灵芝主要活性成分药理作用-灵芝三萜和其他类

 灵芝三萜类药理研究

01  抗病毒作用

灵芝可作为一种有前途的抗病毒药物，用于治疗许多病毒性疾病，如登革热病毒、人类肠道病毒71（EV71）和新冠病毒（COVID-19）。登革热病毒（DENV）属于黄病毒科，是一种通过蚊子传播给人类的致命微生物，可引起出血热和休克综合征。药用真菌灵芝中的三萜类化合物被认为是具有抗病毒药理活性的化合物，从灵芝中分离出4种三萜类化合物（灵芝酮三醇、灵芝醇A、灵芝酸C2和灵芝孢子酸A）为病毒蛋白酶抑制剂。体外病毒感染抑制实验表明，灵芝酮三醇是一种具有强效生物活性的三萜类化合物。EV71型感染与多种临床疾病有关，研究表明，灵芝的三萜化合物（GLTA）和灵芝酸Y 可通过干扰病毒颗粒，限制病毒对宿主细胞的吸附，抑制了EV71的病毒核糖核酸（RNA）复制，来防止EV71的感染。此外，灵芝三萜可作为一种新型的、有前途的抗冠状病毒活性天然化合物来源，在抗COVID-19病毒过程中发挥了重要作用，它们可以抑制病毒进入宿主细胞、细胞内吸附、核酸合成、病毒复制以及最终的病毒增殖。

02  保肝作用

酒精性肝损伤主要是由过度饮酒引起的，已成为威胁人类健康的全球性公共健康问题。研究表明灵芝醇提取物（GLE）能抑制高水平的血清TG、TC、LDL-C、AST 和ALT，降低MDA水平，乳酸水平增加CAT、GSH、SOD以及酒精脱氢酶水平，显著改善了酒精引起的肝脏氧化应激。此外，GLE可显著调节与脂肪酸代谢、乙醇分解代谢和肝脏炎症反应有关的关键基因的mRNA水平。从灵芝中提取并分离出的1种三萜类化合物Resinacein S喂养高脂饮食小鼠，能明显改变肝细胞的脂质代谢，对脂肪变性和肝损伤具有保护作用。非酒精性脂肪肝相关基因与Resinacein S诱导的差异表达基因（DEGs）之间的交叉蛋白，尤其是蛋白质-蛋白质相互作用网络（PPI）网络分析中的枢纽蛋白，可用于确定Resinacein S 抗非酒精性脂肪肝的靶标。肝细胞癌是一种高度转移的癌症，富含灵芝酸的GLE处理以剂量相关性方式降低HepG2细胞的诱导侵袭，通过抑制细胞质中细胞外信号调节激酶（ERK1/2）和蛋白激酶B的磷酸化，以及降低细胞质中激活蛋白-1和NF-κB的水平来实现对基质MMP-9表达水平的抑制。口服GLE也显着抑制荷瘤小鼠的转移数量、受影响器官的数量、肿瘤灶的数量以及小鼠血清中的MMP-2和-9活性。

03  调血脂

据报道，灵芝三萜类化合物有助于预防和改善高脂血症，肠道微生物群的调节被认为是预防和治疗高脂血症的潜在因素和新措施。灵芝三萜类化合物（GP）对高脂饮食诱导的大鼠高脂血症和肠道微生物群调节的影响。GP富含灵芝酸G、B、H、A和F，能显著增加拟普雷沃氏菌属Alloprevotella和降低肠道核心菌属Blautia比例，从而逆转高脂饮食引起的肠道微生物群失调，可作为一种功能性食品用于改善脂质代谢紊乱和高脂血症。灵芝酸A是灵芝中含量最丰富的三萜类化合物之一，能明显抑制高脂饮食小鼠体质量和附睾白色脂肪组织的异常增长，改善血清和肝脏中与脂质代谢相关的生化指标；提高肠道中短链脂肪酸的水平，促进胆汁酸排泄；对初级胆汁酸生物合成、脂肪酸生物合成、氨基糖和核苷酸糖代谢、肌醇磷酸盐代谢等有明显的调控作用。表明灵芝酸A具有缓解脂质代谢紊乱和改善肠道微生态失衡作用。

04  护肾作用

常染色体显性遗传性多囊肾病（ADPKD）是一种最常见的危及生命的单基因遗传疾病，其特征是肾脏充满液体的囊肿渐进性增大。从灵芝总三萜中分离提取含量较高的灵芝酸A、灵芝酸B、灵芝酸C2等12中单体成分，在体外犬肾细胞（MDCK）囊泡模型中进行药效学研究，发现灵芝酸A单体能够更加显著的抑制体外囊泡的发展，该抑制作用呈剂量相关性，且抑制作用可逆。进一步通过胚胎肾囊泡模型比较灵芝酸A和灵芝总三萜的活性，发现灵芝酸A对MDCK和胚胎肾囊泡的抑制效果显著优于灵芝总三萜的活性，证实灵芝酸A可能是灵芝总三萜中抑制多囊肾囊泡发展的主要有效成分，具有研发为治疗显性遗传性多囊肾病药物的潜力。

