植物源天然產(chǎn)物對黃曲霉和黃曲霉毒素B1的抑制作用研究進展

謝佳雨，張雯，歐杰,2,3*

1(上海海洋大學 食品學院，上海，201306)2(上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海，201306) 3(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風險評估實驗室(上海)，上海，201306)

真菌毒素的污染是每年造成全球谷物巨大經(jīng)濟損失的主要原因之一，其中黃曲霉毒素(aflatoxins, AFs)造成的危害最為嚴重。黃曲霉毒素是一類主要由黃曲霉(Aspergillusflavus)和寄生曲霉(Aspergillusparasiticus)產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，其基本結(jié)構(gòu)中均含有二呋喃和氧雜萘鄰酮(香豆素)，主要包括AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1和AFM2，化學結(jié)構(gòu)式如圖1所示。在已知的AFs中，AFB1的毒性最強，并被國際癌癥研究機構(gòu)列為I類致癌物[1]。在合適的自然條件下，黃曲霉可以在多種糧食、飼料和食品中生長并產(chǎn)生AFs，并且可以污染整個食物生產(chǎn)線的加工、運輸和儲藏過程[2]。

圖1 黃曲霉毒素的化學結(jié)構(gòu)式Fig.1 Chemical structure of aflatoxins 注：化學結(jié)構(gòu)式均來源于ChemBlink網(wǎng)站(https://www.chemblink.com)

AFB1經(jīng)腸道被吸收，主要在肝臟中進行代謝[3]，對人和動物造成毒性危害，可引起肝臟損傷、致突變和致畸。在肝臟中，AFB1通過細胞色素P450酶系統(tǒng)(cytochrome P450,CYP450)生物轉(zhuǎn)化形成致癌的活性中間體AFB1-8,9-環(huán)氧化物(AFB1-8,9-epoxide, AFBO), 而AFBO的2種異構(gòu)體中的AFB1-外-8,9-環(huán)氧化物是介導AFB1誘發(fā)肝癌形成的主要親電子化合物，可與DNA、RNA和蛋白質(zhì)反應(yīng)形成加合物，尤其容易和p53腫瘤抑制基因反應(yīng)，消除其抑制腫瘤的功能并促成致癌作用[4]。同時，AFB1還通過CYP450酶系的CYP3A4和CYP1A2代謝生成許多羥基化產(chǎn)物，包括AFM1、AFQ1和AFP1；黃曲霉素醇(aflatoxicol,AFL)是通過還原型輔酶形成的，具有恢復為AFB1能力的獨特性質(zhì)，可作為AFB1的儲存庫；黃曲霉毒素B2a(AFB2a)發(fā)現(xiàn)于肝臟中并可以在酸性環(huán)境中自發(fā)的形成，而關(guān)于AFH1的產(chǎn)生知之甚少，但很可能是由AFL或AFQ1形成的。此外，參與AFB1代謝的CYP450酶系還包括CYP2A13、CYP2A3和CYP321A1，由P450介導的AFB1代謝途徑如圖2所示[5]。

AFB1在體外和體內(nèi)都具有遺傳毒性，可抑制細胞活性并誘導不同培養(yǎng)細胞系中的自噬，甚至突變p53基因以誘導癌癥[6]。AFB1已被充分證明是肝細胞性肝癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的誘發(fā)因子[7]。此外，AFB1還表現(xiàn)出其他的毒性，已經(jīng)證明AFB1在人和動物模型中都會導致營養(yǎng)不良、生長遲緩和免疫抑制[8]。盡管AFB1的主要毒性目標是肝臟，但攝入AFB1對其他器官也有不良反應(yīng)，如心臟、腎臟、附睪、睪丸、大腦和卵巢[9]。

圖2 P450介導的AFB1的代謝途徑Fig.2 P450 mediated metabolic pathway of AFB1

近年來，植物源天然產(chǎn)物因其顯著的生物活性，對環(huán)境和人類健康的低影響等優(yōu)勢而備受關(guān)注。多種天然產(chǎn)物已被開發(fā)為功能食品或食品添加劑，用于預防慢性疾病和輔助藥物治療疾病，如香菇多糖和水飛薊素等。研究發(fā)現(xiàn)，多種植物源天然產(chǎn)物顯示出對黃曲霉的生長和產(chǎn)毒的抑制，且可以抑制AFB1對動物體內(nèi)和體外細胞的毒性損傷作用[10]，其主要生物活性成分為酚類、黃酮類、萜類、多糖類、揮發(fā)油類、維生素類和生物堿等。因此，本文主要綜述了植物源天然產(chǎn)物對黃曲霉生長的抑制，以及對AFB1誘導動物和體外細胞毒性損傷的抑制作用的研究進展，以期為進一步開展AFB1毒性損傷的防護研究工作以及開發(fā)能降低AFB1對人和動物的毒性損傷的新型保健藥物和功能食品提供參考。

