為什么腐生真菌具有極好的藥用特性

真菌王國(guó)是一個(gè)令人難以置信的奇妙生物群。真菌種類(lèi)多達(dá)10萬(wàn)種以上，每年都有數(shù)以千計(jì)的新物種被描述。通過(guò)使用現(xiàn)代遺傳技術(shù)（PCR和RFLP），我們可以非常準(zhǔn)確地對(duì)新物種進(jìn)行鑒定或分類(lèi)，因此它們的數(shù)量還會(huì)不斷增加，估計(jì)約有150萬(wàn)種。

大型真菌一般由兩部分組成，其營(yíng)養(yǎng)部分稱(chēng)為菌絲體，是由菌絲交織成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；其生殖（有性）部分稱(chēng)為子實(shí)體，真菌主要通過(guò)子實(shí)體為大家所認(rèn)知。

根據(jù)營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)類(lèi)型，真菌可分為3類(lèi)：（1）寄生型——需要活細(xì)胞。它們是寄生在植物、動(dòng)物（包括人類(lèi)）以及真菌上的真菌病原體。（2）共生型——與植物的根有關(guān)。這一類(lèi)型真菌被稱(chēng) 為菌根菌。（3）腐生型——從死亡的有機(jī)物質(zhì)中獲取營(yíng)養(yǎng)。

圖 1 平菇菌絲體抑制細(xì)菌生長(zhǎng)

腐生菌（木腐菌）具有最有效的藥用特性。原因在于它們獨(dú)特的消化方式——溶養(yǎng)（Lysotrophy）。 它們生活在各種死去的有機(jī)物質(zhì)上，分泌消化酶——胞外酶（溶酶）到這些物質(zhì)中，消化過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞外（體外）。胞外酶的連續(xù)活動(dòng)將有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單物質(zhì)。細(xì)胞外腐化過(guò)程的最終產(chǎn)物是葡萄糖，然后葡萄糖被吸收到菌絲細(xì)胞中進(jìn)行自身的新陳代謝，合成菌絲體和子實(shí)體生長(zhǎng)所需的特定物質(zhì)。然而，基質(zhì)中的葡萄糖也可以被大量的其他微生物利用，這些微生物是真菌獲取“溶養(yǎng)型”葡萄糖的競(jìng)爭(zhēng)者。

為了保護(hù)葡萄糖不被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手侵占，腐生真菌將次生代謝產(chǎn)物作為防御化合物釋放到基質(zhì)中以控制競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手（圖1）。基質(zhì)中競(jìng)爭(zhēng)微生物種類(lèi)的繁多反映在真菌次生代謝產(chǎn)物的多樣性上。因此，真菌代謝產(chǎn)物復(fù)雜而高度多樣化，包括多糖、蛋白質(zhì)、萜類(lèi)化合物、皂苷、甾醇類(lèi)、聚酮類(lèi)化合物（黃曲霉毒素B1）、酚類(lèi)、凝集素他汀類(lèi)藥物、生物堿類(lèi)等。藥用菌的次生代謝物具有廣泛的生物活性，攝入后對(duì)人體微生物有類(lèi)似的作用。因此，藥用菌的治療作用很廣泛，其次生代謝產(chǎn)物有助于緩解多種疾病。

然而，當(dāng)前對(duì)腐生菌的研究還不夠深入，特別是菌絲體及其生理機(jī)制。了解菌絲生長(zhǎng)的生理機(jī)制對(duì)于真菌的培養(yǎng)和具有藥用價(jià)值的化合物的生產(chǎn)至關(guān)重要。為此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室條件下研究了一些最常見(jiàn)的白腐真菌菌絲間的相互作用。通過(guò)對(duì)“離體”木腐菌的研究發(fā)現(xiàn)，不同木材腐殖菌之間的關(guān)系可以表現(xiàn)為協(xié)同、中立、占領(lǐng)或拮抗的作用（圖 2）。

