蛹虫草(Cordyceps militaris)又名北冬虫夏草、北虫草、蚕蛹虫草、蛹草等,是虫草属的模式种。蛹虫草子实体是蛹虫草的生殖细胞“孢子”进入某些昆虫的蛹后,萌发菌丝继而从昆虫蛹的身体上长出金黄色、或橘黄色、或橘红色的棍棒状物体,即蛹虫草子实体(CM)。CM是蛹虫草主要食用和药用的部分。根据中华人民共和国卫生部公告2009年第3号文件的相关通知,并且根据《中华人民共和国食品安全法》和《新资源食品管理办法》的规定,蛹虫草已经被批准为新资源食品。冬虫夏草是我国传统的名贵中药材,是滋补身体和治疗疾病的佳品。随着人们保健意识逐渐增强,导致冬虫夏草需求量急剧增加,加之盲目的采挖,冬虫夏草资源已濒临灭绝。蛹虫草,与冬虫夏草同属的真菌,现代研究表明蛹虫草与冬虫夏草有着相同的活性成分和药效活性,是冬虫夏草最好的替代品。氧化应激是指机体内氧化-还原系统失衡,产生的过多氧自由基不能被消除,造成细胞或组织损伤,进而引发相关疾病的发生。随着生活节奏的加快、生活方式的改变和环境的污染,氧化应激介导的疾病,如疲劳、糖尿病、肾炎和肿瘤的发病率逐渐增加,严重影响了人们的身体健康、生活质量和生存寿命。因此,开展抑制氧化应激的相关产品,治疗或辅助治疗氧化应激介导的疾病是非常重要和必要的。目前,虽然对于CM的药效活性有研究报道,但其研究的深度和广度尚不够,作用机制尚不明确,有待于进一步深入系统的研究。本研究从氧化应激方面着手,开展CM多种药效活性的研究,拓宽CM药效学领域,阐明CM药效相关的作用机制,为CM进一步开发利用提供理论依据。首先,本文同时以多糖、腺苷、虫草素和虫草酸为提取成分,对CM进行水提工艺优化。得到的CM最优的简化水提工艺为:首先是CM第一次低温提取,提取温度为45℃,提取时间为3.0 h,料液比为1:30,提取之后,4000 rpm离心10 min,保留上清液Ⅰ,继续对沉淀进行第二次高温提取,提取温度为80℃,提取时间为3.5 h,料液比为1:30,提取之后,4000 rpm离心10 min,保留上清液Ⅱ,合并两次上清液,所得上清液即为最优条件下提取的CM水提物。此时得到的CM水提物多糖含量为29.01%、腺苷含量为0.21%、虫草素含量为0.42%,虫草酸含量为6.13%。在此提取工艺下,对CM进行抗疲劳、糖尿病、膜性肾小球肾炎(MGN)和肿瘤的活性研究。在CM抗疲劳活性研究中,以小鼠为研究对象,对小鼠口服给予2周CM后,通过滚轴实验、跑步实验和负重游泳实验发现CM可以显著延长小鼠的运动时间。与空白组相比,CM还可以提高ATP的含量和抗氧化酶的活性,降低LD、LDH、MDA和ROS的含量。western blot实验结果表明CM可能是通过增强小鼠肝脏中AMPK、AKT、m TOR和ERK蛋白的活性表达抑制氧化应激,增强抗氧化酶的表达,减少氧自由基的积累,从而提高小鼠体内能量供给能力,进而表现出抗疲劳活性。在CM抗糖尿病活性研究中,采用高糖高脂喂养联合STZ注射的方法建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型,对建模成功的糖尿病大鼠灌胃给予4周CM或二甲双胍(Met)治疗,给药期间监测大鼠的体重和空腹血糖。与模型组相比,CM可以显著降低糖尿病大鼠空腹血糖、水食摄入量和排尿量,改善糖尿病导致的体重下降,同时改善糖尿病造成的血脂代谢异常,降低TC、TG和LDL-C的含量,提高HDL-C的含量,并且CM可以降低尿蛋白、Scr、BUN、IL-2、IL-6和TNF-α的含量,对肾脏损伤有明显的改善作用。与模型组相比,CM可以提高糖尿病大鼠抗氧化酶SOD和GSH-Px活性和降低ROS和MDA含量,进一步实验数据表明,CM可能是通过抑制糖尿病大鼠肾脏中的AKT和GSK-3β磷酸化活性表达,进而抑制糖尿病大鼠氧化应激的发生,减少炎症因子的释放,从而对Ⅱ型糖尿病及其并发症肾病表现出治疗作用。在CM抗膜性肾小球肾炎(MGN)活性研究中,大鼠尾静脉注射阳离子化牛血清白蛋白(C-BSA)建立MGN大鼠模型,对MGN大鼠灌胃给予4周CM和雷公藤多苷(TWG)治疗,与模型组相比,CM可以显著降低24-h尿蛋白、TC、TG、Scr和BUN的含量,提高血清总蛋白和白蛋白的含量,进而改善肾脏损伤;同时,CM可以提高MGN大鼠的抗氧化酶SOD和GSH-Px的活性,降低ROS、MDA和相关炎症因子,如IL-2、IL-6、TNF-α、MCP-1、ICAM-1和VCAM-1的含量,并且可以抑制肾脏中AKT和NF-κB的活性表达,进而抑制氧化应激和炎症因子的表达从而对MGN大鼠表现出肾脏保护作用。在CM抗肿瘤活性研究中,以MCF-7和Hep G2为肿瘤细胞模型进行体内和体外实验研究。实验结果表明,CM能够抑制肿瘤细胞的增殖和迁移,并且通过促进肿瘤细胞内ROS的产生,降低线粒体膜电位,激活线粒体凋亡途径,促进线粒体凋亡相关蛋白caspase-3、Bax、caspase-8和PARP的表达,进而介导肿瘤细胞的凋亡;体内实验Hep G2和MCF-7细胞的异位肿瘤裸鼠模型进一步证实CM可以通过线粒体凋亡途径介导肿瘤细胞的凋亡。