1 植物源天然產(chǎn)物對黃曲霉的抑制

1.1 植物提取液

植物提取液中含有多種活性成分，多種植物的提取液對黃曲霉生長和產(chǎn)毒有抑制作用。WANG等[11]研究發(fā)現(xiàn)，用正丁醇再次萃取山茶籽餅80%甲醇萃取液，其濾液能夠有效抑制AFB1的產(chǎn)生、引起菌絲體畸形和減少分生孢子的產(chǎn)生。SANCHEZ等[12]用2種龍舌蘭的乙醇、甲醇和水提取物分別作用于2種培養(yǎng)基和儲存玉米中黃曲霉，對比其最小抑制濃度(minimum inhibitory concentration，MIC)，結(jié)果顯示龍舌蘭花提取物的MIC更高(30 mg/g)，而低于MIC的濃度極大地抑制了培養(yǎng)基或玉米中AFB1的產(chǎn)生。

SOMAI等[13]研究發(fā)現(xiàn),質(zhì)量濃度為10 mg/mL的紫嬌花水提取物可導致黃曲霉和寄生蟲的持續(xù)生長抑制超過50%，在光學顯微鏡下能觀察到紫嬌花水提取物以劑量依賴性方式抑制黃曲霉分生孢子的萌發(fā)。MO等[14]研究發(fā)現(xiàn)幾種中國傳統(tǒng)茶的水提取物都能抑制AFB1的產(chǎn)生，但不抑制黃曲霉菌絲體的生長，而且大多數(shù)茶通過下調(diào)aflR和aflS的轉(zhuǎn)錄來抑制AFB1的產(chǎn)生。SCARPARI等[15]發(fā)現(xiàn)，藥用植物云芝的培養(yǎng)濾液可以通過誘導Afyap1轉(zhuǎn)錄因子感知和調(diào)節(jié)氧化爆發(fā)(過氧化物和超氧陰離子形成)，從而刺激曲霉菌絲體的抗氧化系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)真菌抗氧化系統(tǒng)起作用，最終導致AFs的生物合成被抑制。

可以發(fā)現(xiàn)，植物提取液抑制黃曲霉的生長主要通過抑制其菌絲體的生長以及減少其分生孢子的產(chǎn)生，而且其抑制黃曲霉產(chǎn)生AFB1主要通過調(diào)控與表達AFB1生物合成中關(guān)鍵基因、酶和調(diào)控因子。此外，植物提取液顯示出的抑菌作用，也為進一步分離、分析和鑒定其產(chǎn)生抑制作用的具體活性產(chǎn)物提供了理論基礎(chǔ)。

1.2 植物精油

植物精油是一類植物次生代謝產(chǎn)物，分子質(zhì)量小，易揮發(fā)，易溶于有機溶劑，并具有特殊芳香氣味的油性物質(zhì)的總稱。植物精油是一類含有多種不同濃度組分的復雜天然混合物，其中萜類化合物是最為常見且含量最多的成分，而萜類化合物中的單萜和倍半萜化合物往往有很強的抗菌作用。

UPADHYAY等[16]探討了巖玫瑰精油(Cistusladaniferusessential oil, CLEO)作為植物性防腐劑對儲存油籽中真菌和AFB1的抑制潛力，CLEO的抗真菌作用的位點為真菌質(zhì)膜，同時發(fā)現(xiàn)CLEO降低AFB1生物合成的一種新型作用方式是通過引起AFs誘導底物甲基乙二醛的減少。HU等[17]發(fā)現(xiàn)天然姜黃精油對黃曲霉的抗菌活性存在劑量依賴性，可通過破壞真菌細胞內(nèi)膜系統(tǒng)(如質(zhì)膜和線粒體膜)，抑制麥角甾醇合成及線粒體ATP酶、蘋果酸脫氫酶和琥珀酸脫氫酶活性，同時通過下調(diào)控制AFB1生物合成的相關(guān)基因來抑制AFB1。

用納米技術(shù)對精油進行包封處理可以改善精油的水溶性和穩(wěn)定性，納米包封處理后精油也顯示出比未處理的效果更好。DAS等[18]首次報道了一種基于殼聚糖的綠色納米包封技術(shù)，被納米包封的芫荽精油(Coriandrumsativumessential oil, CSEO)作用于被黃曲霉侵染的儲存水稻，用未包封的CSEO相比其表現(xiàn)出更高的抑制真菌生長和AFB1產(chǎn)生的生物活性，可導致重要的真菌膜生物分子麥角甾醇和細胞離子泄漏，并抑制AFs誘導物甲基乙二醛的生物合成。此外，DWIVEDY等[19]首次報道了八角茴香精油(Illiciumverumessential oil, IvEO)納米膠囊的抗真菌和抗AFB1能力，麥角甾醇含量的降低和Ca2+、K+和Mg2+泄漏的增強表明真菌細胞膜為IvEO的作用部位，IvEO在小鼠體內(nèi)具有清除自由基活性，并且顯示出較高的LD50，凝膠和凍干形式的IvEO納米膠囊可增強其抗真菌和抗AFB1活性。