肾纤维化被认为是几乎所有慢性肾脏疾病到肾脏疾病末期的途径。灵芝酸A可呈剂量依赖性地抑制由单侧输尿管结扎模型引起的肾纤维化的进展，减轻其肾间质的细胞外基质沉淀和肾小管上皮细胞的上-间充质转化过程，显著降低小管损伤指数和纤维化面积、改善由纤维化引起的肾功能下降。通过抑制TGF-β/Smad和MAPK信号传导通路来阻碍肾纤维化。结果表明灵芝酸总三萜及其纯化单体灵芝酸A可能是一种潜在的治疗肾纤维化药物。

05  改善认知功能障碍和抗疲劳

化疗相关疲劳是化疗患者面临的一个严重问题。研究表明，从中药灵芝中提取的灵芝酸（GA）具有多种药理活性，包括抗肿瘤、抗炎和免疫调节。研究发现，GA能够改善由化疗药物5-氟尿嘧啶（5-FU）引起的荷瘤小鼠的肌肉质量和线粒体功能，增加糖原和三磷酸腺苷（ATP）含量，降低乳酸和LDH活性，从而对抗外周肌肉疲劳。GA还能通过抑制Toll样受体4/髓样分化因子88/核因子-κB（TLR4/Myd88/NF-κB）通路，减少中枢疲劳相关行为，并下调海马中白细胞介素-6（IL-6）、环氧化酶-2（ iNOS ）和环氧化酶-2（COX2）的表达。综上所述，GA有助于减轻荷瘤小鼠因5-FU化疗引起的外周和中枢疲劳症状。

06  抗炎作用

 采用超高效液相色谱-三重四极杆飞行时间质谱法（UHPLC-Triple TOFMS/MS）从新日本灵芝中鉴定了47种三萜类化合物。将粗提取物通过柱色谱纯化得到6个流分，分别为Fr. (a)～(f)，其中Fr.(c)能降低LPS刺激RAW264.7巨噬细胞中的炎性细胞因子和ROS水平，能下调NF-κB信号通路相关蛋白的表达水平，并上调Nrf2和血红素加氧酶-1（HO-1）蛋白水平。

07  抗癌作用

肝细胞癌（ HCC）是全球癌症相关死亡的第四大疾病。越来越多的证据表明灵芝中的三萜类化合物是重要的保肝药物，具有抑制肝细胞增殖、侵袭、诱导细胞凋亡和提高免疫力等治疗肝细胞癌的作用。其机制主要包括：通过NF-κB和TGF-β1/Smads通路显着改善肝纤维化，减轻机体生理状态，降低肝脏病理指标，减少促炎细胞因子，减少肝胶原纤维沉积；通过体内调节增强子相关长链非编码RNA（lncRNA）抑制肝细胞癌；通过下调半乳糖凝集素-1水平来调节肿瘤微环境并增强化疗和免疫治疗效果。

灵芝三萜基本生物合成途径

灵芝三萜类化合物，大多为高度氧化的羊毛甾烷衍生物，包括灵芝酸、灵芝醇、赤芝酸和赤芝酮等，其中最主要的成分为灵芝酸。灵芝作为一种次生代谢产物，其原料中三萜类化合物的含量相对较低，极大地限制了其开发和应用。通过代谢调节活性三萜类化合物的生物合成来提高活性三萜类化合物的产量具有重要意义。关于灵芝三萜的生物合成，已知的是通过甲羟戊酸（MVA）途径，从乙酰辅酶A（CoA）开始，经一系列的反应合成MVA，再合成灵芝三萜的前体物羊毛甾醇。整个三萜MVA 途径合成过程（图2）涉及的关键催化酶包括AACT、HMGS、HMGR、MK、MPK、MVD、IDI、FPS、SQS、SE 和LS。灵芝三萜的生物合成过程复杂、精细，涉及功能基因、信号分子和环境因子等多种因素共同调控。功能基因通过编码关键酶类如合成途径中的限速酶，来直接影响三萜的合成速率和产量。MVA途径揭示了11种酶在羊毛甾醇生物合成过程中的作用，此外多种细胞色素P450氧化酶参与氧化、还原和酰化等反应，羊毛甾醇被转化为不同结构的灵芝三萜。同时，ROS、NO和钙离子（Ca²⁺）等信号分子能够激活或抑制特定的信号转导途径，调控转录因子活性来影响三萜合成相关基因的表达。此外，高温、植物激素如茉莉酸甲酯和水杨酸、诱导物等环境因素能够直接或间接地影响细胞内的代谢活动和信号转导过程，从而改变功能基因的表达模式和三萜的合成速率。

