两种香菇（Lentinula edodes）菌株的体外细胞毒性评估与体内安全性研究：DMRO-356在HeLa和MCF-7癌细胞中展现更强抗癌潜力

《Scientific Reports》：Safety assessment and in vitro cytotoxicity profiling of fruiting bodies from Lentinula edodes (shiitake) strains in HeLa and MCF-7 cell lines

本研究针对药用蘑菇长期使用可能存在的真菌毒性风险，系统评估了两种香菇（Lentinula edodes）菌株DMRO-34和DMRO-356的体外细胞毒性和体内安全性。研究人员通过MTT和LDH实验发现DMRO-356在HeLa和MCF-7细胞中具有更强的抗增殖作用（IC50分别为150μg/mL和250μg/mL），并通过AO/EtBr染色证实其诱导凋亡能力更强。急性（5000 mg/kg）和亚急性毒性实验显示两种菌株在大鼠模型中均无不良反应（NOAEL），且DMRO-356的β-葡聚糖含量（30.369%）显著高于DMRO-34。该研究为香菇作为功能性食品和抗癌辅助剂的安全应用提供了科学依据。

　　

在当今追求天然健康产品的潮流中，药用蘑菇作为传统药物和功能食品的重要来源，正受到越来越广泛的关注。其中，香菇（Lentinula edodes），俗称shiitake，是全球第二大栽培蘑菇品种，约占全球蘑菇产量的22%。它不仅营养价值丰富，含有必需维生素、矿物质、抗氧化剂等成分，还具有抗菌、抗病毒、抗氧化、降胆固醇以及抗癌症等多种药用特性。然而，尽管香菇被普遍认为是安全的，但不同菌株的生物活性成分可能存在显著差异，其长期使用的安全性及具体抗癌潜力仍需科学系统的评估。

目前，天然健康产品的使用存在一个关键问题：缺乏基于证据的剂量指导，未经规范或过量消费可能带来安全风险。特别是对于像香菇这样含有多种生物活性成分（如β-葡聚糖、酚类化合物、萜类化合物等）的天然产物，其生物活性往往来自各成分的协同作用。因此，评估整个蘑菇提取物的生物活性比分析单一化合物更能代表实际使用情况。此外，香菇通常经过烹饪后食用，但热处理可能导致生物活性的保留或损失，这也增加了评估的复杂性。

为了解决这些问题，Sujata Makkar、Kiran Nehra、Ajay Singh和Sudheer Kumar Annepu等研究人员在《Scientific Reports》上发表了一项研究，系统评估了两种香菇菌株DMRO-34和DMRO-356的安全性和体外细胞毒性潜力。他们通过体外细胞实验和体内动物模型，全面分析了这两种菌株的抗癌效果和毒理学特性，为香菇的合理应用提供了科学依据。

关键技术方法概述

本研究采用甲醇提取法获得香菇子实体的生物活性成分。体外实验选用人宫颈癌细胞（HeLa）和乳腺癌细胞（MCF-7），通过MTT法检测细胞活力，LDH（乳酸脱氢酶）泄漏实验评估细胞毒性，并利用吖啶橙（AO）和溴化乙锭（EtBr）双染色法在荧光显微镜下观察细胞凋亡形态。β-葡聚糖含量使用Megazyme试剂盒进行定量。体内实验采用Sprague Dawley大鼠，依照OECD（经济合作与发展组织）指南进行急性和亚急性口服毒性试验，单次限量剂量为5000 mg/kg体重，观察周期分别为14天和28天，检测指标包括体重、摄食量、血液学参数、血清生化指标以及组织病理学变化。