植物精油的抗菌靶點主要位于真菌質(zhì)膜，可導致真菌質(zhì)膜上重要的生物分子如麥角甾醇和細胞離子泄漏，并抑制AFs生物合成誘導物的產(chǎn)生。

1.3 植物活性物質(zhì)

植物源天然產(chǎn)物有許多生物活性物質(zhì)，同時許多可食用植物中也含有這樣的活性物質(zhì)，可食用植物中的這些組成成分也被稱為食源性天然產(chǎn)物，常見的主要有多糖類、黃酮類、多酚類、萜類化合物和生物堿等。

槲皮素(quercetin, QUE)是最具代表性的黃酮類化合物之一，天然存在于蔬菜、水果、紅酒和草藥中，其具有抗炎、抗氧化、抗病毒、抗腫瘤等生物活性。TIWARI等[20]分別用玉米粉(corn flour, CF)和加有QUE的玉米粉(CFQ)培養(yǎng)黃曲霉，并對2組實驗進行蛋白質(zhì)組分析、基因本體修飾分類和AFB1含量測定，結(jié)果在CFQ組中觀察到cAMP/PKA信號傳導途徑，而在CF組中觀察到MAPK途徑；CFQ組中培養(yǎng)48 h時AFB1生物合成降低51%。為深入研究QUE抑制AFs生物合成分子機制，TIWARI等[21]又研究了其與黃曲霉的聚酮化合物合成酶A(polyketidesynthase A，PksA)的相互作用，對PksA的7個域的3D結(jié)構(gòu)進行建模，并且將配體(QUE和己酸)的對接能量與PksA酶的每個結(jié)構(gòu)域進行比較。定量RT-PCR分析結(jié)果顯示，與QUE處理的黃曲霉7 h相比，在24 h時下調(diào)了pksA、aflD、aflR、aflP和aflS基因；QUE相比己酸與PksA結(jié)構(gòu)域具有更高水平的結(jié)合潛力，因此，QUE可能通過競爭性結(jié)合聚酮合酶的結(jié)構(gòu)域來抑制AFB1的生物合成。

胡椒堿(piperine, PIP)作為一種生物堿,是胡椒中活性及含量最高的化學成分，具有降血脂、抗氧化及抗腫瘤等生物活性。CACERES等[22]發(fā)現(xiàn)PIP可抑制黃曲霉的生長和AFB1的產(chǎn)生，且存在劑量依賴性，PIP可下調(diào)幾乎所有參與AFB1生物合成途徑的基因，同時過量表達如atfA、atfB和ap-1以及屬于超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和過氧化氫酶(catalase，CAT)族的基因。暴露于PIP下還會導致僅在真菌中存在的全局性調(diào)節(jié)因子veA轉(zhuǎn)錄水平的降低，而veA可參與真菌細胞的多個過程調(diào)控，包括發(fā)育分化、次生代謝、氧化脅迫應(yīng)答、侵染宿主致毒致病等[23]。

肉桂醛(cinnamaldehyde, CIN)是樟科植物肉桂中的活性成分，具有抗菌、降糖和降脂等生物活性，在肉桂揮發(fā)油中90%左右都是肉桂醛，也是一種安全且很有前途的天然防腐劑。SUN等[24]研究結(jié)果表明CIN以劑量依賴的方式抑制了黃曲霉的徑向生長、孢子產(chǎn)生、菌絲體形成和AFB1的生物合成；在104 mg/L 的質(zhì)量濃度下，CIN暴露能夠完全抑制真菌生長以及AFB1的產(chǎn)生。此外，CIN顯著降低脂質(zhì)過氧化水平和還原型谷胱甘肽(glutathione，GSH)水平，并顯著抑制總SOD的活性。

