内生真菌Chaetomium globosum S108次生代谢产物分离及黑色素瘤抑制活性研究- 大数跨境

内生真菌Chaetomium globosum S108次生代谢产物分离及黑色素瘤抑制活性研究

天然产物研究与开发

2021-12-12

导读：本文利用多种色谱技术与波谱学方法从东乡野生稻内生球毛壳菌S108的乙酸乙酯萃取部位分离并鉴定了7个化合物，首次发现其中化合物6-hydroxymellein（2）具有较强的抑制活性，IC50为2.24

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植物内生菌(edophytes)是指一类生活在健康植物组织体内但不引起植物感染病害的微生物，其不仅能促进植物的耐盐、耐旱、耐寒、抗虫等抗逆性，而且蕴含丰富的次生代谢产物合成基因簇，已成为结构多样性天然产物筛选的重要来源。东乡野生稻(Oryza rufipogon Griff.)是仅残存于江西省东乡县、世界分布最北的野生稻，由于其长期处于野生状态，经历了自然选择，具有良好的抗逆性、抗病虫害、耐寒、耐旱、高产等优良性状。本课题组前期对东乡野生稻内生真菌多样性进行了系统的研究，发现其不仅蕴含丰富的植物内生真菌，而且PKS基因检测和植物病原抑制活性筛选结果显示其中含有较丰富的活性次级代谢产物，十分有必要进一步开展研究。

本研究以前期从东乡野生稻中分离得到的一株内生球毛壳菌S108( Chaetomium globosum S108)为对象，对其进行发酵培养，初步发现其发酵液对肿瘤细胞具有一定的抑制活性。据文献报道，球毛壳菌素(chaetoglobosin)是球毛壳菌抑制肿瘤细胞的主要物质。为了进一步探究S108发酵液中具肿瘤抑制活性的化合物，我们对其次生代谢产物进行了分离纯化，对分离所得的化合物进行结构鉴定，并进行黑色素瘤抑制活性试验，以期发现具有潜在活性的化合物，这对于丰富球毛壳菌次生代谢产物及其功能多样性具有重要意义。

C. globosum为毛壳菌科、毛壳菌属真菌，自1973年Sekita从C. globosum中分离到球毛壳菌素A和B以来，已从球毛壳菌属中发现了400多个结构新颖的活性次级代谢产物，这些化合物主要包括球毛壳菌素类、嗜氮酮类、萜类、酯类、黄酮类、异香豆素类等，其中球毛壳菌素类与嗜氮酮类化合物占绝大多数，而异香豆素类等其他化合物则较少被分离，仅Yan等从银杏来源的球毛壳菌中分离到异香豆素类化合物prochaetoviridin A。本研究从S108中分离得到chaetomugilin D(3) 、chaetomugilin S(4) 、chaetoviridins A(5) 等3个嗜氮酮类化合物以及该菌中常见的生物碱类化合物球毛壳素A(6)，同时从中分离到异香豆素类化合物6-hydroxymellein(2)及萘醌类化合物6-O-demethyl-5-deoxyfusarubin(7) ，化合物2和7均为首次从毛壳菌属真菌中分离得到。6-Hydroxymellein(2)是一种常见的生物合成中间体，微生物以其为前体可以合成众多的结构类似物，这表明S108基因组中可能含有相关的聚酮合成酶(PKS)基因簇，开展S108的次级代谢产物的进一步挖掘，有望从中分离出新结构、新活性的化合物。

本研究从球毛壳菌C. globosum S108中分离纯化得到的7个化合物，其生物活性已有较多报道，chaetomugilin D(3) 、chaetomugilin S(4) 、chaetoviri-dins A(5) 等嗜氮酮类化合物，其中化合物3、4可有效抑制幼苗的生长，如Wang等从一株银杏来源的球毛壳菌中分离得到的化合物3、4对幼苗生长有明显的抑制作用，与广谱除草剂草甘膦相比其IC50更低，因此有待被开发为天然环保型除草剂。化合物5显示出良好的抗真菌活性，对核盘病菌有良好抑制作用，其防治效果与广谱杀菌剂多菌灵效果相当。球毛壳素A(6)亦显示了较好的抗癌活性，如Knudsen等研究发现从青霉菌中分离到的化合物6 可作为治疗慢性淋巴白血病(CLL)的潜在药物，在模拟淋巴组织的培养条件下，也表现出显著的诱导CLL细胞凋亡作用。目前，有关6-O-demethyl-5-deoxyfusarubin(7)活性未有报道，但其类似物镰红菌素具有抑制血液肿瘤细胞系的增殖并增加细胞凋亡的作用。本研究以黑色素瘤B16细胞为对象，开展化合物抑制肿瘤细胞的评价，结果表明，除化合物2外，其他6种化合物均对黑色素瘤B16细胞没有抑制作用。

迄今，6-hydroxymellein(2)仅从红树的内生真菌褐瘤菌(Daldinia eschscholtzii)和土曲霉(Aspergillus terreus)中分离得到，发现其对拟南芥花粉发育有抑制作用。此外，Yang等发现化合物2对于人乳腺癌细胞MDA-MB-231和人胰腺癌细胞PANC-1无抑制作用，对非小细胞肺癌细胞A549和人肝癌细胞BEL-7402仅有微弱的抑制活性，其IC50分别为170.6mg/L和315.0mg/L。本研究首次发现6- hydroxymellein(2)对黑色素瘤B16细胞有良好的抑制活性，IC50为2.24μmol/L。黑色素瘤作为临床上常见的皮肤恶性肿瘤，病恶性程度高、易转移，发病率有逐年增加趋势，因此6-hydroxymellein(2)新活性的发现有助于黑色素瘤治疗药物的研发，同时为治疗黑色素瘤药物开发提供了新思路。该研究成果发表在《天然产物研究与开发》2021年第11期，欢迎引用(点击左下方“阅读原文”可查看全文)。

引用格式：

张文慧,肖依文,梁伟中,等.内生真菌 Chaetomium globosum S108 次生代谢产物分离及黑色素瘤抑制活性研究[J].天然产物研究与开发,2021,33:1854-1859.

Zhang WH,Xiao YW,Liang WZ,et al.Isolation of secondary metabolites from endophytic fungus Chaetomium globosum S108 and its antimelanoma activity[J].Nat Prod Res Dev,2021,33:1854-1859.