桑黄活性物质及作用机理的研究进展

王菲菲，马晓博，郭美娟，李俊娣，张兰天*

河北省食品检验研究院，河北省食品安全重点实验室（石家庄 050000）

桑黄，是多孔菌科、木层孔菌属的一种药用真菌，寄生于杨、桑、柳、白桦、杜鹃等的树干上[1]，在我国的华北、西北、黑龙江、吉林以及四川等地广泛分布[2]。桑黄作为一种拥有悠久历史的著名药用多孔菌，在东亚国家（尤其是在韩国、中国和日本）被广泛用作健康促进剂和草药。《药性学》和《本草纲目》等医学著作中记载，桑黄是一种具有利尿、止血、改善内脏器官功能的食用菌[3]。

桑黄的子实体作为一种传统药物，已经用于预防胃肠道功能障碍、腹泻、出血和癌症等多种疾病。除此之外，桑黄还具有抗氧化、抗高血压、抗炎、抗过敏特性等功能[4]。现代研究发现，桑黄中含有的多糖、黄酮、萜类、多酚、吡喃酮类、呋喃类等多种生物活性成分[2]，凭借其特有的结构参与代谢途径，发挥独特的功能，在调节血糖血脂、抗肿瘤、增强免疫功能等方面有积极的作用[5-9]。本文主要对桑黄中含有的四大类物质（多糖、黄酮、多酚和萜类物质）功能及其作用机制的最新研究进展进行综述。

1 多糖

多糖是菌类植物中含有的一类重要活性成分，具有广泛的生物学活性，存在于多种菌类植物的子实体[10]。桑黄多糖是桑黄中研究最多的一类物质，以子实体多糖为主，也包含少量的菌丝体多糖。桑黄子实体多糖大多是杂多糖[11]，由β-葡聚糖和β-半乳聚糖构成，也有一小部分的杂多糖由葡萄糖、甘露糖、岩藻糖、半乳糖、阿拉伯糖等单糖分子通过α和β糖苷键连接形成。多糖分子之间通过不同的排列方式脱水缩合，进一步形成具有不同结构的大分子多糖，进入生物体内发挥抗氧化、抗肿瘤、调节免疫功能和降血糖等功能[12-14]。

一氧化氮（NO）是一种免疫调节因子，与巨噬细胞对多种肿瘤细胞的溶解功能有关[15]。Li等[13]采用醇沉法提取桑黄多糖，探究其对巨噬细胞的活化能力，结果发现，桑黄多糖能够刺激小鼠单核巨噬细胞释放NO，对小鼠机体内的抗肿瘤免疫反应起到一定的积极作用。Wang等[10]从桑黄菌丝体中分离出三个多糖级分（PNMP1，PNMP2和PNMP3），结果发现它们都具有一定的抗氧化能力，并且能促进淋巴细胞的增殖，其中PNMP2和PNMP3的作用效果尤其明显。Korolenko等[16]研究证明，真菌甘露聚糖在机体内能够与特殊的甘露糖受体相互作用，在体内刺激产生巨噬细胞，对肿瘤细胞的生长产生抑制作用。Cheng等[17]从桑黄中分离得到甘露聚糖，研究其抗肿瘤活性，结果表明，这种甘露聚糖能够对HepG2和MCF-7细胞系的生长表现出抑制作用，其IC50值分别为365 μg/mL和340 μg/mL。α葡萄糖苷酶和淀粉酶可以将寡糖和淀粉分解为单糖，从而有利于膳食中糖类物质的消化、分解和吸收。Cheng等[18]从桑黄多孔菌丝体中分离纯化得到由D-葡萄糖组成的中性多糖，结果发现该中性多糖对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶表现出抑制活性，可以延缓双糖及其他复杂碳水化合物的分解消化，进而延迟并减少肠腔对葡萄糖的吸收，直接降低餐后血糖水平；同时，这种中性多糖对存在胰岛素抵抗（Ⅱ型糖尿病成因）HepG2细胞的葡萄糖代谢能力表现出促进作用。

2 黄酮

黄酮类物质具有很强的抗氧化性，在清除氧自由基方面功效显著，还能起到扩张血管、降血脂和抗癌的作用。桑黄是少有的含黄酮化合物的药用真菌，并且桑黄提取物的体外抗氧化能力与其总黄酮含量之间存在良好的量效关系，因此，黄酮类化合物是桑黄发挥抗氧化作用的重要物质基础之一[19]；结构鉴定结果表明桑黄中含有约19种黄酮类化合物。其中，二氢黄酮和黄烷-3-醇黄酮（结构式见图1）[11,20]占主导地位。

