虫草素又称冬虫夏草素、虫草菌素、蛹虫草菌素，别名3′－脱氧腺苷，化学式为C10H13N5O3，是第一个从真菌中分离出来的核苷类抗生素。

研究结果表明，虫草素具有肺肾的保护性、抗三高、抗肿瘤、神经保护性、抗炎、抗氧化和免疫调节等生物活性。因此，虫草素在抗衰老、保健、新药研制等领域备受学者关注。

（1）理化性质：

虫草素的分子式为C10H13N5O3，相对分子质量为251.25，能溶于水，乙醇，虫草素为含氮配糖体的核酸衔生物,属嘌呤类生物碱；

虫草素化学性质：

熔点：225-229°C

比旋光度: D20 -47°; D27 -42°

沸点:394.4°C

密度：1.2938

折射率：1.7610

储存条件：−20°C

形态：颗粒

颜色：白色至米色

最大波长(λmax):：260nm(EtOH)(lit.)

（2）药理作用：

已知多数虫草真菌含有虫草素，显然其在抗肿瘤作用中占有重要地位。Jagger认为虫草真菌中虫草素抑制了肿瘤发生的原因有3个：（1）虫草素具有的游离醇基可掺入癌Chemicalbook细胞的DNA中而发生作用。（2）虫草素可以抑制核苷或核苷酸的磷酸化而生成二磷酸盐和三磷酸盐的衍生物，从而抑制肿瘤细胞核酸的合成。（3）虫草素可以阻断黄苷酸胺化成鸟苷酸。

1.肺肾保护作用

中医认为，虫草入肺肾二经，既能补肺阴，又能补肾阳，是一种能同时平衡、调节阴阳的中药。

在西医研究中，马淑梅等发现虫草素能有效降低肺纤维化，改善肺的组织结构和纤维化病理变化。张旻等通过采用大鼠的支气管哮喘模型，发现一定剂量的虫草素抑制了哮喘的慢性气道炎症，同时与糖皮质激素联合作用可有效地抑制气道平滑肌收缩，降低哮喘的发生，并对气道的重塑具有一定的改善作用。虫草素干预抑制COPD（慢性阻塞性肺疾病）的细胞因子产生，同时减轻肺部器官和血管周围的炎症，缓解上皮增生等肺部病理变化。

一定剂量的虫草素可以明显抑制高糖诱导的肾间组织纤维化，其原因在于高剂量组虫草素可以增强肾脏抗氧化酶的活力，改善肾小球滤过性，减少高血糖对肾脏造成氧化损伤，同时抑制TGF-β/Smad信号通路中的关键信号分子———p-Smad2/3表达，减少肾组织胶原和α-SMA表达等途径而改善肾间质纤维化。同时王智森等发现虫草素可以辅助治疗二型糖尿病，明显提高患者免疫力和降低肾病蛋白尿水平，提高糖尿病肾病患者的存活率和治疗率。

2.抗三高作用

三高是高血脂、高血压、高血糖的总称。据研究表明这三者临床疾病的聚集并非偶然，三者两两相互影响。有研究表明虫草素具有较好的降血脂作用，在降血脂的同时也影响了脂肪的生成。2008年，赵海燕等人研究发现虫草素能对高糖下的胰腺细胞产生一定的保护作用。在对早期动脉粥样硬化的治疗中虫草素抑制了炎症反应同时保护了血管内皮的完整。

3.抗肿瘤作用

癌症作为人类的高发疾病之一，导致人们已经“谈癌色变”。近年来，关于虫草素抗癌活性和作用机制的研究已成为热门内容。Park等利用测定蛋白质水平的方法－免疫印迹法来测定虫草素的抗肿瘤活性，在治疗组和对照组的对比中发现凋亡细胞的数量明显增加，在细胞凋亡的同时，C6胶质瘤细胞的迁移和侵袭能力也有所降低，研究结果表明虫草素可能是通过调节p85/AKT或GSK3β－r来抑制癌细胞的增殖。Kim等发现发酵后的虫草素菌丝液对黑色素瘤的抑制效果更强。通过促进黑色素瘤细胞内的Bax凋亡蛋白的表达，进而抑制黑色素瘤的增殖。

