云芝与金针菇的营养、抗炎及靶向HER2的计算机模拟抗乳腺癌潜力研究

《Biochemistry and Biophysics Reports》：Nutritional, Anti-inflammatory, and in-silico inhibitory Studies of Trametes versicolor (L.) Lloyd and Flammulina velutipes (Curtis) on HER2 breast cancer protein

本研究旨在解决当前HER2阳性乳腺癌靶向治疗中存在的药物耐药性和系统毒性问题，研究人员对云芝（Trametes versicolor）和金针菇（Flammulina velutipes）开展了全面的营养学、抗炎活性及针对HER2蛋白的计算机模拟抑制研究。结果表明，两种蘑菇含有丰富的营养成分和生物活性物质，展现出显著的抗炎活性；其分离的化合物（如芦丁、芹菜素等）在分子对接中显示出与标准化疗药（如阿霉素）相当的HER2结合亲和力。这为开发基于蘑菇来源的功能性食品或抗癌辅助治疗剂提供了重要的科学依据。

　　

乳腺癌，尤其是HER2（人表皮生长因子受体2）阳性亚型，因其侵袭性强、复发风险高，一直是医学界攻克的难点。尽管靶向HER2的疗法（如曲妥珠单抗）显著改善了患者预后，但耐药性和药物毒性问题如影随形，呼唤着更安全、多靶点的新型治疗策略。在此背景下，天然产物因其多组分、多靶点的协同作用机制而备受瞩目。蘑菇，作为兼具营养与药用价值的“食材”，是否蕴藏着对抗HER2阳性乳腺癌的秘密武器？这正是尼日利亚圣约大学的研究人员Osamudiame M. Iyekekpolor等人试图回答的问题。他们选择两种常见的食用菌——云芝（Trametes versicolor）和金针菇（Flammulina velutipes），进行了一场从“餐桌”到“靶点”的深入探索，相关成果发表在《Biochemistry and Biophysics Reports》。

为了全面评估这两种蘑菇的潜力，研究人员采用了一套综合性的技术方法。研究首先在尼日利亚拉各斯采集了两种蘑菇的样本。随后，研究运用经典的植物化学方法（如Harborne法）进行定性筛查；采用国际官方分析化学家协会（AOAC）标准方法进行近似成分分析（包括蛋白质、脂肪、纤维、灰分、水分和碳水化合物）；利用原子吸收光谱、火焰光度法和高效液相色谱等技术测定矿物质（如钾、钙、镁）和维生素（A、B族、C、E、K）含量。在生物活性评估方面，采用了基于蛋白质变性的体外抗炎测定法（以泼尼松龙为标准对照）。此外，研究通过高效液相色谱分析了蘑菇提取物中的黄酮类和酚类化合物成分。最后，利用分子对接技术（使用SwissDock平台和AutoDock Vina算法），将鉴定出的生物活性化合物与乳腺癌关键靶点HER2蛋白进行结合模拟，并以已知的化疗药物（如阿霉素、拉帕替尼）作为参照。

3. 结果

3.1. 云芝和金针菇的定性植物化学评估

研究对两种蘑菇进行了全面的植物化学筛查。结果显示，两种蘑菇均富含酚类、皂苷和生物碱。金针菇的黄酮类化合物含量更高，而云芝的苷类和生物碱含量相对突出。这初步证实了两种蘑菇作为生物活性物质来源的潜力。

3.2. 云芝和金针菇的矿物质组成

矿物质分析表明，两种蘑菇均含有丰富的钾、镁、钙、磷等必需矿物质。具体而言，金针菇的镁和锰含量显著高于云芝，而云芝的钙和铁含量更高。这显示了它们作为膳食矿物质补充来源的价值。

3.3. 云芝和金针菇的近似组成

营养分析揭示了两种蘑菇的不同营养特点。金针菇在能量、蛋白质和脂肪含量上均显著高于云芝，其蛋白质含量达24.71%。云芝则含有更高的碳水化合物和纤维。金针菇的能量值为491.57 kcal/100 g，高于云芝的426.73 kcal/100 g。