木材上的假菌核（“區(qū)域線”）就是不 同種類(lèi)木腐菌之間拮抗作用結(jié)果的典型 例子（圖 3）。“區(qū)域線”是一種特殊的白腐 病，發(fā)生在木材同時(shí)感染幾種真菌的部位 它是由基材的分解不均勻造成，反映為受感染木材的典型的彩色外觀。分解區(qū)域因 排出的次級(jí)代謝產(chǎn)物影響而產(chǎn)生的黑色 區(qū)域線。不同菌種的拮抗組合，形成了基 材的顏色。

圖 2 不同種類(lèi)木材腐朽真菌相互作用

圖 3 “區(qū)域線”

我們發(fā)現(xiàn)，兩種真菌在固體培養(yǎng)基上組合培養(yǎng)會(huì)形成抑菌圈，并能對(duì)著生的木材樣品進(jìn)行染色，尤以裂褶菌（Schizophyllum commune）/紫韌革菌（Chondrostereum purpureum）組合的基質(zhì)著色力最強(qiáng)。這表明拮抗真菌產(chǎn)生抗真菌次生代謝產(chǎn)物，并通過(guò)培養(yǎng)基向木材基質(zhì)擴(kuò)散。我們?cè)诓煌膶?duì)真菌的浸沒(méi)培養(yǎng)物中觀察到相同的現(xiàn)象：其液體培養(yǎng)基均被染色，有藍(lán)色、黃色、棕色等。表明真菌通過(guò)相互作用，將次生代謝產(chǎn)物釋放到固體、液體生長(zhǎng)培養(yǎng)基以及作為雙菌絲培養(yǎng)物的木材樣品上。

從兩種菌絲培養(yǎng)物的抑菌圈和純菌絲培養(yǎng)物中，我們提取代謝物并采用高效液相色譜法（HPLC）進(jìn) 行分析，結(jié)果峰值只出現(xiàn)在雙菌絲培養(yǎng)的抑菌圈區(qū)域。無(wú)論由哪兩種真菌種類(lèi)進(jìn)行組合，在相同的保留 時(shí)間，其抑菌圈均出現(xiàn)相同的峰值。這意味著不同的真菌物種“說(shuō)”同一種語(yǔ)言。

圖 4 提取的真菌代謝產(chǎn)物能抑制其他真菌的菌絲生長(zhǎng)

同時(shí)，我們還證明了從裂褶菌/云芝[Trametes （Coriolus）]雙菌絲培養(yǎng)的抑菌圈上提取的代謝物可以抑制平菇（Pleurotus ostreatus）菌絲的生長(zhǎng)（圖 4）。并從硫黃菌（Laetiporus sulphureus）子實(shí)體中提取出可抑制人類(lèi)免疫缺陷病毒（HIV）酶活性的化合物。

此外，真菌次生代謝產(chǎn)物還具有多種其他生物作用，例如它們可以參與細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、黏附和真菌發(fā)育等過(guò)程。次生代謝產(chǎn)物平菇素，是一種來(lái)自平菇的蛋白質(zhì)。在生長(zhǎng)過(guò)快的平菇菌絲表面施用平菇素，對(duì)菌絲生長(zhǎng)僅有輕微的抑制作用，但能較強(qiáng)地誘導(dǎo)原基的形成，促進(jìn)原基向子實(shí)體發(fā)育。

由于真菌競(jìng)爭(zhēng)能誘導(dǎo)（刺激）次生代謝產(chǎn)物的合成，因此我們建議醫(yī)學(xué)上對(duì)藥用真菌采用混合培養(yǎng)方式，以獲得具有更高治療價(jià)值的化合物。

本文為Franc Pohleven 教授在第十屆國(guó)際藥用菌大會(huì)上的演講稿，經(jīng)其同意，由《食藥用菌》編輯部鄭玲翻譯整理成文，并發(fā)表于《食藥用菌》, 2019(6)。