图1 二氢黄酮的结构式

Wang等[21]从桑黄子实体和桑黄发酵液中提取黄酮类物质，并对其抗氧化能力进行评价，结果表明两种黄酮提取物均表现出适度的抗氧化活性，EC50值分别为4.98 mg/mL和2.39 mg/mL，其中发酵液黄酮提取物比VC具有更强的抗氧化作用，其抗氧化能力接近人工合成抗氧化剂丁基化羟基茴香醚（BHA）。黄罗丹等[22]研究发现，从液体发酵桑黄菌落中所提取的不同质量浓度的总黄酮（10，20，50和100 μg/mL）对小鼠成纤维细胞L929细胞不表现出抑制作用，但是对HepG-2 细胞有直接的抑制作用，并且表现出明显的剂量效应关系。钙调蛋白磷酸酶（CN）是丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶的一种，在人体各个器官参与免疫应答、细胞凋亡等多种生物学进程，临床上CN常作为免疫抑制作用的靶点。环孢素A（CsA）和FK506是临床上广泛应用的两种免疫抑制剂，它们需要与相应的受体结合形成复合物，以复合物的形式与CN结合，发挥免疫抑制作用。高雅丹等[23]研究证明，桑黄黄酮中的小分子桑黄素不需要受体就能抑制CN的活性，它能以1∶1的比例与CN形成稳定的复合物，结合常数为9.4×104mol-1，发挥免疫抑制作用。沙奎那韦（SQV）是一种HIV蛋白酶抑制剂，它通过抑制蛋白酶的活性而阻止HIV病毒的装配过程，进而阻断病毒的复制。然而，SQV的生物利用度较低，研究发现，肠道P-gp肠道转运蛋白将细胞内的药物泵出细胞外，降低细胞内的药物浓度，直接影响SQV的生物利用度[24]。Buchanan等[25]研究发现，桑黄素在大鼠体内可以抑制P-pg的外排作用，直接提高SQV在机体内的生物利用度。另外，桑黄素还可以通过调节两种基质金属蛋白酶（MMP-2和MMP-9）的表达来抑制子宫内膜癌AN3-CA细胞的活性，促进其凋亡过程的进行[26]。

3 多酚

酚类化合物是芳烃的含羟基衍生物，是一种重要的植物次生代谢产物，具有很强的还原性，在抗心血管疾病和抗糖尿病作用方面具有一定的功效[27]。桑黄中的酚类物质包括吡喃酮类化合物、呋喃酮类化合物以及部分黄酮类化合物，还包括部分多酚的代谢产物。其中，吡喃酮类化合物以桑黄酚类色素为主，主要有苯乙烯基吡喃酮（Hispidin）骨架和苯并吡喃酮骨架[28]。苯乙烯基吡喃酮骨架（styrylpyrones）一般由多个hispidin [6-（3, 4-dihydroxystyrl）-4-hydroxy-2-pyrone]，或由hispidin与hispolon [6-（3, 4-dihydroxyxyphenyl）-4-hydroxy-3, 5-hexadien-2-one]缩合而成，它具有稳定的抗氧化、抗突变、抗肿瘤和降血糖的作用，是桑黄化妆品中主要的生物活性成分之一[11]，其结构式见图2。

图2 苯乙烯基吡喃酮单体（hispidin）结构式

田立文[29]利用现代天然产物化学研究方法，结合HPLC-DAD和UPLC-MS分析技术，从桑黄中分离并鉴定出苯乙烯基吡喃酮类成分，并发现它对胶质瘤C6细胞具有细胞毒性。NF-κB信号通路在免疫应答中发挥关键作用，它的过度激活会引起自身免疫病的产生。Su等[30]用桑黄多酚提取物喂养博来霉素诱导的急性肺损伤小鼠，结果发现桑黄多酚提取物对小鼠体内NF-κB信号通路产生影响，降低肺组织中促炎细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的水平，提高SOD、CAT和GSHPx的活性，调节小鼠体内的炎症和氧化平衡，抑制肺损伤的形成。中国医学科学院药物研究所[28,31]研究团队从桑黄子实体中分离得到6种酚类化合物，其中的Phelligridins J对卵巢癌细胞A2780、结肠癌细胞HCT-8和肝癌细胞Bel7402等多种癌细胞均具有细胞毒性；Chepkiruia等[32]从桑黄中分离得到一种新的呋喃衍生物phelligridin L，并发现该化合物对黄褐微球菌和铅毛霉表现出抗菌活性，对秀丽隐杆线虫化合物表现出中等杀虫活性，其LD50值为12.5 μg/mL。Liu等[33]从桑黄的乙醇提取物中鉴定出芦丁、绿原酸、槲皮素、异鼠李素和淫羊藿次苷Ⅱ等6种多酚类物质，这些物质对肿瘤细胞PC3表现出一定的抗增殖作用（IC50为70.8 mg/mL），并且它们对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和蜡状芽孢杆菌等革兰氏阳性菌表现出抗菌活性。

