シネンシストウチュウカソウ（狭義の「冬虫夏草」；Ophiocordyceps sinensis）は，コウモリガ類の幼虫に寄生する，子嚢菌門ボタンタケ目オフィオコルジケプス科に属する昆虫寄生菌である。宿主であるコウモリガ類の幼虫と，菌糸で構成される子実体からなる複合体が，中薬材（漢方薬）の一つとして用いられている。中国のチベット自治区，青海省，四川省や雲南省などの，標高3,500～5,000 m 級の高山帯がその代表的産地である。従来から天然品（野生）のシネンシストウチュウカソウは希少性が高く，市場では高値で取引されている。このように，シネンシストウチュウカソウは天然品の希少性や経済的価値が高く，流通過程での産地偽装が多発している。また，人工培養により生産された菌糸体由来の製品も広く流通しているが，人工培養品は菌株の活性に疑問がもたれている。さらに，天然品においても産地や生育環境が異なることで薬効成分に違いが生じることが示されているが，その要因は不明である。これらのことから，天然品と人工培養品の識別，さらに天然品の産地識別は，シネンシストウチュウカソウの品質管理を進める上で重要な課題である。そこで本研究では，複数の科学的手法を組み合わせたシネンシストウチュウカソウの産地識別方法を確立することを目的とした。
本研究にあたって，冬虫夏草類とその宿主昆虫，ならびに宿主昆虫が摂食する植物の合計23点の試料を用いて炭素・窒素・酸素・水素の安定同位体比分析を行い，その結果を評価した。これらの結果、窒素および炭素の安定同位体比が食草と比較して宿主昆虫において有意に高まっていることから，宿主昆虫が摂食する植物から昆虫への栄養の移行およびその濃縮が認められた。宿主から寄生菌については，食草・宿主間の関係に比べて相対的に差異が小さいものの、窒素については宿主昆虫から寄生菌（冬虫夏草）への栄養の移行とその濃縮の可能性が示唆された。本研究によって，今回調査を行った冬虫夏草類は，その宿主昆虫の食草に，生存のための栄養源を強く依存していることが示された。
Ophiocordyceps sinensis is an insect parasitic fungus belonging to the order Hypocreales, family Ophiocordycipitaceae. Ophiocordyceps sinensis parasitizes larvae of ghost moths (family Hepialidae, Lepidoptera). A complex consisting of a host larva of the ghost moths and a fruiting body composed of hyphae of O. sinensis is used as one of the traditional Chinese medicine materials. Typical production areas of O. sinensis are alpine zones with high altitude as 3,500 to 5,000 m above sea level, such as Tibet Autonomous Region, Qinghai Province, Sichuan Province and Yunnan Province in China. Traditionally, natural (wild) products of O. sinensis is highly rare and is traded at high prices in the Chinese medicinal market. In this way, O. sinensis has high scarcity and economic value as a natural product, and the production area is frequently disguised in the distribution process. In addition, medicinal products derived from mycelium produced by artificial culture are also widely distributed, but the activity of the strains of artificially cultured products of O. sinensis is questionable. Furthermore, it has been shown that the medicinal properties of natural products of O. sinensis differ depending on the production area and growing environment, but these causes are unknown. For these reasons, identification of natural products and artificially cultured products, as well as identification of the geographical origin of natural products, is an important issue in advancing quality control of O. sinensis. Therefore, the purpose of this study was to establish a method for identifying the geographical origin of O. sinensis, which is a combination of multiple scientific methods.
In this study, stable isotope ratio analysis of carbon, nitrogen, oxygen, and hydrogen was performed using a total of 23 samples of insect parasitic fungi, their host insects, and plants fed by the host insects, and the results were evaluated. As a result, the stable isotope ratios of nitrogen and carbon were significantly higher in the host insects compared to the plants, indicating the transfer of nutrients from the plants fed by the host insects to the insects. Although the difference between the host and the parasitic fungi is relatively small compared to the relationship between the plants and the host, it is suggested that nitrogen may be transferred from the host insect to the parasite (Caterpillar fungus) and its concentration. This study showed that the O. sinensis strongly depends on the diet of its host insects as a nutrient source for survival.