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综述:蛹虫草活性成分抗肿瘤分子机制研究进展
发表日期:2026-08-17 15:03:07   责任编辑:古流骏   新闻来源:肿瘤学杂志

蛹虫草活性成分抗肿瘤分子机制研究进展

作者:张婷1,2,李向向1,2,杨妹霞1,2,王振1,2,张照杰1,2,于晓辉2,张久聪1,2

通信作者:张久聪

作者单位:1. 甘肃中医药大学第一临床医学院,甘肃 兰州 730000;2. 中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院,甘肃 兰州 730500

基金项目:国家重大战略需求和地方经济社会发展专项(31920250079);甘肃省卫生健康行业科研计划(GSWSKY2023-34);甘肃省青年基金(23JRRA1673);兰州市青年科技人才创新项目(2024-QN-39);甘肃省重点研发计划(2022-0203-SFC-0221)


摘   要:蛹虫草是一种药食兼用的真菌,其活性成分主要包括虫草素、虫草多糖、麦角甾醇及硒元素等。近年来,蛹虫草活性成分因其抗氧化、抗炎、抗肿瘤和免疫调节等多种作用而备受关注。目前大量研究聚焦于其生物活性成分、药理作用及其产业化应用方面。全文系统综述了蛹虫草活性成分在抗肿瘤分子机制中的研究进展,比较了虫草素和虫草多糖在细胞周期阻滞、细胞凋亡、自噬、调节免疫及耐药逆转等方面的作用差异,并总结了提高虫草素生物利用度的最新策略。以期为天然产物的深入研究提供理论基础,也为其在恶性肿瘤治疗中的开发应用提供新的思路。

主题词:蛹虫草;虫草素;虫草多糖;抗肿瘤;生物利用度


Research Progress on the Molecular Mechanisms Underlying the Antitumor Effects of Bioactive Components from Cordyceps Militaris

ZHANG Ting1,2, LI Xiangxiang1,2, YANG Meixia1,2, WANG Zhen1,2, ZHANG Zhaojie1,2, YU Xiaohui2, ZHANG Jiucong1,2

(1. The First Clinical Medical College of Gansu University of Chinese Medicine, Lanzhou 730000, China; 2. The 940th Hospital of the Joint Logistics Support Force of Chinese People’s Liberation Army, Lanzhou 730500, China)

Abstract: Cordyceps militaris, a valued medicinal and edible fungus, contains a range of bioactive components, notably cordycepin, polysaccharides, ergosterol, and selenium. These constituents have attracted considerable research interest due to their multifaceted pharmacological properties, such as antioxidant, anti-inflammatory, antitumor, and immunomodulatory activities. While substantial studies have focused on their bioactivity and potential applications, a comprehensive review of their antitumor molecular mechanisms is lacking. This paper systematically summarizes recent advances in understanding how Cordyceps militaris bioactive components exert antitumor effects. It specifically compares the roles of cordycepin and Cordyceps polysaccharides in inducing cell cycle arrest, apoptosis, and autophagy, modu-lating immune responses, and reversing drug resistance. Furthermore, current strategies to improve the bioavailability of cordycepin are discussed. This review aims to provide directions for further research on natural antitumor agents and to offer novel perspectives for their development in cancer therapeutics.

Subject words: Cordyceps militaris; cordycepin; Cordyceps polysaccharides; antitumor; bioavailability


恶性肿瘤已成为全球重大公共卫生挑战,据国际癌症研究署2022年数据显示:全球新发恶性肿瘤近2 000万例,肿瘤致死达970万例。尽管根治性手术、放疗、化疗、分子靶向治疗及免疫检查点抑制剂等综合治疗策略已显著提高患者生存率,但因治疗相关严重的副作用,严重影响了恶性肿瘤患者的生活质量。近年来,中药的广泛临床应用可能为抗肿瘤治疗提供了新的方向,越来越多的科学家致力于研究中草药活性成分的抗肿瘤机制,中草药逐渐成为抗击恶性肿瘤不可或缺的力量。

