虫草菌素(Cordycepin ,3’-脱氧腺苷)是一种脱氧核苷类似物,1951年首次报道从蛹虫草培养液中分离出来。蛹虫草最早源于中国,俗称北冬虫夏草。早在20世纪60年代就有研究发现其有抑制肿瘤、抗疟原虫和抑制mRNA翻译的作用。一项综述概括了虫草菌素在调节免疫、抗肿瘤、抗真菌、抗病毒、抗白血病、降血糖、降血脂等方面的药理活性。1997年美国食品药品管理局(FDA)批准虫草素用于淋巴细胞白血病的临床试验。 喷司他丁(Pentostatin)是一种高效的腺苷脱氨酶抑制剂,最初是从抗生链霉菌(Streptomyces antibioticus)的细菌属中分离获得的。可导致肿瘤细胞死亡,主要用于毛细胞白血病、慢性淋巴细胞白血病、移植物抗宿主病及巨球蛋白血症的治疗。
最近一项研究发现,虫草菌素生物合成过程会伴随这一保卫分子——喷司他丁的产生。研究发表于Cell子刊《细胞-化学生物》(Cell Chemical Biology,IF 6.157)。
虫草菌素和喷司他丁都是自然产物。该研究发现,喷司他丁不仅能由蛹虫草(C. militaris)制造,单一基因群生物合成虫草素的同时联合了喷司他丁的生成。研究还证实了这种联合是代谢调节的重点,因为喷司他丁通过抑制腺苷脱氨酶活性保卫虫草菌不被脱氨。由以上的发现,研究人员能够设计蛹虫草,生产出更高标准的虫草菌素和喷司他丁。 研究还表明,虫草素含量过高时会在真菌中引起细胞毒性,所以人类不宜摄入过量虫草素。
据中国新闻网报道,这是中国科学院上海植物生理生态研究所历时七年的研究,首次发现蛹虫草能够合成抗癌药物——喷司他丁。