BMJ子刊:中國科學家揭祕冬蟲夏草益生機制,蟲草多糖和對應的益生菌或可用於治療肥胖和2型糖尿病|科學大發現

一直以來,什麼冬蟲夏草啦,靈芝啦,燕窩海參魚翅啦都是被大家吹捧的“高營養補品”,不管有病沒病,吃上兩口總不會錯。然而,2018年,原國家食藥監總局(CFDA)卻發出警告:冬蟲夏草重金屬砷的含量超標4-10倍!不屬於保健品![1]

冬蟲夏草竟然還成了毒藥了?這不僅打了賣冬蟲夏草的人的臉,也讓無數消費者惴惴不安。又有人跳出來說,冬蟲夏草本質作為一種真菌,富集土壤中的重金屬元素再平常不過,而且,真正有害的無機砷在總砷含量中佔比極低,沒問題的!

BMJ子刊:中国科学家揭秘冬虫夏草益生机制,虫草多糖和对应的益生菌或可用于治疗肥胖和2型糖尿病|科学大发现

用冬蟲夏草煲湯

嘴仗打得開心,冬蟲夏草到底能不能吃?應該怎麼吃?科學家們有話說。在過去的研究中,科學家已經能夠從藥理學的角度證明冬蟲夏草的多種生物活性成分確實具有降血糖、降血脂、抗氧化及調節免疫功能等多種功效[2]。

而最近,臺灣長庚大學生物學研究所的賴信志教授又發現了冬蟲夏草的一個新的效用——減肥。賴教授從冬蟲夏草菌絲中提取了一種新的益生元——大分子多糖H1(>300kDa),口服H1之後,肥胖小鼠的體重增加量比對照組下降了50%之多,並且促炎細胞因子和胰島素抵抗指數也都有明顯的下降,還可以對2型糖尿病起到一定的治療作用

我們知道,益生元是腸道有益菌的“特供補品”,可以幫助有益菌更好地繁殖,經過進一步的研究,賴教授找到了與H1相關的腸道細菌——Parabacteroides goldsteinii,直接讓肥胖小鼠口服P.goldsteinii活菌,體重增加量也能減少35%,其它與肥胖和2型糖尿病有關的各項指標都得到了一定程度的緩解。這項研究結果發表在《英國醫學雜誌》(BMJ)的子刊GUT上[3]。

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賴信志教授

肥胖是個永恆的話題。它不僅僅涉及到皮囊的美觀問題,與肥胖有關的脂肪堆積、代謝紊亂和腸道菌群失調等等會進一步增加2型糖尿病、心血管疾病和癌症的風險[4]。

在此前的研究中,賴教授已經發現了另一種傳統中藥材——靈芝——可以通過調節腸道菌群來使小鼠“減肥”[5],而冬蟲夏草和靈芝功能相似,在免疫調節、抗炎、降血脂方面都有一定的功效,那麼,冬蟲夏草在治療肥胖方面是否能夠有所作為呢?

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靈芝(左)和冬蟲夏草(右)

有了猜想就開始驗證吧!用於實驗的小鼠被餵了12周的高脂飲食來讓它們發胖。12周之後,高脂飲食的小鼠可是實打實地變成了“小胖鼠”,不僅體重增加量是正常飲食的小鼠的兩倍多內臟脂肪量、肝臟重量、血清甘油三酯和胰島素抵抗指數等等指標都大幅增加了。

接下來就該“減肥”了!實驗組小鼠喝的是冬蟲夏草菌絲體的水提取液(400g菌絲體經處理得到2L減肥水),而對照組則被餵食了等量的生理鹽水。不出所料,吃了菌絲體提取液的小鼠果然減肥成功了!體重增加量比對照組的小胖子們少了將近一半,僅僅比正常飲食的小鼠高了一點點

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不同處理方式中小鼠增重的對比

高脂飲食小鼠(黑色)的增重是正常飲食(白色)小鼠的兩倍多,食用了冬蟲夏草菌絲提取液(紅色)和H1(藍色)的小鼠增重僅比正常飲食小鼠略高

為了進一步搞清楚是冬蟲夏草菌絲體的哪種組分在起作用,科學家從菌絲體提取液中分離出了4種組分,發現了其中起重要作用的大分子多糖H1(>300kDa)。實驗小鼠只要吃了H1就可以和喝了菌絲體提取液一樣,即使是高脂飲食也保持苗條的身材!並且,一些相關的指標,比如促炎因子啦,血清內毒素啦,腸道通透性啦,也都保持在相對健康的狀態。