蛹虫草,又称北冬虫夏草,是一种珍贵的食药两用的子囊菌。在20世纪80年代,蛹虫草已实现人工规模化生产,其生产周期短,不受地域限制。人工栽培蛹虫草的虫草素和虫草多糖含量比野生冬虫夏草更高,且药用价值高度相似。现代药理学研究已证实,蛹虫草具有抗炎、抗肿瘤、免疫调节等多种药理作用,其中尤以抗肿瘤作用最受关注。近年来,大量研究聚焦于蛹虫草生物活性成分、药理作用及其产业化应用方面,但有关其抗肿瘤机制方面的综述报道较少。基于此,本文综述了蛹虫草活性成分在抗肿瘤分子机制中的研究进展,并为进一步深入研究和临床应用提供理论依据。

1 蛹虫草抗肿瘤活性成分

随着提取和检测技术的发展,蛹虫草活性成分已逐渐被鉴定,包括虫草素、虫草多糖、虫草酸、麦角甾醇、微量元素硒以及蛋白质和多肽类等,其中虫草素和虫草多糖被认为是两种最重要的生物活性物质。

1.1   虫草素

虫草素,又称为3′-脱氧腺苷,一种嘌呤生物碱,其分子式为C10H13N5O3,分子量251.24 Da。研究证实,虫草素具有抗肿瘤作用,可通过多靶点、多通路协同作用,显著抑制肿瘤增殖、迁移、侵袭,还可调节多种类型肿瘤细胞的化疗耐药性。

1.2   虫草多糖

虫草多糖是蛹虫草中含量最高的成分,其结构组成复杂且易溶于水,具备多重生物学效应。药理学研究证实,该多糖具有抑制肿瘤发生与进展、调控炎症反应、抗氧化损伤、改善血糖及血脂水平,同时还能增强机体免疫反应等药理作用。其中,在抗肿瘤方面,虫草多糖不仅可直接杀伤肿瘤细胞,还可通过重塑肿瘤微环境,进而发挥抗肿瘤作用。

1.3   其他

蛹虫草中的微量元素硒和麦角甾醇也被证实具有潜在的抗肿瘤活性。其中,富含硒的蛹虫草可通过诱导非小细胞肺癌细胞的G2/M期阻滞,显著抑制肿瘤增殖。另外,Chen等通过构建肺癌和肝癌小鼠模型,发现麦角甾醇能显著抑制肿瘤生长。

蛹虫草中各类活性成分并非孤立作用,而是通过多成分互相作用,产生协同的抗肿瘤效应,并且其低毒性和高安全性的特点,使蛹虫草活性成分在抗肿瘤领域中凸显出独特优势。

2 蛹虫草活性成分抗肿瘤分子机制

蛹虫草活性成分具有广泛的抗肿瘤机制,其机制主要包括诱导细胞周期阻滞、促进凋亡与焦亡、调控自噬、抑制侵袭与转移以及重塑肿瘤免疫微环境等,以多靶点、多通路、多途径的方式抑制肿瘤的发生与进展。另外,蛹虫草活性成分还具有逆转耐药性,增强放疗和化疗药物的敏感性等作用。

