在自然界中,冬虫夏草的孢子会感染昆虫并长出子实体,杀死正在疯狂觅食的昆虫。尽管蘑菇有令人毛骨悚然的饮食习惯,但药用生物活性化合物虫草素(一种核苷类似物)是其主要成分,因此需要对虫草进行控制栽培。虫草素是一种有效的抗病毒和抗癌物质。
冬虫夏草通常是在野外采集的,然而,它非常稀有且难以找到。而且,直到现在,在实验室中种植健康的虫草一直是阻碍对虫草素治疗潜力进行科学研究的挑战。各种团体已尝试优化其栽培条件以确保其供应,使用含有谷物或昆虫的生长培养基。尽管昆虫比糙米更能促进虫草生长,但最适合蘑菇生长的昆虫类型和组成仍不清楚。
营养成分因冬虫夏草膳食中使用的昆虫类型而异。这反过来会影响蘑菇中的虫草素含量。韩国忠北国立大学教授MiKyeongLee博士和埃及Minia大学的AymanTurk博士探索了使用六种市售可食用昆虫作为基质来确定培养虫草的最佳条件。结果发表在《微生物学前沿》杂志上,描述了一种在受控环境中培养这些难以捉摸的真菌而不丧失其效力的最佳方法。
“虫草素是一种细胞毒性核苷类似物,在癌细胞的抗增殖和抗转移方面具有互补的治疗活性。最近的研究结果促使对虫草素进行临床前和临床研究以综合治疗COVID-19,”该研究的资深作者Lee说。“本研究提出的虫草栽培方法将使虫草素的生产更有效、更经济。”
科学家们使用蟋蟀、蚕蛹、粉虫、蚱蜢、白斑花金龟子幼虫和日本犀牛甲虫培养虫草两个月,然后收获它们,以研究影响蘑菇中虫草素产生的因素。
“与在糙米上生长的虫草相比,在食用昆虫上生长的虫草所含的虫草素大约多100倍,”李说。
研究表明,在韩国犀牛甲虫(Allomyrinadichotoma)上培育的虫草产生的虫草素最高,是在蚕(Bombyxmori)蛹上培育蘑菇时该化合物产量的34倍。
研究人员还发现,昆虫体内的脂肪含量,尤其是油酸水平,而不是之前认为的蛋白质含量,对蘑菇中虫草素的产生至关重要。科学家们证明,在犀牛甲虫身上培育的虫草表达了比在其他昆虫身上培育的更高水平的参与虫草素生物合成的基因cns1和cns2。
研究人员还表明,在低性能昆虫食物中添加油酸可使虫草素产量提高50%,同时提高cns1和cns2基因表达水平。
“我们的研究令人信服地表明,在虫草生长过程中提高虫草素产量的潜在策略是使用油酸含量高的昆虫,”李说。
尽管确保虫草栽培的可食用昆虫可能不足以实现虫草素的工业规模生产,但这些结果为开发利用虫草素药用特性的新药带来了新的希望。Lee说,未来的研究将探索使用其他更丰富的昆虫来进一步提高虫草栽培效率。