药用植物内生菌次级代谢产物抗HIV活性的发现与研究

艾滋病为世界性严重传染病，也是我国重点防治的病毒性疾病之一。我国抗病毒药物研究开发都相对滞后，至今没有一个具有自主知识产权的抗病毒单体化合物上市。中药抗病毒在我国具有悠久的历史和深厚的研究基础，而植物内生菌以其产物多样性、新颖性以及与宿主植物活性产物具有相关性，而成为新的有用次生代谢产物产生的源泉。本项目以药用植物内生微生物为研究对象，沿着"新环境→新菌种→新基因→新化合物→新用途"的思路来建立药用植物内生微生物菌种资源库，并针对严重威胁人民健康的艾滋病，依据"先活性后功能"的药物筛选策略，建立功能性微生物资源库，结合"活性排重和化学排重"技术手段，对潜在的具有新作用机制、新结构的活性化合物进行有序分离及结构解析，发现具有抗病毒药用价值的次级代谢产物；并对有进一步有研究潜力的化合物进行活性验证与作用机制研究，为创新药物先导化合物的发现奠定基础。

药用植物内生菌可以合成与宿主植物相同或相似活性成分，因此从具有抗病毒活性的药用植物中分离内生菌，并寻找具有抗HIV-1作用的微生物活性代谢产物具有较好的前景。.本项目从451株采集自中国16个地区的药用植物及北极和南极的地衣、苔藓中，经过选择性分离和初步形态排重，分离得到细菌、放线菌及真菌6640余株。通过16S rRNA/ITS基因测序后比对，初步判定形态特征有代表性的菌株隶属于7个门30个目72个纲的161属，显示出植物内生菌丰富的物种多样性。在此基础上，我们已经建立了超过6000株的植物内生菌资源库。同时，还从125份药用植物根际土样品和50份沙漠结皮样品中共分离细菌、放线菌和真菌1874株。16S rRNA基因及26S rDNA D1/D2区基因序列比对结果表明，从上述分离株中得到与近源菌株的相似性≤98.2%的有44株，至少代表着31个潜在新分类单元。目前已经有效发表了1个新属和4个新种。.对分离株通过进一步的形态和序列排重之后，分别采用两种培养基和优化后的发酵条件，进行了发酵、粗提和浓缩，得到13000余个发酵液样品。其中12222个发酵液粗提品进行了抗HIV-1的活性初筛，得到初筛阳性样品1158个，其中487个样阳性样品（327份来源于药用植物内生菌）表现为高活低毒性。本项目研究结果初步表明清热解毒和抗病毒类药用植物内生菌更具备产生抗病毒次级代谢产物的潜力，但内生细菌与其宿主中活性产物是否存在相关性还有待于进一步研究。此外，本项目还利用以Vif对 hA3G的降解作用为靶点的抗HIV-1药物筛选模型，对7300个微生物发酵液粗提品进行了筛选，获得64个阳性样品，其中有8个显示出良好的抑制Vif降解 hA3G的活性和较强的抗病毒活性。.依据活性筛选的结果，对2株放线菌和2株真菌进行了代谢产物研究。共分离得到化合物102个，其中新化合物28个，活性化合物30个。初步研究结果表明，部分化合物具有抗HIV新机制，值得进一步深入研究。