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不同處理方式中血清促炎因子水平

食用冬蟲夏草菌絲體提取液(紅色)和H1(藍色)的小鼠血清促炎因子水平遠低於高脂飲食小鼠(黑色),僅略高於正常飲食小鼠(白色)

長期關注我們的朋友們肯定都知道,食源性肥胖及其相關的代謝紊亂和腸道菌群失調之間有著不小的關係[6]。腸道菌群失衡往往伴隨著腸道通透性增加,使得微生物更容易穿過屏障進入血液中,一些有害的微生物會在血液中代謝產生毒素,使血清內的毒素水平升高。而冬蟲夏草菌絲體和H1又恰恰降低了腸道通透性和血清內毒素水平,這就不得不讓人聯想到,菌絲體和H1的功效是否是由腸道菌群介導的呢?

想要驗證這一點也很容易,只要把實驗組小鼠的糞便菌群移植到高脂飲食小鼠的體內看效果就知道了。同樣不出所料,高脂飲食小鼠的體重果然大跌

但是腸道微生物有那麼多,要想知道究竟是哪一種和H1密切聯繫、發揮了作用,還得抗生素來幫忙。因為不同抗生素的抗菌譜不同,所以使用不同的抗生素殺死某幾種腸道微生物,觀察抗肥胖作用是否消失,就可以縮小篩查的範圍。實驗結果告訴我們,為減肥立了大功的這位“朋友”對新黴素十分敏感,因為新黴素處理之後,即使服用了H1,肥胖小鼠也不能愉快的地減肥了。

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雖然範圍縮小了,但是能被新黴素殺死的微生物依然很多。好在科學家已經掌握了它的一些特點,比如水平和肥胖特徵呈負相關,又會因H1處理而高度富集。科學家對H1治療前後所有發生了顯著變化的腸道微生物層層篩選,終於找到了P.goldsteinii

再次驗證P.goldsteinii菌株的作用也是必不可少的。高脂飲食小鼠口服P.goldsteinii 活菌,8周之後,體重增加量比對照組少了了20%-35%,內臟脂肪量、胰島素抵抗指數、促炎細胞因子、血清內毒素水平和腸道通透性等都有所下降。順帶著,

P.goldsteinii還減輕了高脂飲食小鼠非酒精性脂肪肝病的症狀。

至此,新的益生元H1和新的益生菌P.goldsteinii,就正式被發現了。

當然,賴教授說了,雖然H1取得了和冬蟲夏草菌絲體水提取液相似的抗肥胖效果,但是並不排除冬蟲夏草中還有其它的生物活性分子也能夠對抗肥胖和調節代謝產生積極作用。

名貴中藥價格不菲,市面上精品的冬蟲夏草可以賣到600元/克。但是如果能夠找到有效的生物活性分子並從廉價的替代材料中提取,或者直接補充相關益生菌,不僅能降低成本,也能讓人從“重金屬超標4-10倍”的消息中放下心來。

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參考文獻:

[1]http://www.xinhuanet.com/fortune/2018-05/30/c_1122912204.htm?baike

[2] Lo H C, Hsieh C, Lin F Y. A systematic review of the mysterious caterpillar fungus Ophiocordyceps sinensis in Dong-ChongXiaCao(D ō ngCh ó ngXi à C ǎ o) and related bioactive ingredients [J]. J Tradit Complement Med, 2013, 3(1): 16-32.

[3] Wu TR, Lin CS, Chang CJ, Lin TL, Martel J, et al. Gut commensal Parabacteroides goldsteinii plays predominant role in the anti-obesity effects of polysaccharides isolated from Hirsutella sinenss[J]. GUT, 2018, 0:1-14.

[4] Caballero B. The Global Epidemic of Obesity: An Overview[J]. Epidemiologic Reviews, 2007, 29(1): 1-5.

[5] Chang C, Lin C, Lu C, et al. Ganoderma lucidum reduces obesity in mice by modulating the composition of the gut microbiota[J]. Nature Communications, 2015, 6(1): 7489-7489.

[6] Hersoug L, Moller P, Loft S, et al. Gut microbiota-derived lipopolysaccharide uptake and trafficking to adipose tissue: implications for inflammation and obesity.[J]. Obesity Reviews, 2016, 17(4): 297-312.

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本文作者 | 王雪寧 應雨妍

“今天的雪寧也想減肥”


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