近期,韩国忠北大学(Chungbuk National University)的 Ayman Turk 博士及其所在的 Lee Mi Kyeong 教授团队,在《微生物学前沿》(Frontiers in Microbiology)期刊上发表论文,能在可控实验条件下培育健康优质的虫草菌,令虫草素增加50%,同时保留其有效性。
众所周知,虫草菌的孢子会感染昆虫,在其体内茁壮成长,蚕食宿主,最终破虫而出。冬虫夏草(Cordyceps)拥有极高的药用潜力,其中包含的生物活性成分虫草素(cordycepin)是一种具有细胞毒性的核苷类似物,可被研制成强劲的新型抗病毒和抗癌药物。但是虫草素的含量如何提升是一大难题。
通常情况下,实验室培育的冬虫夏草以糙米等谷物作为培养基。然而,科学家注意到,生长在谷物上的虫草菌,虫草素含量极低,因此怀疑谷物的蛋白质含量不足以喂饱这种真菌。鉴于虫草素的巨大药用潜力,Lee 团队急切希望找到方法,在实验室内培育出健康、强壮的虫草菌,然后合成适用于医学研究的高水平生物活性成分。他们考虑将可食用昆虫作为虫草菌的替代性生长基质,但由于不同昆虫提供的营养物质不同,他们也调查了市场上出售的可食用昆虫,想知道哪些能够成为虫草菌最理想的“营养美餐”。
团队用到了蟋蟀、蚕蛹、粉虱、蚱蜢、白斑金龟子幼虫以及日本独角仙,花了两个月的时间培育虫草菌,然后研究结果。不同昆虫食物的结果差异大得惊人:食用粉虱和蚕蛹的虫草菌长得最为硕大,而靠金龟子幼虫和蚱蜢的虫草菌生长效果最不理想。不过,团队发现长得最好并不代表虫草素的含量也最高。尽管以日本独角仙为食的虫草菌长得没那么大个,但提供了最多的虫草素,是以蚕蛹为食的虫草菌产量的 34 倍。与糙米培育的虫草菌相比,生长于可食用昆虫体内的虫草菌包含了 100 多倍的虫草素。
研究结果表明,虫草素生成的关键在于昆虫体内的脂肪含量,而非蛋白质。具体来说,大量的油酸可能是虫草素合成的关键。将油酸添加到表现不佳的昆虫食物中,可以将生长其中的虫草菌的虫草素产量提高 50%。
此次试验成功,将给研究人员带来了寻找新药与致命疾病斗争的希望。然而,确保可食用昆虫的量还不足以扩展到产业规模,其他昆虫是否也能有效生成虫草菌,还在进一步研究中。