含皂苷成分中药材对黄曲霉毒素污染的易感性及其内在机制

Aflatoxins (AFT) is a toxic metabolite produced by several fungi of the genera Aspergillus. The early study showed a universality of AFT contamination in Chinese medicines. Because of its strong carcinogenic, teratogenic and the mutagenic role, polluted medicinal herbs not only decreases the quality of medicinal herbs, but also represents a special hazard to consumers. There is target preference in toxin-producing fungi which rendered variability risks of infection in different medicines. Former study discovered a higher risk of infection in saponin-containing medicines so that we hypothesized an essential contribution of saponin in this process. This is a vital safety issue in Chinese medicines but quite few studies mentioning about this. In this study, we chose Ginseng, Glycyrrhiza uralensis and several other major medicines which have different structural types of saponin to compare the AFT contamination preference to them and analyze the structure-activity relationship. Then, by biological activity test, observation under optical/electron microscope and molecular biological strategies, we elucidated the cellular and molecular mechanisms of how saponin enhance/inhibit fungi growth and toxin synthesis. This study might discover novel enhance/inhibit factors of AFT and enrich the regulatory mechanisms of fungal toxins secretion/infection. Meanwhile, this would help establish standard safety criteria for AFT content in different medicines and provide guidance for scientific strategies in contamination prevention.

黄曲霉毒素（Aflatoxins， AFT）是由曲霉属真菌产生的毒性极强的真菌毒素，研究表明AFT污染在中药材中非常普遍，由于其强烈的致癌、致畸、致突变作用，受污染的药材不仅质量下降，还会带来重大的安全隐患。由于产毒真菌对不同寄主存在偏好性，导致不同药材污染真菌毒素的风险存在明显差异。调查发现含皂苷类活性成分的中药材受AFT污染比较严重，为此我们推测皂苷在其中可能起着重要作用，这在以往研究中极少涉及，却是中药安全的重要课题。本项目拟选择人参、甘草等含不同结构类型皂苷的常用大宗中药，对比各自对AFT污染的易感性差异，分析其中的构效关系，并通过生物活性测定，结合光学/电子显微镜和分子生物学技术，阐明皂苷成分促进/抑制产毒菌株生长及毒素合成的细胞及分子机制。研究有可能发现新的AFT促进/干扰因子，丰富真菌毒素的调控理论，并为制订不同中药材上AFT限量标准及建立科学的防控措施提供指导。

黄曲霉毒素（Aflatoxins，AFs）污染中药材的情况非常普遍，由于产毒真菌对不同寄主存在偏好性，导致不同药材污染AFs的风险存在差异性。本项目选择8种含皂苷类成分的中药材，对各自污染AFs情况进行对比，明确不同结构类型的皂苷在中药材污染AFs中的作用及其内在机制。(1)通过对河北安国和广西玉林两个药材市场8种药材上的真菌类群和AFs污染情况进行系统调研，发现甘草和人参污染AFs较严重，且从两种药材上均分离到了AFs产毒菌。通过黄曲霉（Aspergillus flavus）产毒菌AF(+)和寄生曲霉（A. parasiticus）产毒菌AP(+)定量接种8种药材的实验发现，甘草上AF(+)菌的增殖量及AFs量均较大，人参上AP(+)菌的增殖量及AFs量均较大，山药上AF(+)菌增殖量最小，但AFs量最大。通过离体实验，考察四环三萜类、五环三萜类和甾体类等不同结构类型的14种单体皂苷对AF(+)和AP(+)菌株生长和产毒的作用，结果显示，四环三萜类人参皂苷Rb1/Rf对AF(+)生长和产毒具有促进作用，可能在一定程度上提高人参AFs污染风险；五环三萜类中的细叶远志皂苷和甾体皂苷中的薯蓣皂苷对AF(+)和AP(+)菌株的生长和产毒具有抑制作用，因此甘草和山药容易污染AFs可能跟五环三萜和甾体皂苷无关。（2）黄曲霉和寄生曲霉各2个菌株（产或不产毒）分别接种8种药材，出现了皂苷增加、不变及下降三种情况，揭示了霉菌污染可以导致中药材质量发生不同变化的现象。以药典标准为依据，接种4种菌后，西洋参、人参、远志质量均没有明显降低。接种AF(-)或AF(+)导致甘草质量显著降低。接种AP(-)或AP(+)分别导致黄芪、三七质量降低。（3）利用Real Time-PCR技术，检测了4种单体皂苷对AFs生物合成途径中关键酶基因（nor-1、aflR、ver-1和omtB）表达的作用，明确了位于AFs合成上游的nor-1是甘草酸、细叶远志皂苷、人参皂苷Rb1和薯蓣皂苷4种化合物抑制AFs合成的共同作用靶点。另外，还分析了12种种子类药材的污染真菌类群和毒素，柏子仁、桔核上分别检出AFs和OTA，污染来源分别为A. flavus及Penicillium polonicum。本研究丰富黄曲霉毒素的环境因子调控理论，为制订不同中药材上AFs限量标准及建立科学的防控措施提供理论依据。