2.1   诱导肿瘤细胞周期阻滞

细胞周期调控失衡是驱动肿瘤恶性增殖的核心机制,其中G1/S期的细胞周期阻滞尤为关键。蛹虫草活性成分通过多种途径影响细胞周期,包括调节细胞周期蛋白(Cyclin)和细胞周期蛋白激酶(cyclin-dependent kinases,CDK),从而抑制各种类型恶性肿瘤中肿瘤细胞的增殖。在胰腺癌细胞中,虫草素可显著抑制细胞增殖,其通过激活检查点激酶2(checkpoint kinase 2,Chk2)通路,下调CDK2和Cyclin A,导致S期细胞周期阻滞,从而减少DNA复制并诱发 DNA损伤。在宫颈癌细胞中,虫草多糖主要通过激活肿瘤蛋白53(tumor protein 53,P53)、抑制Cyclin/CDK轴,进而导致肿瘤细胞G1/S期阻滞,从而抑制肿瘤细胞增殖。此外,在非小细胞肺癌细胞中,虫草素与抗血管生成药阿帕替尼联合处理48 h后,G1期细胞比例显著增高。进一步研究发现虫草素联合阿帕替尼通过下调VEGF/PI3K/AKT通路,在G1期引发阻滞,从而增强抗增殖作用。总而言之,虫草素和虫草多糖能够通过调控不同信号通路和周期蛋白,导致肿瘤细胞G1和S期阻滞,从而抑制肿瘤细胞的异常增殖。说明蛹虫草活性成分具有多靶点、可协同的特点,其通过诱导肿瘤细胞周期阻滞被认为是一种具有前景的恶性肿瘤治疗方法(Figure 1)。


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2.2   诱导肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡是一种程序性细胞死亡途径,是机体维持稳态的重要调控机制,在肿瘤发生与进展的负向调控中发挥关键作用。细胞凋亡途径主要包括外源性途径(死亡受体介导的细胞凋亡)、内源性途径(线粒体介导的细胞凋亡)和内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)途径。

外源性凋亡途径由细胞外配体与死亡受体结合启动,配体-受体在膜上形成含死亡域的复合体,募集并激活含死亡结构域的适配蛋白,从而激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(cystein-asparate protease,Caspase)级联反应,最终导致细胞凋亡。研究发现,蛹虫草提取物(cordyceps militaris extract,CME)通过上调肿瘤坏死因子受体(tumor necrosis factor receptor,TNFR)的表达,抑制核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)通路,并降低Bcl-xL、Bcl-2等抗凋亡蛋白的表达,最终导致卵巢癌细胞凋亡。此外,Zhang等构建的多糖-硒纳米颗粒(polysaccharide selenium nanoparticles,EPS-SeNPs)在体外抑制肝癌HepG2细胞生长的效应呈剂量与Se含量依赖性;其中粒径最小的EPS-Se-3(79 nm)抗肿瘤活性最强。该纳米颗粒主要通过网格蛋白介导的内吞进入细胞,进入细胞后既破坏细胞膜和线粒体完整性、增加活性氧,又同时上调凋亡相关因子(factor-related apoptosis,Fas)、P53、Bax以及Caspase-8/9/3水平,并伴随Bcl-2和多腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase,PARP)水平下降,从而诱导肝癌细胞凋亡。

内源性途径是由某些促凋亡因子引起线粒体外膜透化,促进线粒体释放细胞色素C(cytochrome C,Cyt c),触发细胞凋亡小体的形成和Caspase-3激活,引发下游 Caspase 级联反应,从而诱导细胞凋亡。大分子虫草多糖(large molecular weight cordyceps polysaccharide,LMWCP)在肝癌小鼠模型中,显著降低白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10)水平,下调STAT3/Bcl-2,促进Cyt c释放与Caspase-8/3裂解,提示其通过免疫激活和凋亡诱导双重机制发挥抗肿瘤效应。另外,虫草素在乳腺癌细胞系中,可上调Bax,下调Bcl-2,激活Caspase-8/9/3裂解,从而诱导典型的线粒体介导和Caspase依赖的凋亡过程。此外,在口腔癌细胞中,虫草素可引起c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)明显磷酸化,进一步促使Caspase-8/9/3及PARP裂解;当加入JNK抑制剂时,凋亡被显著抑制,说明JNK是虫草素诱导凋亡的重要上游信号。