研究结果

体外毒性研究

MTT法细胞活力分析

通过MTT实验评估不同浓度（10μg/mL至600μg/mL）的DMRO-34和DMRO-356菌株提取物对HeLa和MCF-7细胞活力的影响。结果显示，两种菌株对癌细胞的抑制作用均呈现剂量依赖性。在HeLa细胞中，浓度为500μg/mL时，DMRO-356的细胞毒性比DMRO-34高7.17%；在MCF-7细胞中，DMRO-356的细胞毒性比DMRO-34高8.28%。随着浓度从10μg/mL升高至500μg/mL，癌细胞活力逐渐下降，但在最高浓度600μg/mL时略有回升。DMRO-34和DMRO-356在HeLa细胞中的IC₅₀值分别为200μg/mL和150μg/mL，在MCF-7细胞中分别为300μg/mL和250μg/mL。

LDH泄漏实验评估细胞毒性

LDH泄漏实验进一步证实了两种菌株的细胞毒性作用。在HeLa细胞中，500μg/mL浓度的DMRO-34和DMRO-356处理48小时后，LDH泄漏率分别为77.48%和84.22%。在MCF-7细胞中，DMRO-356也引起更高的LDH泄漏（52.25%），表明其细胞损伤作用更强。

香菇对HeLa和MCF-7细胞系的凋亡效应

通过吖啶橙和溴化乙锭双染色观察细胞核形态，评估细胞凋亡情况。在500μg/mL浓度下，DMRO-356处理HeLa细胞的凋亡指数为63%，显著高于DMRO-34的48%；在MCF-7细胞中，DMRO-356的凋亡指数为56%，也高于DMRO-34的43%。DMRO-356处理的细胞表现出更明显的染色质浓缩、核碎裂和凋亡小体形成等特征。

DMRO-34和DMRO-36菌株中β-葡聚糖含量的测定

DMRO-356菌株的β-葡聚糖含量（30.369±0.009%）显著高于DMRO-34菌株（15.423±0.032%），这种差异可能与DMRO-356更强的细胞毒性有关。

体内毒性研究

急性口服毒性研究

单次口服5000 mg/kg剂量的DMRO-34或DMRO-356菌株后，大鼠在14天观察期内未出现死亡或中毒临床症状。体重、摄食量和饮水量均正常，尸检未见器官病变。根据OECD指南，两种菌株均可归类为无毒级（毒性等级5，LD₅₀> 5000 mg/kg）。

亚急性口服毒性研究

连续28天每日口服5000 mg/kg剂量的香菇菌株，对大鼠的体重、摄食、饮水均无显著不良影响。血液学参数（血红蛋白、红细胞、白细胞、血小板等）和生化指标（AST、ALT、ALP、肌酐、胆红素等）均在正常范围内。仅DMRO-34处理的雌性大鼠胆固醇略有升高，但仍处于正常范围。尸检和组织病理学检查显示，肝、肾、心、脾、脑、肺及生殖器官均无异常病变。

研究结论与意义

本研究通过系统的体外和体内实验证明，两种香菇菌株DMRO-34和DMRO-356均具有显著的抗癌潜力和良好的安全性。体外实验表明，DMRO-356在诱导HeLa和MCF-7癌细胞凋亡方面效果更强，这可能与其较高的β-葡聚糖含量有关。体内毒性研究显示，即使在高剂量（5000 mg/kg）下，两种菌株也未引起大鼠明显的毒性反应，无观察到不良反应水平（NOAEL）与对照组相当。

这些发现表明，DMRO-34和DMRO-356菌株有望安全地用于营养补充剂、功能性食品或替代医学领域。特别是DMRO-356，因其更强的生物活性，在癌症预防和免疫支持方面具有更好的应用前景。

然而，需要强调的是，体外细胞实验的结果不能直接等同于临床抗癌效果。香菇粗提物中含有多种生物活性成分，其协同作用机制尚需进一步解析。未来的研究应侧重于活性成分的分离鉴定、作用机制的深入探索以及体内肿瘤模型的验证，从而为香菇的临床应用提供更坚实的科学基础。

总体而言，这项研究为香菇的安全性和生物活性提供了全面评估，支持了其作为天然治疗剂在改善人类健康方面的潜在价值，为香菇在功能性食品和营养保健品中的合理应用提供了重要科学依据。