来源 Frontiers
翻译 阿金
编辑 菡萏
虫草菌因耸人听闻的“食虫”习性而闻名天下：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。但是，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）可被研制成强劲的新型抗病毒和抗癌药物。虫草菌在野外相当罕见，直到现在，在实验室中培养健康的虫草菌仍是阻碍科研进展的挑战。但是，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，报告了一种方法，能在可控实验条件下培育这些难以捉摸的真菌，同时保留其有效性。
“虫草素是一种具有细胞毒性的核苷类似物，在对抗癌细胞增殖和转移方面发挥补充治疗活性。”论文的资深作者 Lee 博士表示，“此外，近期的一些研究强烈主张，在针对新冠肺炎的综合治疗中展开虫草素的临床前和临床研究。”
寻找正确食物
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，而后者的虫草素含量却最少。
不同昆虫培育出的虫草菌中虫草素含量差别。来源：论文
“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。”Lee 总结道。
吃得胖胖
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%。
“我们的研究证据确凿，增加虫草均生长过程中虫草素产量的潜在策略，就是使用油酸含量高的昆虫。”Lee 评价道。
由于虫草菌的治疗潜力与实验室中的虫草素生产难度相关，这一结果给研究人员带来了寻找新药与致命疾病斗争的希望。知道用什么喂养这些饥肠辘辘的虫草菌就意味着我们能利用它们的能力，发现未来的新药。
“本研究描述的虫草菌培育方法将有助于更高效、更经济地生产虫草素。”Lee 说，“然而，确保可食用昆虫的量还不足以扩展到产业规模。我们还认为，其他昆虫也可能更有效地生成虫草素，但这需要进一步的研究证明。”
原文链接：
论文信息
【标题】Cordyceps mushroom with increased cordycepin content by the cultivation on edible insects
【作者】Ayman Turk, Mohamed A. A. Abdelhamid, Sang Won Yeon, Se Hwan Ryu, Solip Lee1, Sung Min Ko, Beom Seok Kim, Seung Pil Pack, Bang Yeon Hwang and Mi Kyeong Lee
【时间】2022 年 9 月 19 日
【期刊】Frontiers in Microbiology
【DOI】10.3389/fmicb.2022.1017576
【链接】
【摘要】Cordycepin is the major constituent of Cordyceps mushroom (or Cordyceps militaris) with therapeutic potential。 Insects are the direct sources of nutrients for Cordyceps in nature。 Therefore, optimized condition of Cordyceps cultivation for efficient cordycepin production was explored using six edible insects as substrates。 The highest yield of cordycepin was produced by the cultivation on Allomyrina dichotoma and was 34 times that on Bombyx mori pupae。 Among insect components, fat content was found to be important for cordycepin production。
Especially, a positive correlation was deduced between oleic acid content and cordycepin production。 The transcriptional levels of cns1 and cns2, genes involved in cordycepin biosynthesis, were higher in Cordyceps grown on A。 dichotoma than on other insects tested。 The addition of oleic acid to the substrates increased cordycepin production together with the transcriptional levels of cns1 and cns2。 Therefore, Cordyceps with high content of cordycepin can be secured by the cultivation on insects。
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