4 萜类物质

萜类化合物是以异戊二烯单位（C5单元）为基本结构单元的化合物。按照分子中异戊二烯单位的数目划分，萜类可分为单萜、倍半萜、二萜、三萜及多萜等化合物。桑黄中的萜类物质以三萜类化合物为主，也含有少量的倍半萜和二萜，它们以挥发油、树脂和皂苷的形式存在[34]。部分三萜类化合物结构式见图3。

图3 部分三萜类化合物结构式

倍半萜是含有三个C5单元的萜类化合物，在机体内能够抑制流感病毒及其介导炎症相关通路的激活，具有确切的抗流感功效和抗菌活性[35-36]。三萜类化合物包含6个C5单元，在抗肿瘤方面发挥重要作用，很多三萜类物质已经作为天然抗癌药物应用于部分中药处方中[37]。p53（抑癌基因）和半胱天冬酶在抑癌和促进细胞凋亡方面发挥重要作用。研究发现，三萜类化合物中的乌苏酸可以通过提高细胞中半胱天冬酶的表达量，激活p53基因，抑制抗凋亡相关信号的传递的方式来诱导宫颈癌细胞发生细胞凋亡[38]；齐墩果酸可以通过抑制PI3K、Akt1、m TOR信号传递，增强自噬细胞自噬空泡的形成来促进人肝癌细胞的自我吞噬过程[39]；白桦脂酸能通过阻断信号通路，抑制相关转录激活因子和核因子-κB表达的方式阻碍机体肿瘤细胞的侵袭和迁移[40]；人参皂苷通过提高DNA修复酶和半胱氨酸蛋白酶的表达水平而促进卵巢癌细胞凋亡过程[41]；Meng等[42]设计合成了11种熊果酸衍生物，细胞毒性评估结果表明，11种熊果酸衍生物都能对HeLa、HepG2和BGC-823细胞的增殖产生抑制作用，其中的两种熊果酸衍生物对这三种癌细胞的细胞毒性强于阳性对照组，但是它们发挥抗癌作用的机制尚不明确。除此之外，三萜类化合物在抗病毒和抗菌方面也发挥重要作用。蛋白激酶C（PKC）是HIV-1颗粒与细胞受体结合所必需的酶，Huang等[43]和Baltina[44]发现，三萜类化合物可以干扰PKC的活性，阻断HIV-1颗粒与细胞受体的结合，从而抑制HIV病毒对靶细胞的吸附过程；蔡程山[45]的研究发现，桑黄三萜可以破坏细菌的细胞膜，使细胞内容物大量外泄，并通过扫描电镜观察试验证实了这一结果。

表1 桑黄功能性成分及作用

5 结语与展望

作为一种传统的药用真菌，桑黄的功能开发正在被广泛关注。目前，国内关于桑黄的研究主要集中在活性成分的提取和结构鉴定方面。在药用领域，学者们对于桑黄抗氧化和抗肿瘤作用的研究相对较为广泛，甚至已经将其应用在抗癌药物中；但是关于桑黄对免疫系统调节作用的研究还不够深入，桑黄中的部分生物活性成分能够刺激巨噬细胞产生免疫因子，促进淋巴细胞的增殖，提高免疫活性；也有一部分以桑黄素为代表的生物活性成分能够起到免疫抑制剂的作用，对自身免疫疾病或许有良好的治疗效果，相关研究还有待进一步加强。到现在为止，桑黄类真菌还没有被列入《中国药典》，也未进入食药同源目录，因此，未来对它的开发应用还存在许多的限制。

尽管桑黄在药用领域的研究正在逐步展开，但是具有“森林黄金”称号的桑黄功能不止于此。含量丰富的桑黄多糖，凭借其良好的降解性，可以用于材料科学的研究；具有多孔结构的多糖水凝胶，能促进伤口的愈合，还可以起到止血和抗感染的作用，具有良好的生物相容性，因而可作为载体用于医学领域[63]。可见，桑黄在材料科学和医学领域还具有很大的研究空间。