基于“无损富集”方法的一株内生真菌中微量螺环吲哚二酮哌嗪化合物的发现及其抗肿瘤活性研究

Malignant tumor has become a severe disease to threaten human health and life. It’s reported that spiro-indolyl diketopiperazine from an endophytic fungus possessed novel structures and significant antitumor activities. In our investigation, we find that the fermentation product from an endophytic fungi of Tripterygium hypoglaucum(Levl.) showed significant cytotoxic activity. Further research showed the active components, spiro-indolyl diketopiperazine, has low proportion, and thus it is difficult to obtain with traditional separation strategy. In this study, the high-speed counter-current chromatography was used to separate with no loss and enriched microamount spiro-indolyl diketopiperazines. Based on LC-UV/MS and MTT methods, the object microamount spiro-indolyl diketopiperazines will be targeted separated;Finally, the cytotoxic activities of novel spiro-indolyl diketopiperazine will be evaluated, and the structure-activity relationship will also be discussed. On the basis of the above work,this study will not only provide a new strategy to develop microamount constituents in endophytic fungi, but also lay a foundation for creating new drugs with anti-tumor activity.

恶性肿瘤已成为威胁人类健康与生命最严重的疾病之一。据报道螺环吲哚二酮哌嗪类化合物具有新颖结构且具有显著抗肿瘤活性。课题组前期从植物昆明山海棠嫩叶中分离得到一株内生真菌，经研究发现其次生代谢产物具有较强的细胞毒活性，且次生代谢产物中含有数目众多的螺环吲哚二酮哌嗪化合物，但这些化合物大部分含量极少，很难采用传统分离方法有效获取。本课题拟利用高速逆流色谱不损失微量化合物的分离特点，采用逆向思维，除去量大化合物，保留合并量小化合物，即实现微量螺环吲哚二酮哌嗪化合物的“无损富集”。采用LC-UV/MS在线结构分析结合细胞毒活性筛选对“无损富集”后的结构新颖活性化合物进行识别，锁定与定向制备；并研究其抗肿瘤活性及构效关系。本项目基于“无损富集”方案研究内生真菌中微量二酮哌嗪化合物，为内生真菌中微量化合物的研究提供了新思路，同时对微生物来源的新型抗肿瘤药物研发进程具有重要推动意义。

以往研究表明，螺环吲哚二酮哌嗪类化合物具有新颖结构且具有显著抗肿瘤活性,但这类化合物大部分含量极少，很难采用传统分离方法有效获取。常规方法容易使微量化合物在分离过程中损失殆尽，造成发现微量化合物的数量和含量也大幅减少，同时微量化合物中的新颖结构化合物不易被识别及锁定分离。我们利用高速逆流色谱不损失微量化合物的分离特点，除去量大化合物，保留合并量小化合物。采用LC-UV/MS在线结构分析结合细胞毒活性筛选对“无损富集”后的结构新颖活性化合物进行识别，锁定与定向制备微量化合物。在项目实施过程中，利用制备型 HPLC 与 Sephadex LH-20 色谱结合，对菌株Aspergillus clavatus次生代谢产物进行了分离纯化，分离鉴定化合物35个，含有二酮哌嗪化合物31个，其它类型化合物4个,其中具有新颖结构化合物14个。对分离化合物进行活性筛选，发现7个化合物具有较强的细胞毒活性，化合物（1-7）对人非小细胞肺癌细胞的IC50值分别为0.89、0.66、1.23、1.69、1.33、0.77和2.86 M。化合物10和12，具有较强的抗HIV活性，它们的IC50值分别为3.11和5.35 M。研究表明螺环吲哚结构与抗肿瘤活性具有密切的关系。本项目为内生真菌中微量化合物的研究提供了新思路，同时对微生物来源的新型抗肿瘤药物研发进程具有重要推动意义。