ERS途径是由内质网内蛋白质的积累和钙稳态紊乱引起的,通常会激活未折叠蛋白反应,从而导致细胞凋亡。在应激发生时,未折叠或错误折叠的蛋白质在内质网腔中积累,进而激活蛋白激酶R样内质网激酶(protein kinase R-like endoplasmic reticulum kinase,PERK)、激活转录因子6(activating transcription factor 6,ATF6)和肌醇酶1(inositol-requiring enzyme 1,IRE1)等信号通路,这些通路通过调控 CHOP、Ca2+/Calpain和Caspase-12等分子,诱导细胞凋亡。研究发现,虫草素可通过下调PERK的表达,同时上调葡萄糖调节蛋白78(glucose regulated protein 78 kD,GRP78)、磷酸化真核起始因子(phospho-eukaryotic initiation factor,p-eIF)2α、p-IRE1α和CHOP的表达,进而激活ERS反应,在小鼠间质瘤细胞中增强放射敏感性,从而诱导其凋亡。此外,在肝癌细胞的研究中,虫草素能够激活ERS和未折叠蛋白反应,通过影响钙离子稳态和氧化还原反应,诱导氧化应激反应,进一步损伤线粒体功能。

综上所述,蛹虫草通过调控外源性、内源性及ERS途径,发挥多途径的抗肿瘤作用。外源性途径中,虫草提取物通过上调TNFR表达和抑制NF-κB通路促进凋亡;内源性途径中,虫草素通过激活Bax、下调Bcl-2、激活Caspase级联反应诱导凋亡;ERS途径中,虫草素通过激活PERK、CHOP和Caspase-12,增强放射敏感性并诱导细胞凋亡。因此,蛹虫草通过多靶点、多信号通路协同作用,增强肿瘤细胞凋亡,并具有潜在的联合治疗应用前景(Figure 1)。

2.3   调节肿瘤细胞自噬

自噬是一种细胞稳态维持机制,在肿瘤发生及进展中具有双重作用:既能通过清除损伤细胞发挥抗肿瘤效应,也能在能量匮乏时为肿瘤细胞提供能量。研究显示,蛹虫草活性成分通过多条信号通路诱导肿瘤细胞自噬,抑制其增殖并促进凋亡。在非小细胞肺癌中,虫草素可显著上调微管相关轻链蛋白3-Ⅱ/Ⅰ(light chain 3-Ⅱ/Ⅰ,LC3-Ⅱ/Ⅰ),并降低抗凋亡蛋白(cellular-FLICE inhibitory protein,c-FLIP)的水平,通过抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mechanistic target of rapamycin kinase,mTOR)磷酸化激活自噬。自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA)处理后,虫草素诱导的细胞凋亡比例由43.6%降至18.2%。在卵巢癌细胞中,虫草素经由平衡型核苷载体1(equilibrative nucleoside transporters 1,ENT1)介导的腺苷摄取,激活腺苷5′-磷酸激活蛋白激酶依赖的蛋白激酶(adenosine 5′-monophosphate-activated protein kinase,AMPK)并抑制 mTOR 通路,诱导显著的自噬流增强,细胞活力降低约 60%。同时,Jang等发现虫草素可上调Dickkopf相关蛋白1(Dickkopf-related protein 1,Dkk1)表达2.7倍,抑制β-连环蛋白(β-catenin)信号,诱导自噬相关基因(autophagy related gene 8,Atg8)蛋白和Beclin-1增加,并提升LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ及Caspase-3/8/9、PARP-1 水平,表现出自噬与凋亡的协同抗肿瘤效应。此外,虫草多糖也表现出显著的自噬调控作用。Qi等发现虫草多糖可显著抑制PI3K/AKT/mTOR通路磷酸化水平,上调AMPKα与unc-51样激酶1(unc-51-like kinase 1,ULK1)磷酸化的表达,诱导结肠癌细胞形成大量自噬泡。综上,蛹虫草活性成分通过调控mTOR、AMPK、PI3K/AKT等信号通路,诱导多种肿瘤细胞发生自噬与凋亡。因此,蛹虫草活性成分以多靶点方式协调自噬与凋亡过程,为天然抗肿瘤药物研发提供了重要的分子依据(Figure 1)。

