利用灵芝与金针菇生物活性成分靶向HER2:基于营养组学、抗炎分析及计算机模拟分子对接的抗乳腺癌功能食品潜力研究

《Biochemical Pharmacology》:Glutathione S-transferase Mu 3 Mitigates alcohol-induced hepatic lipid dysregulation via PYGM suppression

【字体: 时间:2026年02月21日 来源:Biochemical Pharmacology 5.6

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  本研究探讨了云芝(Trametes versicolor)与金针菇(Flammulina velutipes)作为功能性食品对抗HER2阳性乳腺癌的潜力。研究人员评估了两种蘑菇的植物化学成分、营养组成、抗炎活性,并通过计算机模拟分子对接技术分析了其生物活性成分与乳腺癌关键靶点HER2蛋白的结合能力。结果表明,两种蘑菇富含多种生物活性物质,具有良好的抗炎效果,且其中的部分化合物(如芦丁、芹菜素)与HER2显示出显著的结合亲和力,其抗炎活性在某些浓度下甚至优于标准药物泼尼松龙。该研究为开发基于天然产物的乳腺癌辅助治疗策略或功能性食品提供了新的科学依据。

  
蘑菇,这种餐桌上的美味,不仅是烹饪的佳品,更是一座蕴含丰富生物活性物质的天然宝库。历史上,许多蘑菇品种因其独特的药用价值而被长期使用。现代科学研究也证实,蘑菇富含蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质以及多酚、类黄酮等植物化学物质,使其在营养保健和疾病预防领域展现出巨大潜力。其中,一些蘑菇的提取物已被证明具有抗炎、抗氧化甚至抗肿瘤的活性。乳腺癌,特别是人类表皮生长因子受体2(HER2)阳性的亚型,因其侵袭性强、预后相对较差,一直是癌症治疗中的难点。尽管已有曲妥珠单抗等靶向药物,但耐药性和药物毒性问题仍然存在。因此,从天然产物中寻找高效、低毒的HER2抑制剂或辅助治疗剂,成为当前研究的热点。那么,我们日常食用的蘑菇中,是否也潜藏着对抗乳腺癌的“秘密武器”呢?
本研究聚焦于两种常见的食用/药用蘑菇:云芝(Trametes versicolor)和金针菇(Flammulina velutipes)。为了全面评估它们作为功能性食品和潜在抗癌辅助剂的潜力,研究人员进行了一项多层次、综合性的分析。该研究发表在《Biochemical Pharmacology》期刊上。
为了开展此项研究,作者团队运用了多种关键技术方法。首先,他们对两种蘑菇样本进行了系统的植物化学物质定性筛查。其次,利用火焰光度计、原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)及氢化物发生原子吸收光谱(HG-AAS)等技术测定了其矿物成分;并通过高效液相色谱(HPLC)和滴定法完成了维生素和生物活性成分(类黄酮、酚类)的定量分析。再次,采用凯氏定氮法、索氏提取法等完成了常规营养成分分析。在功能活性评估方面,通过牛血清白蛋白(BSA)变性抑制实验评价了蘑菇提取物的体外抗炎活性。最后,也是本研究的核心之一,利用SwissDock平台集成的AutoDock Vina算法,对从蘑菇中鉴定出的生物活性化合物与乳腺癌关键靶点HER2蛋白进行了计算机模拟分子对接,预测其结合亲和力,并与已知抗癌药物(如多柔比星、拉帕替尼等)进行比较。
研究结果
3.1. 云芝(T. versicolor)和金针菇(F. velutipes)的定性植物化学评估
定性分析显示,两种蘑菇均富含多种生物活性成分。两者都高度含有(+++)生物碱、皂苷和酚类。云芝和金针菇均含有(++)类黄酮、单宁、意醌和醌类。此外,云芝还含有(++)苷类,而金针菇中苷类仅少量(+)存在。两种蘑菇均含有少量(+)的甾体和萜类化合物。这表明两种蘑菇都是多种生物活性物质的丰富来源。
3.2. 云芝和金针菇的矿物质组成
矿物质分析显示,两种蘑菇都是钾、镁、钙、磷等矿物质的良好来源。金针菇的镁(194.57 mg/100g)、锰(49.34 mg/100g)含量显著高于云芝,而云芝的钙(277.04 mg/100g)、铁(16.38 mg/100g)含量则显著高于金针菇。两者在钠、磷、钾、铜、锌、硒含量上无显著差异。
3.3. 云芝和金针菇的常规营养成分
常规分析表明,金针菇的蛋白质(24.71%)、脂肪(11.66%)和能量(491.57 kcal/100g)含量均显著高于云芝(分别为19.66%, 10.32%, 426.73 kcal/100g)。云芝的碳水化合物含量(44.34%)高于金针菇(34.28%)。两者的纤维、灰分和水分含量无显著差异。这表明金针菇是更优质的蛋白质和能量来源。
3.4. 云芝和金针菇的维生素组成