虫草素对癌细胞的抑制作用多数与给药剂量有关。研究发现虫草素对A549肺癌和H358肺癌细胞的生长有抑制作用，且虫草素对细胞的凋亡作用与给药剂量有关，呈剂量依赖性。在研究作用机制的过程中发现，虫草素可以激活肺癌细胞的Caspases，进一步的使肺癌细胞凋亡。Pao等在研究中发现，虫草素对MA－10小鼠睾丸间质瘤细胞的抑制作用大小与给药剂量和作用时间相关，在虫草素的剂量和时间的依赖关系中，虫草素可以激活细胞内PLC/PKC信号转导途径，促进MA－10细胞的类固醇生成，进而使细胞凋亡。

Chen等在虫草素对CGTHW－2甲状腺癌细胞系的抗癌作用机制研究中发现，虫草素诱导细胞内钙水平升高并使钙蛋白酶活化，进而引发Caspase7活化和PARP裂解，达到让癌细胞凋亡的目的。Aramwit等从体外致突变性和体内急性毒性试验发现，虫草素是非致突变和无毒的化合物，对A549肺癌细胞具有潜在的抗增殖和抗迁移作用。Yifan等通过蛋白质印迹法证实了虫草素对神经母细胞瘤凋亡的诱导作用，因此虫草素可能成为神经母细胞瘤治疗的候选药物。Chen等发现虫草素和顺铂联合使用，可以激活人口腔癌细胞系中外源性和内源性半胱天冬酶的活性，促进MAPK途径的表达而达到促进细胞凋亡的效果，表明虫草素和顺铂的联合使用可能是潜在的抗癌药。陈琴等发现虫草素能抑制鱼藤酮诱导的PC12细胞凋亡，具有潜在的保护作用，虫草素药液浓度在1～102μmol·L－1之间对PC12细胞增殖具有很好的抑制作用。虫草素抗肿瘤作用的发现，使人类战胜肿瘤疾病的步伐又向前迈进了一步。

可以治疗肿瘤疾病的药物屈指可数且疾病治疗范围窄，研究和开发新的抗肿瘤药物是肿瘤领域的主要任务。虫草素可以抑制多种肿瘤细胞的增殖，通过研究其作用机制和构效关系提高药性，进而从多方面抑制肿瘤细胞的增殖和转移。

4.神经保护与调节作用

虫草素具有神经保护与调节的作用，可以有效地保护动物神经元。Jin等发现虫草素会降低由谷氨酸引起的ROS和Ca2+水平的升高，其抗凋亡作用部分依赖于腺苷A1受体的激活，结果表明虫草素可能是神经元疾病的潜在治疗剂。Chen等发现虫草素在缺氧或缺血性损伤中具有重要的神经保护作用。研究虫草素保护缺血和缺氧损伤的电生理机制过程中发现，虫草素(80μmol/L)可以显著延迟低氧诱导的膜去极化，延长了自发动作电位(AP)发放的能力，延迟了快速去极化的发生。此外，虫草素还延缓了低氧引起的诱发AP振幅的下降，研究证明虫草素通过改善神经元电生理功能对抗缺氧损伤具有重要的神经保护作用。神经炎症已被认为是引起脑出血和脑损伤的主要病因。Cheng等通过向雄性小鼠体内立体定向注射自体血液的方法，诱导小鼠脑出血，然后在脑出血诱导成功后，向小鼠腹膜内给予虫草素，发现虫草素可以显著缓解脑出血后的神经功能缺损、脑水肿和血肿周围的组织损伤。此外，虫草素改善了血肿区域的神经元死亡，表明虫草素在脑出血模型中起到了神经保护作用。孟雪莲等发现虫草素可以抑制小胶质细胞NO的产生，对PC12神经元细胞产生保护作用，也可通过提高SOD活性而保护H2O2损伤的PC12细胞。