其他

甾醇类

过氧化麦角固醇是属于类固醇家族，存在于许多真菌中，具有抗氧化、抗炎、抗癌和抗病毒活性。研究灵芝中的过氧麦角甾醇抑制3T3-L1脂肪细胞的分化和脂质积累，能在蛋白质和mRNA水平上抑制三酰甘油合成以及脂肪细胞分化；抑制脂肪酸合成酶[脂肪酸合酶（FAS）、脂肪酸转运酶（FAT）和乙酰辅酶A羧化酶（ACC）等脂肪生成因子的表达。此外，它还能抑制有丝分裂克隆扩增（MCE）阶段参与细胞增殖和激活早期分化转录因子的有丝分裂原激活蛋白激酶（MAPKs）的磷酸化，是肥胖症和相关代谢疾病的预防和治疗药物。研究灵芝甾醇保护大鼠大脑皮质神经元免受缺氧/ 复氧（H/R）损伤。H/R损伤导致神经元死亡，灵芝甾醇（GS）和GS1预处理（1μg/mL）显著减弱了MTT减少的下降，GS1对神经元的保护作用更为明显。将皮层神经元暴露于H/R中，显著增加了ROS特异性荧光剂DCF-DA的荧光强度和MDA的产生。GS和GS1预处理皮层神经元，可减弱DCF-DA形成的增加，同时GS可显著降低MDA含量。此外，GS可增加总SOD和Mn-SOD活性，表明Mn-SOD参与了GS诱导的对H/R的神经保护作用。脑缺血再灌注损伤（I/R）是指脑缺血一定时间后恢复血液灌注，出现脑组织细胞损伤进行性加重，脑损伤后出现不同程度的运动障碍。实验通过复制大鼠大脑中动脉阻断再灌注模型（MCAO/R），研究GS对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的影响。结果表明GS能够降低I/R大鼠脑梗死体积、脑水肿程度和和行为学评分，减轻受损大鼠皮层脑组织的病理改变，抑制脑组织中MDA的生成，提高Mn-SOD的活性。GS可减轻I/R引起的运动障碍，可能与其保护大鼠缺血区神经元的活性有关。

麦角甾醇的生物合成途径与灵芝三萜类化合物的合成过程类似，均从CoA开始，经过一系列酶促反应转化为MVA，为后续环化反应提供碳骨架。随后，MVA在细胞质中进一步转化为异戊烯焦磷酸（IPP）和二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP），通过一系列的加成反应，形成更长的碳链，进而参与羊毛甾醇的合成。羊毛甾醇通过一个复杂的过程转化为麦角甾醇，这一过程涉及多种酶的催化，包括羊毛甾醇14-α-去甲基化酶、固醇C-14还原酶、固醇C-4甲氧基氧化酶；固醇C-3脱氢；固醇C-3酮还原酶；固醇C-24甲基转移酶；固醇C-8异构酶；固醇C-5/22去饱和酶等催化的各种去甲基化、还原和去饱和反应。

核苷类

腺苷及其衍生物作为灵芝胞外信号分子，在免疫调节、抗炎和抗癌、降脂和抗动脉粥样硬化等方面也发挥着积极作用 。灵芝腺苷提取物（AEGL）对HFD诱导的高脂血症载脂蛋白E-/-小鼠的抗高脂血症作用，并通过多组学分析探讨了其潜在的生物学机制。与单纯高脂饮食组相比，AEGL治疗8周可显著降低血清和肝脏中TC、TG和LDL-C水平。AEGL治疗后肝脏脂肪变性明显改善，但无肝肾损伤。表明调节参与过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）信号通路的蛋白质的表达和乙酰化/质子酰化可能是AEGL降脂作用的潜在机制之一。腺苷生物合成以焦磷酸核糖（PRPP）为起始原料经过多步酶促反应合成5′-单磷酸肌苷（IMP）、5′-单磷酸腺苷（AMP）、5′-单磷酸黄苷（XMP）和5′-单磷酸鸟苷（GMP）。其中，嘌呤核苷磷酸化酶（PNP）催化核苷和脱氧核苷生成腺苷或腺嘌呤，腺苷激酶（ADK）可逆性催化腺苷到AMP。

酚类化合物

酚类化合物也是灵芝的生物活性物质之一。一般来说，多酚的生物活性可能是由于它们具有抑制脂氧合酶、螯合金属和清除自由基的能力。探讨了灵芝甲醇提取物的体外抗氧化性能和自由基清除机制。另一项研究表明，灵芝子实体孢子和菌丝的酚类提取物比相应的多糖提取物具有更高的抗氧化潜力，表明游离酚类化合物对与多糖相关的抗氧化剂有重要贡献。灵芝的酚类成分也得到了广泛的研究，酚酸是最突出的一类，包括没食子酸、原儿茶酸、叶绿素酸、肉桂酸、对香豆酸和对羟基苯甲酸。这些物质被认为有助于其抗酪氨酸酶、抗菌、抗氧化和抗炎特性。

参考资料：

[1]罗虹建,鲁国东,林占熺,等.灵芝主要活性成分药理作用及生物合成研究进展[A].中草药,56(9)：2022:3366-3379.