檸檬醛是一種存在于楓茅油和山蒼子油中的萜類化合物，常被用作食品添加劑和食用香料。屬于酚類化合物的丁香酚是植物丁香的主要活性成分，具有良好的抗菌活性，通常作為天然香料而被使用。LIANG等[25]為了揭示肉桂醛、檸檬醛和丁香酚對AFs生物合成的抑制作用，通過RT-PCR評估了5種關(guān)鍵的AFs生物合成基因的表達水平。結(jié)果顯示，0.80 mmol/L的肉桂醛和2.80 mmol/L的檸檬醛能夠完全抑制黃曲霉的生長和AFB1的產(chǎn)生。在較低濃度下，肉桂醛(0.40 mmol/L)、丁香酚(0.80 mmol/L)和檸檬醛(0.56 mmol/L)能顯著降低AFB1的產(chǎn)量，抑制率分別為68.9%、95.4%和41.8%。RT-PCR結(jié)果顯示，肉桂醛(0.40 mmol/L)、丁香酚(0.80 mmol/L)和檸檬醛(0.56 mmol/L)均可不同程度的下調(diào)aflR、aflT、aflD、aflM和aflP的表達。

沒食子酸(gallic acid, GA)是自然界存在的一種多酚類化合物，具有很高的抗氧化活性。ZHAO等[26]發(fā)現(xiàn)GA通過顯著抑制farB的表達和下調(diào)碳抑制調(diào)節(jié)因子編碼基因creA兩種途徑來抑制AFs，其中farB是編碼參與過氧化物酶體脂肪酸β-氧化的轉(zhuǎn)錄因子，CreA蛋白參與AFs的合成且AFs生物合成基因在ΔcreA突變體中顯著下調(diào)。

從研究發(fā)現(xiàn)可以看出,植物中的生物活性物質(zhì)對黃曲霉產(chǎn)生毒素的抑制機制通常與AFB1生物合成中關(guān)鍵基因、酶和調(diào)控因子的表達與調(diào)控有關(guān)。各植物活性物質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)式如圖3所示，其對黃曲霉生長及其產(chǎn)毒的抑制情況和其抑制作用的相關(guān)機制如表1所示。

圖3 天然產(chǎn)物的化學結(jié)構(gòu)式Fig.3 Chemical structure of natural products

表1 天然產(chǎn)物對黃曲霉的抑制作用及相關(guān)機制Table 1 The inhibition and mechanism of Aspergillus flavus induced by natural products

2 植物源天然產(chǎn)物對AFB1毒性的抑制作用

2.1 藥用植物提取物

草本植物穿心蓮(Andrographiapaniculata)因具有多種藥用活性，已經(jīng)用于多種臨床應(yīng)用。AHMAD等[27]設(shè)計了體內(nèi)和體外實驗對穿心蓮提取物進行了抗AFB1誘導的毒性的抗原性、抗突變和抗癌特性的測試，結(jié)果顯示,穿心蓮提取物在體內(nèi)各濃度和暴露時間均能顯著降低畸變細胞數(shù)和細胞畸變頻率；在體外可顯著降低染色體畸變和姐妹染色單體交換，提高復制指數(shù)。

葉下珠(Phyllanthusurinaria)是一種全草可入藥且具有巨大藥用潛力的草本植物，其具有多種藥用活性，常用的治療肝腎疾病。AHMAD等[28]又評估了葉下珠提取物對AFB1誘導體外人淋巴細胞和體內(nèi)Albino 小鼠骨髓細胞的抗原性、抗原毒性和抗誘變潛力，結(jié)果顯示，葉下珠提取物顯著減低了體內(nèi)畸變細胞數(shù)和細胞畸變頻率以及體外染色體畸變和姐妹染色單體交換，并提高了復制指數(shù)。因此，葉下珠提取物能顯著降低體內(nèi)和體外AFB1誘導的致突變性和遺傳毒性。

長松蘿(Usnealongissima)是一種隸屬松蘿科松蘿屬的地衣類附生植物，其提取物和代謝產(chǎn)物具有多種生物活性，如抗炎、抗病毒、抗氧化、抗腫瘤等，其抗菌作用尤為突出。AGAR等[29]研究了松蘿甲醇提取物對AFB1導致人血細胞的遺傳毒性和氧化應(yīng)激的影響，發(fā)現(xiàn)松蘿提取物通過提高抗氧化酶活性水平消除了AFB1的遺傳毒性和脂質(zhì)過氧化，結(jié)果表明松蘿提取物具有很強的抗氧化和抗原毒性作用。

有名的中藥材紅參在許多疾病中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，如心血管疾病、癌癥和高血壓等。ABDEL-WAHHAB等[30]的研究發(fā)現(xiàn)，紅參提取物可預防AFB1和伏馬菌素誘導引起的大鼠肝癌前的病變。

以上研究發(fā)現(xiàn)藥用植物提取物顯示出對AFB1誘導引起的基因突變、DNA損傷和遺傳毒性有較好的干預作用。

2.2 植物活性物質(zhì)

