虫草素的奥秘就藏在它特殊的化学结构中。虫草素（cordycepin），又称虫草菌素、冬虫夏草素，它的分子式为C10H13N5O3，分子量为251.24，溶于水和热乙醇。天然虫草素的旋光度十分特别，决定了它的功效。合成的虫草素价格比较昂贵，而且旋光度和天然虫草素不完全相同。因此，市面上有生物活性的虫草素多为蛹虫草生物合成而来。
虫草素的化学名为3′-脱氧腺苷
这就是说，①虫草素的化学结构类似于腺苷，化学结构式如图所示，可以和腺苷类受体（可以和腺苷结合并被激活的蛋白）结合行使其药理功能；
②虫草素也就是3′-脱氧腺苷，可被还原成腺苷。所以，又是强抗氧化剂；
③3′-脱氧腺苷（虫草素）和腺苷一样可以进一步合成腺嘌呤类似物；
从而抑制一些病毒mRNA的多聚腺嘌呤[ Poly（A）]合成起到抑制病毒复制和抑制肿瘤生长的效果。
一、虫草素是腺苷受体的激动剂
可以和腺苷结合的蛋白（腺苷受体）大家族包括腺苷受体A1亚型，腺苷受体A2A亚型，腺苷受体A2B亚型，腺苷受体A3亚型4个成员。目前有报道虫草素和A1、A2A、A2B、A3等腺苷受体亚型均可相互作用而产生抗肿瘤、抗炎作用，还有保护肺、肝、肾、心血管、大脑等功效。腺苷和腺苷受体亚型A1和A2A具有高亲和力，而对腺苷受体A2B和A3亚型则亲和力较低。而虫草素和腺苷受体A3亚型的亲和力较高，这决定了虫草素较强的抗癌、抗炎功效。因为实体癌细胞和炎症细胞上都有较高的腺苷受体A3亚型。
1. 腺苷受体A1亚型
腺苷受体A1广泛在整个身体内表达，但在大脑中表达的水平最高，特别是在兴奋性神经末端。A1受体通过阻断神经递质释放调节神经元活动和减少燃烧率，保护大脑，调节睡眠，当心肌缺血时也起到保护心肌的作用。
2. 腺苷受体A2A亚型
腺苷受体A2A亚型在脑的纹状体、脾脏、胸腺、心脏、肺和血液的白血球和血小板都有表达。A2A受体在大脑中对运动、精神行为、睡眠等方面起到调节作用；在外周组织中，A2A受体在对炎症、心肌耗氧量、冠状动脉血流量、血管生成、癌症等疾病的控制方面起到关键作用。
3. 腺苷受体A2B亚型
腺苷受体A2B亚型在体内广泛表达，但表达量较低。在腺苷水平升高的条件下，如缺氧、局部缺血等情况下，有一定的组织保护作用。
4. 腺苷受体A3亚型
在正常组织中，腺苷受体A3亚型主要分布在脑、肺、肝、主动脉、睾丸和心脏部位。腺苷受体A3亚型激活后对于所在组织主要起到保护作用。值得注意的是，虫草素和腺苷受体A3亚型的亲和力较高，大家常常听到虫草有润肺、养肾、养肝、辅助睡眠、缓解情绪以及保护心血管等保健作用，还有促进男性生殖功能的作用等，在很大程度上和腺苷受体A3亚型在这些区域的分布有关系。
腺苷受体A3亚型在癌症发病组织和炎症组织的表达水平相当高，目前已知A3受体表达较高的癌症有白血病、淋巴瘤、黑色素瘤、结肠癌、乳腺癌、小细胞肺癌、胰腺癌、肝细胞癌、星形细胞瘤、松果体瘤等，非常有趣的是，虫草素对于这些癌症的抗癌作用，以前早有报道。
虫草素可以激活癌细胞上大量的腺苷受体A3亚型，通过调节和细胞凋亡有关的信息通路而起到抑制癌细胞生长和转移的效果。虫草素是天然的精准医疗和癌症靶向性药物，能诱发癌细胞死亡，保护正常组织。同理，大量的腺苷受体A3亚型在炎性组织被虫草素激活，对消除慢性炎症也有很好的效果，这就是虫草素抗肿瘤、抗炎的主要药物机理之一。
二、虫草素是强抗氧化剂
自由基是具有高度化学活性的物质，是生命活动中多种生化反应的中间产物，人的生命活动离不开自由基，但体内自由基过多或清除过慢，则会攻击并损坏大生物分子，如对细胞膜、核酸及机体蛋白质等造成损伤，这也是引起机体衰老的根本原因，同时，也是诱发恶性肿瘤等许多疾病的重要起因。
虫草素即3′-脱氧腺苷，很容易被氧化还原成腺苷，此过程可以减少组织的自由基，从而保护线粒体的功能。线粒体功能障碍涉及线粒体呼吸酶复合物活性的改变、氧化应激、通透性转换孔开放，从而造成细胞凋亡。线粒体功能障碍在病理生理过程中广泛存在，往往成为致病的重要诱因。超氧化自由基可以损害线粒体的功能导致线粒体功能障碍，各种生物能和抗氧化剂均可改善线粒体的功能。
研究表明，低浓度虫草素即能有效抑制自由基的氧化反应，其作用机理可能是直接作用于自由基，或间接消耗掉容易生成自由基的物质，防止发生进一步反应。虫草素能将自由基还原为非自由基，对自由基有清除作用，能延迟、抑制和阻断活性氧/氧自由基的氧化损伤。所以，虫草素能起到抗氧化，抑制自由基，保护线粒体功能，保护全身细胞和组织免受氧化损伤的作用。
