2017年10月20日 稿件来源：解放日报 记者 黄海华
虫草入药在我国具悠久历史。67年前，虫草素的结构第一次被发现，这一成分后来被发现具有抗菌抗癌等生物活性，但其合成机理一直不为人知。昨天，《细胞》子刊在线发表中科院上海植物生理生态研究所王成树团队的最新研究成果。他们完整解析了虫草素生物合成的分子机理，首次发现蛹虫草能合成具有抗癌活性的喷司他丁，这是虫草抗癌活性的首个证据。这项研究还发现，人们所熟知的冬虫夏草其实并不能合成虫草素及喷司他丁。
解析虫草素生物合成途径
一说起虫草，很多人会想到冬虫夏草，其实这只是虫草的一种，自然界中广义的虫草超1500种。
“虫草既非虫，也非草，而是真菌感染昆虫或蛛蛛后形成的菌虫复合体，在昆虫种群的自然调控中发挥着重要作用。”不久前刚获得“亚洲杰出真菌学家奖”的王成树研究员说。
喷司他丁的结构1974年在细菌中被鉴定，后来科学家发现它能干扰细胞代谢，具有抗癌活性。
经过七八年时间，王成树研究组在完成蛹虫草、冬虫夏草、蝉花等18种虫草菌的基因组研究基础上，通过生物信息分析及基因功能研究，完整解析了虫草素生物合成的分子机理。这是虫草素被发现后，科学家首次解析出该分子的生物合成途径。
他们首次发现，蛹虫草、九洲虫草和构巢曲霉等能合成虫草素以及具有抗癌活性的喷司他丁。也就是说，虫草素在被合成的同时，喷司他丁也会被合成，用来保护虫草素的结构稳定性。
有意思的是，研究组借助蚕蛹、米饭和液体来做不同的培养基，发现蛹虫草只有在蚕蛹上生长时虫草素和喷司他丁的产量最高。这是因为蚕蛹最接近天然的虫体培养环境。
如今，我国人工培养蛹虫草的年产量可达1000多吨。这一研究为通过合成生物学技术高水平合成虫草素和喷司他丁提供了基因资源。
进补虫草并非多多益善
我国关于冬虫夏草的形象记载可见于清代的《本草从新》：“冬在土中，身活如老蚕，有毛能动，至夏则毛出土上，连身俱化为草，若不取，至冬则复化为虫。”
出人意料的是，研究组在获得虫草素合成基因的基础上，结合色谱验证分析，发现冬虫夏草和蝉花等其他种类的虫草菌，既不能合成虫草素，也不能合成喷司他丁。不过从基因组的研究来看，冬虫夏草也具有合成其他活性成分的潜力，但至今还不明确。
研究组发现，虫草素含量过高时会引起细胞毒性。当虫草素含量过高时，真菌细胞会启动解毒机制，将虫草素转化为脱氨的分子。人类自身虽然也有可用于解毒的脱氨酶，但其发生作用的机制尚不明确。“这也许暗示着对于人类来说，不宜摄入过量的虫草素。”王成树研究员说。
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发表于 2017-10-20 18:13:14