2.2.1 番茄紅素

番茄紅素屬于類胡蘿卜素，是一種親脂、不飽和、具有生物活性的天然色素，廣泛存在于紅色的水果和蔬菜中，特別是西紅柿，番茄紅素含有共軛雙鍵的長鏈結(jié)構(gòu)，具有很強的抗氧化活性，其清除活性氧自由基的能力遠遠超過維生素E和其他類胡蘿卜素，可以保護脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA免受氧化損。YILMAZ等[31]研究發(fā)現(xiàn)，服用了AFB1的Wistar-Albino大鼠腎臟和心臟組織中的丙二醛(malondialdehyde， MDA)水平顯著增加；而GSH、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(glutathione-S-transferase GST)、CAT、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)、SOD和葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(glucose-6-phosphatedehydrogenase，G6PD)活性降低，且番茄紅素能夠改善以上抗氧化防御系統(tǒng)和脂質(zhì)過氧化的指標，顯示出番茄紅素對AFB1誘導的腎毒性和心臟毒性的保護作用。

此外，已經(jīng)有研究證明番茄紅素在諸多重要的生物學過程中發(fā)揮作用，如抗腫瘤、刺激細胞生長、改善細胞代謝、加強細胞間的結(jié)合、加強某些激素、細胞因子和生長因子的信號傳遞等，加強其對氧化應(yīng)激、胰島素分泌、內(nèi)皮功能和脂質(zhì)代謝的影響比較顯著。我國已經(jīng)批準其作為食用色素和營養(yǎng)補充劑，可用于食品和醫(yī)療領(lǐng)域。

2.2.2 白藜蘆醇

白藜蘆醇作為一種天然多酚類化合物，存在于葡萄、葡萄酒、桑椹、藍莓等。白藜蘆醇具有多種生物活性作用，如免疫調(diào)節(jié)、抗癌、降血壓、降血糖、抗休克、抗血小板聚集和心臟保護作用，也因此用于不同疾病的預防和治療，如癌癥、老年癡呆癥、糖尿病等。ZHOU等[32]使用白藜蘆醇作用于AFB1誘導的牛乳腺上皮細胞，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可以減輕AFB1誘導的細胞毒性，緩解活性氧自由基的增加、牛乳腺上皮細胞線粒體膜電位(mitochondrial membrane potential，MMP)的減少和細胞凋亡，同時調(diào)節(jié)Nrf2信號傳導途徑的組分的mRNA轉(zhuǎn)錄物(包括Nrf2、Keap1、NQO1、HO-1、SOD2和HSP70)的表達，說明白藜蘆醇對AFB1誘導牛乳腺上皮細胞的毒性具有改善作用。

因白藜蘆醇有多種生物活性，使其具有極大的研究價值和利用價值，但其較低的體內(nèi)生物利用度也增加了研究、開發(fā)和利用的難度。同時，雖然白藜蘆醇反式和順式2種幾何異構(gòu)體具有不同的生物活性，但這2種異構(gòu)體對光照、pH和溫度的敏感性也會限制其在體內(nèi)外的應(yīng)用，這也將是開發(fā)研究所要攻克的重難點。

2.2.3 維生素E

維生素E也被稱為生育酚，是一類化學結(jié)構(gòu)相似的酚類化合物的總稱，具有抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)等多種生物活性。維生素E的抗氧化活性與其化學結(jié)構(gòu)上的羥基有關(guān)，能夠通過捕獲自由基來阻斷自由基的鏈式反應(yīng)，從而阻止脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，保護組織結(jié)構(gòu)。

YILMAZ等[33]發(fā)現(xiàn)AFB1的給藥可引起大鼠的肝毒性、心臟毒性和腎毒性，而維生素E組顯著降低大鼠血漿中天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶和乳酸脫氫酶的活性和尿素濃度，并改善AFB1對氧化應(yīng)激標志物和病理變化的有害影響。此外，ABDEL-HAMID等[34]觀察用AFB1處理后的大鼠腎皮質(zhì)組織，觀察到管狀細胞質(zhì)空泡形成、線粒體破壞、大量溶酶體、膠原沉積等現(xiàn)象，而在AFB1+ 維生素E組中，對于腎皮質(zhì)的組織學結(jié)構(gòu)影響最小，且抗氧化參數(shù)變化不大。維生素E顯示出的對AFB1誘導靶器官或細胞的毒性作用的干預作用為以后研究通過日常膳食抵抗AFB1對人體和動物的毒性作用提供了可能性。

2.2.4 β-葡聚糖

β-葡聚糖是由D-葡萄糖單體通過β-糖苷鍵連接而成的大分子多糖，存在于燕麥、大麥纖維、酵母以及醫(yī)藥用蘑菇菌的細胞壁中，具有多種生物活性，如免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、降低血清膽固醇和血糖、預防肥胖等，在健康食品和醫(yī)藥產(chǎn)品中發(fā)揮著重要作用。不同來源的β-葡聚糖有著不同的化學結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，聚合度直接決定其溶解性，聚合度>100的β-葡聚糖通常完全不溶于水；β-葡聚糖還因其保濕、抗衰老和傷口愈合作用而被應(yīng)用于化妝品中。