2.4   抑制肿瘤细胞侵袭和转移

恶性肿瘤的侵袭和转移是导致术后复发及肿瘤相关死亡的主要原因。研究表明,蛹虫草活性成分对多种肿瘤的侵袭与转移具有显著抑制作用。

上皮间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是肿瘤侵袭与转移的起始环节,其特征为E-cadherin表达下调、N-cadherin及波形蛋白(vimentin,VIM)表达升高,导致细胞间黏附减弱、迁移性增强。Zhou等在胆管癌细胞中发现,虫草素可通过抑制ERO1A/mTOR/SREBP1信号通路,重新编程脂质代谢并逆转EMT进程。此外,Wei等研究表明,虫草素能特异性下调乳腺癌细胞中EMT相关转录因子SLUG、TWIST1、SNAIL1及ZEB1的表达,E-cadherin水平较对照组显著升高约2.3倍,而N-cadherin和VIM表达分别下降约60%和55%,这说明虫草素通过干预EMT转录调控轴有效阻断肿瘤转移。

基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)是细胞外基质重塑和肿瘤细胞侵袭、转移的关键分子,其中MMP-2与MMP-9通过降解Ⅳ型胶原及基底膜成分,为肿瘤细胞突破组织屏障提供病理基础。因此,抑制MMPs的表达可有效阻断肿瘤细胞的侵袭和迁移。研究表明,虫草素可通过自噬依赖的机制抑制FAK/AKT磷酸化,显著降低MMP-2和MMP-9的活性,从而阻止口腔鳞状癌细胞的侵袭和转移。另外,虫草素还通过下调前列腺素E2受体4亚型(prostaglandin E2 receptor 4,EP4)的表达并阻断AMPK通路,抑制MMP-9的活性,显著抑制结直肠癌细胞的迁移与侵袭。

肿瘤血管生成是由缺氧诱导、伴随血管生成素与血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)上调的复杂过程,是肿瘤生长、侵袭和转移的必要条件。VEGF通过与其受体(VEGF receptor,VEGFR)结合,激活下游PI3K/AKT和ERK等信号通路,促进内皮细胞增殖与新生血管形成。因此,阻断VEGF-VEGFR信号是抑制肿瘤进展的有效策略。研究表明,虫草素联合阿帕替尼可协同下调VEGF/PI3K/AKT信号通路,使VEGF表达降低约60%,抑制血管生成与肿瘤扩散。此外,其还可通过抑制细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)信号传导,进而抑制胆管癌血管生成,降低血小板-内皮细胞黏附分子(platelet endothelial cell adhesion molecule-1,PECAM-1,又称CD31)阳性血管密度约45%。

趋化因子受体(C-X-C motif chemokine receptor,CXCR)是一类G蛋白偶联跨膜受体,其介导的趋化因子信号轴在肿瘤的恶性播散中起关键作用。其主要通过介导CXC趋化因子配体12 (C-X-C motif chemokine ligand 12,CXCL12)与CXCR4的信号轴,激活下游NF-κB、PI3K/AKT等信号通路,从而促进肿瘤细胞的迁移和侵袭。因此,抑制CXCR4的表达及其信号通路被认为是阻断肿瘤转移的重要分子靶点。研究发现,虫草素通过抑制NF-κB活化及转录因子P65的核易位,进而下调CXCR4的表达,显著诱导CXCL12的趋化迁移能力,从而抑制肝癌细胞的迁移与侵袭。

综上所述,蛹虫草活性成分在多环节、多靶点上展现出显著的抗转移潜能。其通过下调EMT关键转录因子,抑制肿瘤细胞由上皮向间质表型转化;同时抑制MMP-2/MMP-9活性,阻断细胞外基质降解;并通过干扰VEGF/PI3K/AKT及ERK信号通路抑制血管生成。此外,虫草素还能下调CXCR4及NF-κB活化,削弱趋化迁移能力。总之,蛹虫草通过多信号通路协同调控,系统性地阻断了肿瘤侵袭和转移,为其作为天然多靶点抗癌药物提供了坚实的分子依据(Figure 1)。