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）、C、E和K。金针菇的维生素C含量显著更高（77.54 mg/100 g），而云芝的维生素B₂含量更高（2.46 mg/100 g）。两者均未检测到维生素B₁₂。

3.5. 云芝和金针菇的抗炎评价

通过抑制蛋白质变性实验评估抗炎活性。结果表明，两种蘑菇提取物均能浓度依赖性地抑制蛋白质变性，表现出显著的抗炎效果。特别值得注意的是，在多个浓度点，尤其是高浓度下，金针菇提取物的抑制效果甚至优于标准抗炎药泼尼松龙。进一步的抑制效力比较显示，金针菇的IC₅₀值（2.858 μg/mL）远低于云芝和泼尼松龙，表明其具有更高的抗炎效力。

3.6. 云芝和金针菇生物活性成分的HPLC分析

高效液相色谱分析精确鉴定出两种蘑菇中的关键生物活性分子。在云芝中，黄酮类以芦丁（45.6%）和山柰酚（54.2%）为主；酚酸类则以藜芦酸、香草酸和绿原酸含量较高。在金针菇中，黄酮类主要是儿茶素（81.38%），同时也含有芦丁和荭草素；酚酸类以香草酸（64.0%）和对羟基苯甲酸为主。

3.7. 云芝和金针菇生物活性成分的对接分析

分子对接是本研究评估抗癌潜力的核心。研究人员将上述鉴定出的化合物与HER2蛋白进行分子对接模拟，并以已知抗癌药物（阿霉素、拉帕替尼、帕唑帕尼、帕妥珠单抗）作为参照。结果显示，从云芝中鉴定出的黄酮类化合物，如芦丁（-5.88 kcal/mol）、芹菜素（-5.81 kcal/mol）和山柰酚（-5.78 kcal/mol），与HER2的结合亲和力与阳性对照药阿霉素（-5.43 kcal/mol）相当甚至更优。从金针菇中鉴定出的荭草素（-5.24 kcal/mol）和儿茶素（-5.70 kcal/mol）也显示出良好的结合潜力。虽然这些天然化合物的亲和力略低于最强的靶向药拉帕替尼（-6.16 kcal/mol）和帕唑帕尼（-6.20 kcal/mol），但其结果极具前景，提示这些蘑菇来源的化合物可能通过结合HER2而发挥抗癌作用。

4. 结论与讨论

本研究系统评估了云芝和金针菇的营养价值、抗炎活性和靶向HER2的抗癌潜力。结论可以归纳为以下几点：首先，两种蘑菇均是营养宝库，富含蛋白质、膳食纤维、多种维生素和矿物质，金针菇在能量和蛋白质方面更具优势，而云芝的纤维和特定矿物质（如钙、铁）含量突出，具备作为功能性食品基料的良好潜质。其次，两者均展现出显著的体外抗炎活性，其效果在较高浓度下甚至优于标准药物泼尼松龙，这与其富含的黄酮类、酚类等抗炎物质密切相关。最后，也是本研究最具启发性的发现，通过计算机模拟（in-silico）分子对接，从两种蘑菇中鉴定出的多个生物活性化合物（特别是芦丁、芹菜素、山柰酚、儿茶素）显示出与HER2蛋白的良好结合亲和力，其水平与经典化疗药阿霉素相当。这表明这些蘑菇提取物或其纯化成分，有可能通过干扰HER2信号通路来抑制乳腺癌细胞生长，为开发基于天然产物的HER2阳性乳腺癌辅助或替代疗法提供了新的候选分子和理论依据。

这项研究的重要意义在于，它将传统的食用菌从“营养食材”提升到了“精准营养与治疗候选物”的层面。在个性化医疗和天然产物研究兴起的今天，该工作不仅证实了云芝和金针菇作为多功能功能性食品的价值，更通过先进的计算机模拟手段，为其在对抗特定类型癌症（HER2阳性乳腺癌）中的应用指明了具体的分子作用靶点和潜在活性成分。尽管计算机模拟结果需要后续的体外和体内实验验证，但本研究无疑为探索蘑菇在癌症预防和辅助治疗中的新用途开辟了一条有据可循的道路，对营养学、食品科学和肿瘤学研究领域均有积极的贡献。