ZIMMERMANN等[35]研究發(fā)現(xiàn)了β-葡聚糖對暴露于AFB1中肉雞淋巴細胞顯示出體外劑量依賴性的細胞保護和基因保護作用，β-葡聚糖能夠完全恢復AFB1誘導的淋巴細胞DNA損傷，并保持DNA完整性。MADRIGAL-BUJAIDAR等[36]探討了β-D-葡聚糖在小鼠肝細胞中減少AFB1誘導的DNA損傷的能力，高劑量組的β-D-葡聚糖和AFB1間形成了超分子復合物，從而減少了AFB1對DNA損傷。BAKHEET等[37]研究了β-1,3-葡聚糖(β-1,3-glucan，BG)對暴露于AFB1的小鼠表型標志物和細胞因子分泌表達的作用，單獨使用BG和結(jié)合暴露于AFB1的BG顯著增加了血液中淋巴細胞亞群(CD4+、GITR+、CD8+、TCRβ+、CD3+、Foxp3+、CD4+Foxp3+和CD127+)的百分比和細胞因子(IL-2、TNF-α、IL-17和IFN-γ)的水平，結(jié)果表明BG通過調(diào)節(jié)細胞因子的產(chǎn)生來實現(xiàn)其免疫調(diào)節(jié)活性。

2.2.5 QUE

QUE作為一種有效的自由基清除劑，相比于維生素C和維生素E這類傳統(tǒng)抗氧化劑，具有更強的抗氧化活性。EL-NEKEETY等[38]的研究發(fā)現(xiàn)飼喂AFs污染飲食大鼠的血清生化指標、氧化應(yīng)激標記和DNA片段化顯著增加，而加入QUE能夠成功地使生化參數(shù)趨于正常，并改善肝組織中核酸的含量、基因表達、肝臟的組織病理學和組織化學圖像，可以得出QUE具有潛在的抗氧化活性保護作用并且調(diào)節(jié)由AFs誘導的基因表達。

AFB1與人血清白蛋白(human serum albumin, HSA)具有較高的親和力，TAN等[39]通過熒光光譜、同步光譜、超濾研究等方法研究了QUE與AFB1結(jié)合HSA的競爭能力，發(fā)現(xiàn)AFB1和QUE均在結(jié)合位點Sudlow site Ⅰ的亞結(jié)構(gòu)域IIA (subdomain IIA)與HSA結(jié)合，且QUE-HSA復合物的結(jié)合率明顯高于AFB1-HSA復合物，研究結(jié)果表明QUE能競爭性的與HSA結(jié)合來去除HSA中的AFB1。這項研究中的QUE顯示出競爭性物質(zhì)對人類的潛在保護作用，為研究降解AFB1的體內(nèi)毒性提供了新的思路。

此外，EFTEKHARI等[40]還通過體外和體內(nèi)實驗評價了槲皮素納米粒子(quercetin nanoparticles，QNPs)抵抗由AFB1誘導的毒性的保肝作用和抗氧化活性，與游離QUE相比，QNPs能更有效地增強其抗氧化水平，并通過降低谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和堿性磷酸酶水平顯示出顯著的保肝作用，這表明QNPs有成為藥物遞送物的潛力，可增強QUE對AFB1致肝細胞毒性的保肝作用。

盡管QUE具有廣譜的藥理特性，但其在水中的溶解度低、生物半衰期短且口服生物利用度低，極大限制了QUE作為治療劑的使用。納米技術(shù)生產(chǎn)設(shè)計的納米顆粒(粒徑<100 nm)有望為藥物輸送、電化學傳感、診斷和治療各類疾病提供新的解決方案。由于納米顆粒的尺寸較小，提供了更大的比表面積，因此可以提高藥物的有效性和生物利用度。以納米技術(shù)為基礎(chǔ)的方法在增加吸收不良水溶性活性物質(zhì)方面顯示出有益的影響，并且在天然產(chǎn)物的開發(fā)研究中，可使用較少劑量達到實驗預期效果。

2.2.6 姜黃素

姜黃素(curcumin，CUR)是從姜科植物中提取的一種天然多酚化合物，具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤、抗菌和促進傷口愈合的潛在功能。ZHANG等[41]研究發(fā)現(xiàn)食用含有AFB1飼料組的雄性肉雞肝臟中的血清白蛋白、總蛋白、GSH-Px、CAT和GSH水平顯著降低，谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶的活性顯著升高，MDA、8-羥基脫氧烏苷(8-OHdG)和AFBO-DNA加合物的濃度水平增加。補充CUR能緩解AFB1引起的肝臟損傷，同時增加抗氧化能力，抑制AFBO的產(chǎn)生。