心脑血管疾病已经成为人类的高发疾病之一，其发病原因大多数与神经系统有关，神经问题引发的脑出血往往发病迅速，治疗不及时就会失去生命。研究开发虫草素的神经保护和调节作用可以预防此类疾病的发生，减少发病率。

5.抗炎抗菌作用

虫草素最早是作为抗菌素被发现研究的，其对多种病原微生物均有广泛的活性作用。Chiu等在脑苷脂的抗炎活性成分的分离实验中发现，蛹虫草的生物活性主要来源于核苷类似物的含量，即虫草素的含量，蛹虫草子实体的甲醇溶液表现出明显的抗炎活性。Yang等在给予哮喘小鼠不同剂量的虫草素治疗情况下，发现虫草素能够显著抑制信号传导通路，使哮喘小鼠肺泡灌洗液(Bal)中过量的嗜酸细胞活化趋化因子(eotaxin)降低，减轻炎症反应及哮喘相关症状。邓昌等研究发现虫草素能抑制促炎症因子的表达，进而促进抗炎症因子的表达。苏岩研究发现虫草素具有抑制人体免疫缺陷型病毒(型)的反转录酶活性及防止其浸染作用。虫草素的抗炎作用有望在今后的临床医疗中发挥作用，多种抗炎机制的发现使其可以对抗更多的炎症问题。

虫草素的抗菌活性和作用机制被广泛研究。1951年研究者发现虫草素具有抗菌作用后，Cunningham等首先报道了虫草素对细菌的抑制作用。他们把虫草素作用于45株枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，发现其中43株的生长被虫草素抑制。Li等发现虫草素对感染的小鼠肺中菌落的形成具有抑制效果，实验中发现虫草素对PA－824的抗菌活性有增强作用。韦会平等在虫草素的结构氨基位置上接入酰氯之后形成具有酰胺键的新化合物也具有抗菌作用，研究中发现虫草素本身对金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)和白色念珠菌(Candidaalbicans)并没有抑制作用，但是经过化学修饰后的虫草素对它们表现出一定的抗菌活性。虫草素结构中C6中的游离胺部分是保持杀真菌活性的必要条件。Vodnala等在虫草素结构的C2位置接入氟原子，并对其新产物对感染布氏锥虫的小鼠进行抗菌活性的测定，发现虫草素能抑制炭疽杆菌、链球菌、鼻疽杆菌等病原细菌的存活。刘阳等探究蛹虫草浸提液对金黄色葡萄球菌的最佳作用浓度，发现当浓度在12.5～25mg/mL时，虫草浸提液对金葡菌有显著的抑菌作用。表明虫草素可以抑制多种细菌、真菌、病毒的繁殖，这对今后新药研究与开发提供了理论依据和基础研究。

关于虫草素抗菌抗炎的研究众多。未来的研究中，学者们可以将重点放在虫草素的抗菌抗炎制剂研究中。由于虫草素的半衰期短，作用时间短暂，研究者们可以将虫草素制备成缓释制剂以延长在体内的作用时间，改善多次给药和连续给药的药效维持方式。中，学者们可以将重点放在虫草素的抗菌抗炎制剂研究中。由于虫草素的半衰期短，作用时间短暂，研究者们可以将虫草素制备成缓释制剂以延长在体内的作用时间，改善多次给药和连续给药的药效维持方式。