2.5   诱导肿瘤细胞焦亡

细胞焦亡是一种依赖炎症小体活化的程序性细胞死亡形式,主要分为经典与非经典途径。在经典途径中,Caspase-1/4/5/11激活并裂解细胞焦亡蛋白D(gasdermin D,GSDMD),形成细胞膜孔洞,引起细胞肿胀与裂解;在非经典途径中,Caspase-3激活细胞焦亡蛋白E(gasdermin E,GSDME)裂解介导焦亡,是连接凋亡与焦亡的重要机制。研究表明,虫草素可通过诱导ERS上调硫氧还蛋白互作蛋白(thioredoxin-interacting protein,TXNIP)表达,并促进NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3,NLRP3)囊泡的合成、GSDMD的裂解,导致肝癌细胞焦亡。同时,在肺癌细胞中,CME处理 2 h后,Caspase-3活性增强约 2.6 倍,N-端结构域(GSDME-N)表达上升约2.2倍,细胞乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)释放率增加约60%,并观察到典型焦亡形态。当使用Caspase-3抑制剂预处理后,上述变化显著减弱,表明CME诱导的细胞死亡主要依赖于Caspase-3/GSDME焦亡通路。综上,蛹虫草活性成分可通过TXNIP/NLRP3/GSDMD 经典焦亡通路及caspase-3/GSDME非经典焦亡通路双向诱导肿瘤细胞焦亡,表现出显著的抗肿瘤效应。这一发现不仅拓展了蛹虫草抗肿瘤的分子机制研究,也为开发以焦亡为靶点的天然药物提供了新的理论依据(Figure 2)。



2.6   调节免疫

近年来研究表明,蛹虫草活性成分在肿瘤免疫调控中展现出独特优势。虫草多糖可通过抑制程序性死亡配体1/程序性死亡受体1(programmed death-ligand 1/programmed death protein-1,PD-L1/PD-1)免疫检查点轴,促进肿瘤相关巨噬细胞免疫抑制型M2表型向抗肿瘤型M1表型转化,并激活T淋巴细胞功能,从而发挥抗肿瘤作用。小分子多糖可使脾脏指数提高约32%,自然杀伤(natural kill,NK)细胞活性提升约45%,血清白细胞介素-2(interleukin 2,IL-2)与肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平分别增加2.3倍和1.8倍;同时肿瘤抑制率达到48.6%,通过改善免疫器官状态、增强免疫细胞活性与细胞因子水平以及调节淋巴细胞亚群分布,显著抑制肝癌细胞增殖。研究表明,虫草素通过上调白蛋白表达、增加CD8+ T细胞浸润来增强对乳腺癌的抗肿瘤能力。此外,虫草素还通过调控丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)通路募集免疫细胞,使肿瘤组织中巨噬细胞与T细胞浸润提升约1.6倍,并显著减缓非小细胞肺癌的进展。综上所述,蛹虫草活性成分通过抑制免疫检查点、促进巨噬细胞重编程、增强T细胞活性、提升免疫器官功能以及调控MAPK免疫信号等多途径重塑肿瘤免疫微环境,为天然产物免疫治疗提供了重要方向(Table 1)。


2.7   逆转耐药性,提高敏感性

肿瘤化疗耐药是导致肿瘤治疗失败和复发的关键因素。目前,联合治疗已成为晚期恶性肿瘤的一线策略,因为不同药物通过互补机制可最大限度降低肿瘤细胞耐药风险。近年来,虫草素在逆转肿瘤耐药和增强肿瘤对其他疗法敏感性方面具有巨大潜力。研究发现,虫草素通过诱导AMPK激活和抑制AKT信号通路,在肺癌和骨肉瘤等多种恶性肿瘤中显著增强顺铂的敏感性。Oh等研究证实,虫草素通过激活PI3K信号传导降低Ets-1转录因子活性,进而抑制多药耐药蛋白1启动子的活性,从而逆转肿瘤细胞对顺铂的耐药表型。另外,虫草素与细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)阻断联用可改善CD8+ T细胞效应功能,同时减少耗竭CD8+ T细胞比例和Foxp3+ Treg细胞数量,从而重塑肿瘤微环境,提高免疫疗效。在增强放射治疗敏感性方面,虫草素能够抑制DNA损伤修复蛋白 Ku70/Ku80 表达。Dong等进一步研究发现,在乳腺癌细胞系中,虫草素可通过下调核因子相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor,Nrf2)及其下游血红素氧合酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)表达,从而导致活性氧积累,从而发挥放疗增敏作用。这种放射增敏作用为降低临床放疗剂量、减少正常组织损伤和提高放疗疗效提供了新思路。

