鲨鱼鳃部共附生真菌中抗肿瘤活性化合物的研究

癌症是危害公众健康的宿敌。海洋生物共附生真菌参与宿主化学防御，产生的活性代谢产物新颖多样，是筛选具有抗肿瘤活性的新结构先导化合物的资源宝库。鲨鱼的鳃是一种"活的自航式微生物采样器"，栖居了包括共附生真菌在内的复杂微生物群落，是尚未被开发的海洋微生物新资源。而鲨鱼抗病力强、几乎不患癌症的现象一直引人注目，有可能具有多种机制。本项目前期研究中发现五株分离筛选自产于黄海、东海的鲨鱼的鳃部共附生真菌菌株具有较强细胞毒活性，拟利用一种便捷直观的活性示踪模型对其进行抗肿瘤活性化合物的追踪分离，通过质谱、核磁共振谱等波谱学手段完成化合物结构解析，对活性化合物扩大抗肿瘤活性筛选并进行初步机理研究；另外将利用形态学及ITS序列分析进行活性菌株的菌种鉴定。研究目的在于获得具有新颖结构的活性先导化合物，用于抗肿瘤海洋新药研发；并初步揭示鲨鱼鳃共附生真菌参与宿主化学防御的机制。

在本项目执行期间，对分离自两种鲨鱼鳃部的真菌进行了形态类群、群落组成分子生物学分析、菌株生物活性与化学筛选、活性菌株的分子生物学鉴定及菌株活性化合物的综合研究。对两种鲨鱼来源的137株可培养真菌做了形态类群分类的研究，发现青霉属、曲霉属和毛霉属为优势种属。运用PCR-DGGE技术对两种鲨鱼鳃部的真菌进行了非培养依赖的菌群组成分析，发现青霉属为两种鲨鱼鳃部的共同优势分类单元，两种宿主也有各自独有优势菌，还发现在它们鳃部栖生有较丰富的劣势种属真菌。以E. coli DDRT、卤虫、稻瘟霉、MRSA模型对分离到的可培养真菌进行了活性筛选，发现相当比例菌株具有抗菌、抗虫活性及潜在抗肿瘤活性，随机选取的部分活性菌株也表现出较强的抗MCF-7、Hela、A-549肿瘤细胞的活性。对49个活性菌株的ITS rDNA序列分析表明，多数活性菌株来自青霉属的若干个种，也有部分来自毛霉属、曲霉属、毛壳霉属和其他属。运用TLC、HPLC、生物自显影、条带活性跟踪等方法对活性菌株进行了化学筛选，对代表性菌株进行了HPLC-DAD-MS成分分析与数据库检索。对5株活性真菌菌株进行了活性化合物的追踪分离、结构鉴定与生物活性研究，共分离化合物38个，已鉴定结构24个（含新化合物4个），包括喹啉酮类、喹唑啉类、二酮哌嗪类生物碱以及缩酚酸环醚类、蒽醌类化合物和邻苯二甲酸酯类衍生物，发现部分化合物具有较强的抗肿瘤、抗菌、杀虫等活性。本项目的研究表明鲨鱼鳃部的真菌具有较强的生物活性，可作为抗肿瘤等药物先导化合物的新颖资源，另外很可能在宿主抗菌、抗虫、防癌变等化学防御机制中也有一定作用。另外，在课题研究中还在生物活性筛选模型改进、化学筛选新方法方面取得了具有一定创新性的成果。受本课题资助，已发表或正式接受论文10篇，含SCI4篇、EI1篇、核心期刊5篇，已授权发明专利2项、公开1项，培养硕士研究生2人。