虫草素多维度的养生保健治疗作用
虫草素的养生保健作用主要是因为它是腺苷受体的非特异激动剂、抗氧化剂、RNA多聚腺嘌呤生成的抑制剂。首先，虫草素可以和腺苷类受体结合，行使其药理功能，发挥抗肿瘤、抗炎、调节免疫力、调节睡眠作用，起到保护肺、肝、肾、心血管、大脑等功效。第二，虫草素是强抗氧化剂，可以起到保护线粒体、抗氧化的作用。第三，虫草素可以进一步合成腺嘌呤类似物，从而抑制一些病毒mRNA的多聚腺嘌呤[ Poly（A）]合成，起到抑制病毒复制和抑制肿瘤生长的效果。
三、虫草素可以选择性地抑制信使RNA多聚核苷酸链的形成
虫草素即3′-脱氧腺苷，被磷酸化生成3′-脱氧三磷酸腺苷后，可以和RNA多聚酶互相作用，终止多聚腺苷酸RNA链的合成，这对于杀灭病毒有着重要的作用。例如：负链RNA病毒复制的起始端需要15～30个多聚腺苷酸 [ Poly（A）]的合成，而虫草素可以通过抑制多聚腺苷酸的合成，从而起到抑制负链RNA病毒雀麦花叶病毒（brome mosaic virus）复制的作用。此外，这也是一种重要的抗肿瘤机制。
虫草素的奥秘已经被现代科学一步一步地揭开。目前，人们生活工作节奏加快，压力增大，使得人们免疫系统功能减弱，极易引起肿瘤、神经衰弱、慢性炎症等一系列疾病，虫草素具有抗菌、消炎、抗氧化、抗肿瘤、调节人体内分泌和增强人体免疫功能等作用，因此无论是医疗康复，还是保健养生，虫草素都将会拥有巨大的粉丝人群。
参考文献：
[1] Sandeep S, et al. Adenosine Receptors: Expression, Function and Regulation[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2014, 15(2): 2024-2052.
[2] Fishmana P, et al. Pharmacological and Therapeutic Effects of A3 Adenosine Receptor (A3AR) Agonists[J]. Drug Discov Today, 2012, 17(7-8): 359–366.
[3] Lea M, et al. The A3 adenosine receptor is highly expressed in tumor vs. normal cells: Potential target for tumor growth inhibition[J]. Clin. Cancer Res, 2004, 10(13): 4472-4479.
[4] Fishman P, et al. Targeting the A3 adenosine receptor for cancer therapy: inhibition of prostate carcinoma cell growth by A3 agonist[J]. Anticancer Res, 2003, 23(3A): 2077–2083.
[5] Ochaion A, et al. The anti-inflammatory target A3 adenosine receptor is overexpressed in rheumatoid arthritis, psoriasis and Crohn′s disease[J]. Cell. Immunol, 2009, 258: 115–122.
[6] Jin ML, et al. The neuroprotective effects of cordycepin inhibit glutamate-induced oxidative and ER stress-associated apoptosis in hippocampal HT22 cells[J]. Neurotoxicology, 2014, 41(3): 102-111.
[7] Ramesh T, et al. Cordycepin（3'-deoxyadenosine）attenuates age-related oxidative stress and ameliorates antioxidant capacity in rats[J]. Exp Gerontol, 2012, 47(12): 979-987.