维生素分析显示,两种蘑菇均含有维生素A、B族(B1, B2, B5, B6, B9)、C、E和K。金针菇的维生素B2(4.29 mg/100g)、E(3.12 mg/100g)和K(44.22 μg/100g)含量显著高于云芝(分别为2.46 mg/100g, 2.13 mg/100g, 32.37 μg/100g)。金针菇的维生素C含量(77.54 mg/100g)也高于云芝(63.82 mg/100g),但差异不显著。两者均未检出维生素B12。
3.5. 云芝和金针菇的抗炎评价
通过牛血清白蛋白变性抑制实验评估抗炎活性。结果显示,两种蘑菇提取物均呈浓度依赖性抑制蛋白变性。在所有测试浓度下,金针菇提取物的抑制率均高于标准抗炎药泼尼松龙。特别是在最高浓度(1000 μg/mL)时,金针菇的抑制率达到28.65%,而泼尼松龙仅为12.16%。云芝在多数浓度下也显示出优于或与泼尼松龙相当的抑制效果。半数抑制浓度(IC50)分析进一步证实,金针菇(IC50= 2.858 μg/mL)的抗炎效力远优于云芝(IC50= 1.073 x 1010μg/mL)和泼尼松龙(IC50= 2.231 x 1014μg/mL),表明其具有很强的抗炎潜力。
3.6. 云芝、金针菇和泼尼松龙的抑制效力比较
根据IC50和Hill斜率分析,金针菇表现出最高的抑制效力和更有效的剂量反应关系,其次是云芝,而泼尼松龙在本实验体系中的效力最低。
3.7. 云芝和金针菇生物活性成分的高效液相色谱(HPLC)分析
HPLC分析鉴定出两种蘑菇中的主要类黄酮和酚类化合物。在云芝中,主要的类黄酮是山柰酚(54.2%)和芦丁(45.6%),以及少量的芹菜素(0.2%);主要的酚类包括香草酸(25.9%)、藜芦酸(38.2%)和芥子酸(14.1%)等。在金针菇中,主要的类黄酮是儿茶素(81.38%和4.45%,可能为不同形态)和芦丁(11.21%),以及少量的 orientin(2.96%);主要的酚类是香草酸(64.0%),其次是对羟基苯甲酸(20.5%)和绿原酸(8.2%)等。
3.8. 云芝和金针菇生物活性成分的对接分析
分子对接结果显示,从两种蘑菇中鉴定出的生物活性化合物能与乳腺癌靶蛋白HER2结合。其中,云芝来源的芦丁(rutin)结合亲和力最强,为-5.88 kcal/mol,与标准抗癌药物多柔比星(doxorubicin, -5.43 kcal/mol)相当。芹菜素(apigenin, -5.81 kcal/mol)和山柰酚(kaempferol, -5.78 kcal/mol)也表现出良好的结合潜力。金针菇来源的儿茶素(catechin, -5.70 kcal/mol)和 orientin(-5.24 kcal/mol)也显示出有意义的结合亲和力。相比之下,大多数酚类化合物的结合亲和力(-3.82 至 -4.83 kcal/mol)低于类黄酮和标准药物。在用作对照的标准药物中,帕唑帕尼(pazopanib, -6.20 kcal/mol)和拉帕替尼(lapatinib, -6.16 kcal/mol)的结合亲和力最高。
研究结论与重要意义
本研究系统评估了云芝和金针菇的营养价值、生物活性成分及其在抗炎和靶向HER2蛋白治疗乳腺癌方面的潜力。主要结论如下:首先,两种蘑菇均富含蛋白质、膳食纤维、必需矿物质(如钾、镁、钙)和维生素(特别是B2和C),金针菇在蛋白质和能量含量上更具优势,而云芝的碳水化合物和纤维含量更高,证实了它们作为高营养密度功能性食品的潜力。其次,植物化学分析揭示了两者含有丰富的类黄酮、酚类、生物碱和皂苷等多种生物活性物质,这些物质是其健康效应的物质基础。第三,体外抗炎实验表明,两种蘑菇提取物,尤其是金针菇提取物,在抑制蛋白质变性方面表现出浓度依赖性的强效活性,其效果甚至优于标准抗炎药泼尼松龙,提示其可用于炎症相关疾病的膳食管理。第四,也是本研究最具创新性的发现,通过计算机模拟分子对接技术,证实了从蘑菇中提取的特定类黄酮化合物(如芦丁、芹菜素、山柰酚、儿茶素)能够与乳腺癌关键靶点HER2蛋白有效结合,其结合亲和力与某些临床使用的化疗药物(如多柔比星)相当。这从理论计算层面为这些蘑菇成分的抗癌潜力,特别是针对HER2阳性乳腺癌,提供了强有力的支持。
综上所述,这项研究不仅详细描绘了云芝和金针菇作为“药食同源”资源的综合营养价值图谱,更重要的是,通过体外抗炎实验和先进的计算机模拟技术,为其抗炎和潜在的抗癌(特别是抗HER2阳性乳腺癌)应用提供了初步的科学证据。这些发现将常见的食用蘑菇提升到了潜在辅助治疗剂或癌症预防性功能性食品的高度。尽管这些结果主要基于化学分析和计算机模拟,需要进一步的细胞和动物实验乃至临床试验来验证其体内有效性和安全性,但本研究无疑为开发基于天然产物的、低毒的乳腺癌辅助治疗策略或营养干预方案开辟了新的思路,强调了日常膳食中蘑菇在促进健康和疾病预防方面可能扮演的重要角色。
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