6.免疫调节、抗氧化作用

虫草素药理作用广泛，近年来，关于其免疫调节和抗氧化的研究日益增多，作用机制也逐渐明确。高青等体内实验研究中发现，复方蛹虫草颗粒具有增强免疫的作用可以使小鼠迟发型变态反应增强，单核巨噬细胞吞噬功能也被提高。孙勇等用耳肿胀法来测定蛹虫草超细粉对小鼠的抗氧化及免疫力的调节作用，发现小鼠肝脏中的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH－pX)和血清中的超氧化物歧化酶(SOD)都有显著提高，同时肝脏中的丙二醛(MDA)含量降低，说明蛹虫草可以清除体内自由基进而发挥抗氧化的作用。左克源等在小鼠给药后，观察小鼠的迟发性变态反应，发现蛹虫草子实体微粉可以促进2，4－二硝基氟苯(DNFB)诱导小鼠发生迟发性变态反应，但对小鼠胸腺指数和脾脏指数无明显影响。程俊丽等发现北虫草和北虫草根的虫草素水提液均有清除体内自由基的能力，但两者清除自由基的能力是前者高于后者。Olatunji等在研究虫草素对6－羟基多巴胺(6－OHDA)诱导的神经毒性及其潜在机制的保护作用时发现，虫草素可以有效降低细胞内丙二醛(MDA)含量和细胞内活性氧(ROS)水平，并显著增加了超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH－Px)在6－OHDA处理过的细胞中的活性，表明虫草素通过其有效的抗氧化活性使PC12细胞免受6－OHDA诱导的神经毒性。

当今社会的快节奏生活使很多人处于亚健康状态，虫草素的免疫调节和抗氧化作用可以被用来调节人体代谢等问题。将虫草素研究开发为保健品，确定每日最佳的服用剂量，既可以增强免疫力，又能改善人们的亚健康状态。

7.改善睡眠的作用

虫草素(3，-脱氧腺苷)是一种天然存在的腺苷类似物，并且是从真菌虫草属的蛹虫草/冬虫夏草中分离的生物活性成分之一。传统上，它一直是造福人类的珍贵的中国民间药物。由于腺苷化学结构的相似性，虫草素一直关注中枢神经系统的多种作用，如睡眠调节。因此，本研究旨在了解虫草素是否增加大鼠的自然睡眠，其作用是由腺苷受体(ARs)介导的。大鼠口服虫草素后，用脑电图记录4小时的睡眠。分析睡眠结构和脑电功率谱。虫草素减少睡眠-觉醒周期，增加非快速眼动(NREM)睡眠。有趣的是，在NREM睡眠期间，虫草素增加了θ波的功率密度。此外，服用虫草素后，AR亚型(A1、A2A和A2B)的蛋白水平增加，尤其是在睡眠调节中起重要作用的大鼠下丘脑。因此，我们认为虫草素通过非特异性肾上腺素受体增加大鼠NREM睡眠时的θ波功率密度。

8.其他

虫草素还具有降血糖、促性腺发育等药理活性。Jung等研究证明虫草素刺激HNF－1α的表达以激活小鼠葡萄糖转运蛋白2，诱导AMPK磷酸化和糖异生抑制活性，通过糖酵解刺激供给细胞的葡萄糖代谢，产生能量或转化为糖原进行储存。因此虫草素可以用于控制血糖水平的潜在候选药物，因为它刺激肝细胞中葡萄糖的吸收和代谢。王洪军等采用附性腺组织器官增重法剪取包皮腺和提肛肌的方法，发现北虫草提取物具有促使雄性去势大鼠附性腺发育、组织器官重量增加的趋势与刺激睾酮生成的生物学作用。Goubran等发现虫草素可以抑制血小板调节肿瘤血管生成、生长和转移。BorSheng等在虫草素治疗白血病研究中发现，虫草素可以通过调节GSK－3b介导选择性地降低白血病中b－连环蛋白的稳定性。虫草素与其他疗法的协同作用可以被用作根除白血病的新思路。

天然药草的使用近年来程上升的趋势，虫草素作为冬虫夏草和蛹虫草中的主要活性成分之一，受到很多科学家的关注。，因为它可以通过各种培养技术来获得并且具有无限开发的潜力还是优良的生物活性代谢物虫草素的抗癌作用研究进展迅速，越来越多的作用机制被发现，这也为今后的抗癌药物研发提供了新的思路和理论基础。通过深入了解虫草素等天然产物对人体健康的机制，挖掘更多的药理活性，使其在今后的医药研发、食品保健行业均会有更广阔的发展前景。