LI等[42]研究發(fā)現(xiàn)，CUR可抑制肉雞肝臟中活性氧自由基、8-OHdG和AFB1加合物的產(chǎn)生，抑制活化的Nrf2信號傳導途徑，從而減輕AFB1誘導的毒性和氧化應(yīng)激。CUR可以被認為是預防AFB1誘導的毒性和氧化應(yīng)激的潛在藥物，AFB1加合物可能是合適的治療靶點。WANG等[43]的研究發(fā)現(xiàn)，CUR可通過增強Ⅱ相酶的活性和表達來改善AFB1誘導的肝損傷，此外，CUR在肝細胞質(zhì)中體外增加GSH和AFB1的結(jié)合率，同時可以提高Nrf2及其下游基因的mRNA、蛋白質(zhì)的表達水平。

ABDEL-WAHHAB等[44]就評估了姜黃素納米粒負載水凝膠(CUR-NPs-Hgs)對AFB1誘導的大鼠肝臟遺傳毒性的保護作用，添加CUR-Nps-Hgs緩解了AFB1單獨處理大鼠導致的體重降低、生化及遺傳毒性和組織學紊亂，結(jié)果表明了CUR-NPs-Hgs具有防止AFB1誘導肝損傷的潛力。以上研究結(jié)果顯示出植物活性物質(zhì)可從多個方面抵抗AFB1的毒性損傷，如抗氧化應(yīng)激、改善脂質(zhì)氧化代謝、防止DNA損傷、抗遺傳毒性、抗突變、調(diào)節(jié)酶活性、改善關(guān)鍵細胞因子和蛋白質(zhì)的分泌與表達、免疫調(diào)節(jié)、恢復血清和臟器指標、競爭AFB1的作用靶點以防止AFB1加合物的形成等。以上植物活性物質(zhì)化學結(jié)構(gòu)式如圖4所示，其對AFB1的毒性抑制作用及機制如表2所示。

圖4 天然產(chǎn)物的化學結(jié)構(gòu)式Fig.4 Chemical structure of natural products

表2 幾種天然產(chǎn)物對AFB1毒性的抑制作用及相關(guān)機制Table 2 The inhibition of AFB1 toxicity by several natural products and related mechanisms

2.2.7 其他活性物質(zhì)

LU等[45]研究了氧化茶多酚(oxidised tea polyphenols, OTP)對AFB1在大鼠體內(nèi)吸收和毒性的影響，結(jié)果顯示OTP可與AFB1復合，并且抑制AFB1加合物在大鼠體內(nèi)的吸收，從而緩解了AFB1對肝臟的損傷；與AFB1組相比，AFB1+OTP組的大鼠在進食4 h后AFB1-白蛋白的含量明顯降低。此外，OTP能顯著促進糞便中AFB1的含量。研究結(jié)果表明，食用發(fā)酵普洱茶等含OTP的產(chǎn)品，可有效地緩解AFB1對肝臟的危害；OTP可作為食品添加劑加入食品中。

WANG等[46]研究了一種大白菜水溶性提取物粉末(在出口溫度為130 ℃條件下噴霧干燥制得)對AFB1誘導肝癌的潛在抗癌能力。動物實驗結(jié)果表明，飲用水中加質(zhì)量分數(shù)為10%的大白菜粉可以改善血漿微量營養(yǎng)素水平，抑制肝細胞中AFB1-DNA加合物的形成，并且有效地使AFB1誘發(fā)肝癌的發(fā)生率從6.67%降低到0。

結(jié)合納米包封技術(shù)對多種活性物質(zhì)納米包封用于研究其抑制AFB1的毒性作用是一種研究新趨勢。KUMAR等[47]制備了基于百里香酚、肉桂酸甲酯和芳樟醇組合的新型協(xié)同配方的納米包封制劑(Ne-TML)，評估了Ne-TML在體外和食品系統(tǒng)中的抗真菌和抗AFB1潛力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)0.3 μL/mL的Ne-TML可抑制黃曲霉的生長并完全抑制AFB1的產(chǎn)生，結(jié)果推測Ne-TML的抗真菌作用模式與麥角甾醇含量降低、膜離子泄漏、碳源利用受損、線粒體功能、抗氧化防御系統(tǒng)(SOD，CAT和GR)和AFB1生物合成基因ver-1有關(guān)。KUMAR等[48]制備了丁香酚、薄荷醇和t-茴香腦組合的新型協(xié)同制劑(EMT)和其納米包封制劑(Ne-EMT)，Ne-EMT 抑制AFB1的毒性機制與麥角甾醇減少、離子泄漏、碳源利用以及抗氧化防御系統(tǒng)和GSH的比例降低有關(guān)，并與AFB1調(diào)控基因ver-1和omt-A相互作用。此外，Ne-EMT有效地保留了模型食物系統(tǒng)的感官特性，增強了其作為植物類抗菌劑的功效。

