wang等[32]发现桦褐孔菌多糖(IOs)可以明显提高STZ诱导的糖尿病小鼠血清中的胰岛素和丙酮酸激酶水平，改善糖原合成，调节糖尿病小鼠的血糖异常。进一步研究发现IOs主要通过抗氧化应激和降低炎症因子水平，从而缓解糖尿病小鼠的血糖异常和肾脏损伤，其能显著提高血清中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，同时下调炎症相关因子白细胞介素2受体(IL-2R)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)的表达以及降低肾脏中p-NF-κB的表达水平。
2.4 抗病毒作用
病毒是一类由核酸及蛋白质组成的非细胞生物，需要寄生于宿主细胞中才能进行增殖，其进行复制活动的过程中，会对宿主细胞的正常代谢活动造成破坏和损伤。同时病毒有着极强的变异性和生存能力，经常引发大规模的流行性疾病，例如近两年的新型冠状病毒Covid-19。
目前多项研究表明，桦褐孔菌具有良好的抗病毒活性。Polkovnikova等[33]用水溶液、酒精、碱溶液等不同条件对桦褐孔菌进行提取，并测试不同提取组分对Vero细胞的毒性和对感染1型单纯疱疹病毒(HSV)的Vero细胞的抗病毒作用。结果表明，大多数组分对Vero细胞本身无毒性作用，同时研究发现浓度为IV号提取组分(5 μg/mL)可以保护Vero细胞免受HSV破坏。黄纪国等[34]从桦褐孔菌的乙酸乙酯提取物中分离得到10个已知的单体化合物，并对这10种化合物的抗HSV-1活性水平进行了检测，发现其中化合物3的抗HSV-1的能力最强，IC50值为98 μM。对于目前致死率和传播性极高的Covid-19，其感染后会出现NO及其相关的细胞因子表达升高，而在桦褐孔菌的抗炎作用研究中发现其有抑制上述现象发生的作用[35]。同时通过计算机辅助手段，使用分子对接技术发现桦褐孔菌中的β聚糖、桦木酸和半乳甘露聚糖对SARS-CoV-2受体结合域的S1羧基末端表现出强烈的相互结合作用，主要基于TRP-436、ASN-437和ASN-4403个位点，表明桦褐孔菌可能成为潜在的抗新冠病毒的治疗药物[36]。
2.5 其它作用
除抗炎、抗肿瘤等作用外，桦褐孔菌的其它药理作用也被陆续研究发现。Zhou等[37]从桦褐孔菌中分离的三萜类化合物可以缓解H2O2诱导的人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞损伤，发挥抗凋亡作用。Yu等[38]通过高糖高脂饮食建立小鼠肥胖模型观察桦褐孔菌对肥胖的作用，研究发现桦褐孔菌提取物(IOE)和桦褐孔菌多糖(IOP)可以通过调节肠道菌群以及短链脂肪酸的代谢水平来发挥其药理作用，其中IOE增加了小鼠盲肠中产生丙酸盐的细菌拟杆菌等的含量，抑制能量摄入，减轻肥胖小鼠体重增加；而IOP能提高与丁酸盐产生相关的乳杆菌和拟杆菌属S24-7组的水平，提高小鼠的能量消耗、TCA循环水平以及碳水化合物和脂质的降解。Wu等[39]发现桦褐孔菌醇提物通过抗氧化应激，升高SIRT1蛋白表达，降低Caspase-12蛋白表达和mRNA水平，抑制内质网应激诱导的细胞凋亡，对大鼠心肌缺血再灌注损伤发挥保护作用。
3 结论
综上所述，桦褐孔菌含有丰富的活性成分以及广泛的药理作用。早在20世纪就有记载称，西伯利亚西部的居民饮用桦褐孔菌茶用来防治各种疾病[40]。从中医角度来讲，其作为药食用真菌，主要有清热解毒、疏肝和胃、益气养血及养阴生津的功效，是难得的祛邪和扶正都兼顾的保健食品。目前从已知有治疗作用的传统药材中发现其有效成分和新的治疗作用已成为研究热点[41]。因此，深入桦褐孔菌的成分及其药理活性具有极为重要的意义。
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