研究人員在實驗室中培育出高效“殭屍真菌”

據New Atlas報道，蟲草真菌已經進化出一種可怕的能力，可以“劫持”昆蟲的身體–但它也被研究為一系列令人印象深刻的潛在藥用效果。研究人員已經找到了一種方法，可以將其關鍵化學物質的產量提高100倍。

你可能知道冬蟲夏草是“殭屍真菌”–這是有道理的。它的名字來自希臘語和拉丁語，意思是 “棒頭”，許多自然紀錄片都關注它感染某些昆蟲的能力，最有名的是螞蟻，並真正地“劫持”它們的身體。冬蟲夏草與這些螞蟻一起進化，並使它們成為其繁殖周期中令人震驚的複雜和可怕的一部分。

我們大多數人通常不會認為真菌特別聰明，但蟲草真菌是一個極好的窗口，讓我們了解到我們對真菌的了解有多少。當一個Ophiocordyceps unilateralis孢子感染一隻螞蟻時，它開始在螞蟻的血液中旅行，繁殖。不久之後，這些單個細胞開始協同工作，通過管狀的菌絲突起連接起來，開始交流和分享營養。

然後，這些真菌菌絲開始擴散到螞蟻的肌肉中，穿透並包圍了螞蟻全身的肌肉纖維，但有一個明顯的例外。與科幻小說中的殭屍不同，蟲草真菌通常讓螞蟻的大腦完全不受影響。相反，作為一個超級有機體，真菌網絡開始扼殺螞蟻的運動神經元，直到螞蟻完全完整的大腦或多或少地與它的身體完全隔離。

如果到目前為止，這個過程聽起來令人難以置信，那麼接下來發生的事情則令人感到恐懼。真菌接管了螞蟻的身體，並開始”駕駛”它，就像你或我駕駛一輛汽車一樣。螞蟻的運動系統相對簡單，而蟲草真菌在漫長的歲月中已經學會了如何操作這些腿。這本身就是一個驚人的壯舉，但真菌也清楚地知道它希望其宿主下一步去哪裡。

它驅使螞蟻找到一個垂直的植物嫩枝或樹榦來攀爬，靠近螞蟻的巢穴。它驅使螞蟻在植物上爬行約25厘米（10英寸），那裡的溫度和濕度最適合。它促使螞蟻咬住一片葉子的中心莖，把它的下巴鎖死，並決定螞蟻的最後安息之地。

我們無法知道螞蟻孤立的大腦在這個過程中經歷了什麼，但在未來幾周內，它的身體將被蟲草真菌吞噬，它的頭部將爆發出真菌的生殖器官，迸發出一個突起，最終撲滅一批新的真菌孢子，它們從離蟻巢不遠的完美高度輕輕地飄落到森林地面，準備感染新的受害者。

這種由螞蟻操縱的生物體所表現出的可怕的真菌智慧，成為紀錄片和科幻小說的傑出素材。然而，許多人沒有意識到，這只是蟲草真菌的一個特別可怕的物種。研究人員知道還有750多種蟲草真菌，每種蟲草真菌的生命周期都圍繞着一個特定的宿主–通常是昆蟲幼蟲–進行，其過程與上述的過程一樣精細。

許多西方國家的人也沒有意識到，某些類型的蟲草真菌–特別是冬蟲夏草和蛹蟲草–是許多東方醫藥傳統中的頂級保健品，在那裡它們被用於治療疲勞、腎臟疾病、性慾低下、呼吸系統問題、高血糖和一系列其他疾病已經有幾個世紀了。對於這些真菌及其成分化學品在動物和實驗室模型中的影響，已經做了一定的科學研究，一些結果當然看起來很有希望。

2021年《藥理學前沿》雜誌對同行評審的研究進行了回顧：“它的提取物和生物活性成分已經與細胞因子的產生有關，如白細胞介素和腫瘤壞死因子（TNF）-α，免疫細胞的吞噬刺激，通過增加誘導性一氧化氮合成酶的活性產生一氧化氮，以及通過絲裂原激活蛋白激酶的途徑刺激炎症反應。其他藥理活動，如抗氧化、抗癌、抗高脂血症、抗糖尿病、抗疲勞、抗衰老、低膽固醇、降血壓、血管舒張、抗抑鬱、壯陽和保護腎臟等，在臨床前研究中都有報道。”

冬蟲夏草作為一種健康、能量、免疫力和耐力的補充劑而受到歡迎，再加上其複雜的繁殖過程依賴於其他生物體，使得冬蟲夏草的價格非常昂貴。雖然實驗室培育的”素食”冬蟲夏草CS-4提取物作為負擔得起的（而且基本上不受管制）保健品在市場上廣泛銷售，但這些通常是在發酵的米粒上生長。

據韓國忠北大學的研究人員稱，問題是把冬蟲夏草放在這種素食中會導致產品變差，其中一種叫做蟲草素的關鍵生物活性化合物的含量特別低，研究人員認為這是重要的”治療”成分。

因此，研究小組開始調查，在實驗室里用昆蟲而不是大米作為基質培育冬蟲夏草菌株，是否會提高其有用的蟲草素水平。研究小組收集了六種不同的市售干昆蟲，它們在韓國都被批准作為食品出售：蟋蟀、蠶蛹、黃粉蟲、蚱蜢、白星花金龜幼蟲和日本犀牛甲蟲，並以糙米作為對照。然後，他們在上面培養了兩個月的冬蟲夏草，收穫了真菌的子實體，並分析了每種類型的冬蟲夏草素的產生量。

結果大相徑庭，但所有以昆蟲為基礎的真菌產生的蟲草素都比用大米餵養的多得多。表現最差的昆蟲，即蠶蛹，產生的蟲草素約為大米的三倍。表現最好的是日本犀牛甲蟲，產生的蟲草素是大米的100倍左右。

研究人員設法將主要因素縮小到昆蟲的脂肪含量–特別是它們的油酸水平。當油酸被添加到蠶蛹中時，它將蟲草素的生產提高了50%，令人印象深刻。

描述這項工作的新研究論文的高級作者Lee博士說：“這項研究中建議的冬蟲夏草栽培方法將使蟲草素的生產更加有效和經濟。然而，確保可食用昆蟲還不足以擴大到工業水平。人們還認為，通過使用其他昆蟲可能會有更有效的生產，這需要通過進一步的研究加以證明。”

該研究發表在同行評議的《微生物學前沿》雜誌上。