3 總結(jié)與展望

常用的物理、化學和生物黃曲霉毒素脫毒法要大規(guī)模的應(yīng)用于實際生活中比較困難，同時也存在實際操作較為繁瑣、成本高、耗時長、污染環(huán)境、易影響食品和飼料的感官和營養(yǎng)價值等缺陷。再加上AFB1與其他危險因素如乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒有協(xié)同作用，通過遺傳和表觀遺傳修飾促進HCC的發(fā)展[49]，以及黃曲霉可在適當?shù)淖匀粭l件下生長并且產(chǎn)生毒素的特性，所以人和動物不可避免的會攝入AFB1進而造成肝臟損傷甚至致癌。因此，通過其他途徑和方式來減輕AFB1對肝臟的損傷尤其重要，例如，篩選具有生物活性且合適的天然產(chǎn)物作為食品添加劑加入糧食、加工食品和飼料中以抑制黃曲霉等真菌的生長和產(chǎn)毒，以及研究開發(fā)天然活性產(chǎn)物用于制備新型保肝藥物和功能食品。因而，副作用小、生物活性顯著、多靶點、多途徑的植物源天然產(chǎn)物就顯示出了巨大的開發(fā)潛力和研究價值。本文總結(jié)了近年來植物源天然產(chǎn)物對黃曲霉生長、產(chǎn)毒以及AFB1毒性的抑制作用和相關(guān)抑制機制，這些植物源天然產(chǎn)物抑制黃曲霉生長和產(chǎn)毒途徑和方式主要是通過導致真菌質(zhì)膜的麥角甾醇和細胞離子泄露，抑制菌絲體生長、分生孢子的產(chǎn)生、誘導AFs生物合成誘導物的產(chǎn)生，以及調(diào)控與表達AFB1生物合成中關(guān)鍵基因、酶和調(diào)控因子。同時，植物源天然產(chǎn)物抵抗AFB1毒性損傷的機制也包括多個方面，如抗氧化應(yīng)激、改善脂質(zhì)氧化代謝、防止DNA損傷、抗遺傳毒性、抗突變、調(diào)節(jié)酶活性、免疫調(diào)節(jié)、恢復血清和臟器指標、競爭AFB1的作用靶點以防止AFB1加合物的形成等。

研究發(fā)現(xiàn)的部分有效植物源天然產(chǎn)物也屬于食源性天然產(chǎn)物，可以通過膳食獲得，這是降低AFB1對人和動物毒性損傷比較健康且安全的一種方式。此外，也有一些農(nóng)產(chǎn)品的副產(chǎn)物對AFB1致動物的毒性損傷有抑制作用，如葡萄籽[50]，這顯示出其作為動物飼料來源的潛力，同時也是一種資源最大化利用的環(huán)保途徑。

目前的研究顯示，植物源天然產(chǎn)物對黃曲霉和AFB1的抑制作用的研究方面取得了一定的進展，但尚有一些方面需要思考和研究：(1)雖然植物提取物和植物精油對黃曲霉和AFB1均顯示出較好的抑制，但對該混合物的組成成分及相對含量缺乏研究和探討。(2)目前研究主要圍繞單一天然產(chǎn)物對黃曲霉生長、產(chǎn)毒或AFB1毒性損傷的防護作用，復配天然產(chǎn)物的研究報道相對較少。(3)部分研究僅以生化指標、臟器指數(shù)及組織切片作為植物源天然產(chǎn)物對AFB1毒性有干預作用的依據(jù)，缺乏關(guān)鍵酶、相關(guān)調(diào)控信號通路和基因水平的檢測研究，對認識天然產(chǎn)物的干預作用的具體機制欠缺。建議引入代謝組學、蛋白組學和基因組學。(4)植物源天然產(chǎn)物對AFB1毒性的干預作用的途徑和靶點可能不是單一的，通常是結(jié)合多靶點作用，因此應(yīng)研究關(guān)鍵作用靶點以及不同靶點間的協(xié)同作用。(5)雖然越來越多的研究發(fā)現(xiàn)植物源天然產(chǎn)物可以抑制黃曲霉生長、產(chǎn)毒以及AFB1毒性，為天然產(chǎn)物作為天然防毒劑和食品添加劑以保障食品安全提供了更多的可能性，后續(xù)的研究應(yīng)主要從食品或飼料的實際情況來分析這些植物源天然產(chǎn)物的適用范圍、使用方式及實際效果。