3 虫草素的生物利用度

尽管虫草素在抗肿瘤方面展现出显著潜力,但其临床应用受到水溶性差、在体内被腺苷脱氨酶 (adenosine deaminase,ADA)快速脱氨、代谢稳定性低、生物利用度不足等药代动力学特性限制。从代谢稳定性角度,Xia等发现蛹虫草在生物合成虫草素的同时合成喷司他丁,两者共同构成“保护-被保护”分子对:喷司他丁可抑制ADA对虫草素的脱氨作用,从而显著提升虫草素在体内的稳定性。在结构修饰方面,Gu等通过分子工程构建了多种新型虫草素衍生物,其中N^6-位修饰的2c衍生物在ADA存在条件下仍保持较高稳定性,其活性显著优于母体虫草素。近年来,纳米技术在提升抗肿瘤药物靶向递送方面显示出广泛应用前景。Ali等指出,纳米制剂可通过粒径(一般<200 nm)、表面配体修饰及拓扑结构优化,在被动靶向与主动靶向双重作用下显著提升肿瘤部位药物蓄积。Zhang等进一步发现,虫草素与牛血清白蛋白或脂质体形成复合物后,其在血液中的稳定分布增强,且组织靶向性升高;同时虫草素跨膜扩散速率增加,有利于提高其药效。综上,蛹虫草活性成分在药剂学和分子工程方面已取得关键性突破,包括代谢稳定性提升、跨膜扩散增强以及靶向递送效率提高,为其抗肿瘤临床转化提供了坚实的材料基础与技术支撑。

4 总结与展望

蛹虫草是一种兼具药用与食用价值的天然真菌,其活性成分通过多组分、多通路与多靶点的协同机制,在调控细胞周期、诱导凋亡与焦亡、调节自噬、抑制侵袭和转移、逆转耐药性以及重塑肿瘤免疫微环境等方面,展现出显著的抗肿瘤潜力。与传统化疗药物相比,蛹虫草来源天然、毒副作用较低,在耐受性和安全性方面具有潜在优势。同时,近年来药剂学领域的进展,如结构修饰策略、纳米递药系统和代谢稳定性优化,为其临床应用提供了新的技术路径。

然而,现阶段证据仍主要集中在基础研究层面,并呈现出模型差异大、剂量标准不统一、有效成分界定不清等问题。不同研究使用的蛹虫草来源、培养条件和提取工艺存在显著差异,导致活性物质含量波动较大,限制了结果之间的可比性。此外,对其体内代谢特征、组织分布、长期给药安全性及不同肿瘤类型中的敏感性差异,目前缺乏系统研究,尚不足以支撑临床应用的推进。

未来研究应重点围绕以下方向展开:第一,建立活性成分的定量分析与质量控制体系,减少研究间差异;第二,利用多组学技术明确其关键作用成分和核心靶点,避免“全成分推效应”带来的不确定性;第三,通过药代动力学与毒理实验获得系统数据,为临床试验设计提供依据。

综上所述,蛹虫草活性成分在抗肿瘤研究中展现出一定的机制基础和应用潜力,具有较高的科研与转化价值。随着其作用机制的进一步阐明和药剂工程技术的不断成熟,有望为肿瘤综合治疗提供新的干预策略与药物研发方向。