南海红树秋茄内生真菌多样性及抗肿瘤活性代谢产物研究

Kandelia candel, a member of the Rhizophoraceae, is the dominant coastal mangrove species and the major species used for mangrove rehabilitation along the South China coast. Kandelia candel is the most cold-tolerant mangrove species because the distribution zone of Kandelia candel is of the highest latitude comparing to other mangroves. In traditional chinese medicine,Kandelia candel shows convergence, hemostatic, anti-inflammatory and antibacterial effects. Kandelia candel endophytic fungi are rich but not yet investigated systematically.The aim of this project is to discover new antitumor metabolites from the Kandelia candel endophytic fungi, and to disclose the influence on the microorganism diversity and metabolites diversity from the ecological environment. Firstly, we will isolate and identify Kandelia candel endophytic fungi from Kandelia candel leaves, seeds and branches collected from different mangrove reserves of our country. We will carry out the research on the relationship between the microorganism diversity and the ecological environment. Secondly,Under the guidance of chemical and antitumor activities screening, the Kandelia candel endophytic fungi will be undertaken lab scale cultivation, the active metabolites will be isolated and identified.The antitumor active compounds will further undertake synthesis, structural modification and structure-activity relationship research, searching for antitumor drug candidate. This project will provide a theoretical basis for the development of ecological protection of Kandelia candel. The research is of great significance and broad prospects on the development of the new marine derived anticancer drugs and the protection of the mangrove ecological environment.

秋茄是我国天然分布最广纬度最高的红树植物, 也是我国东南沿海的主要造林树种，有极强的抗寒能力，民间将秋茄作为药物使用，具有收敛,止血，抗炎和抗菌效果。秋茄具有丰富的共生真菌，但没有得到系统研究，本课题从我国不同的红树保护区采集秋茄树叶，果实和树枝中，分离共生真菌，进行菌种鉴定和筛选，研究秋茄真菌多样性和不同生态环境对秋茄内生真菌的影响。在化学筛选和抗肿瘤药理指导下，进行实验室规模培养，分离和鉴定活性代谢产物，对代谢物进一步进行体外和体内抗肿瘤活性研究，对具有抗肿瘤活性先导化合物，进行结构修饰和构效关系研究，寻找抗肿瘤候选药物。并且从内生真菌和代谢产物的多样性，以及药理和生源关系等方面研究内生真菌和宿主之间的关系。为秋茄的生态保护和深度开发利用提供理论依据。该项目的研究对开发新的抗肿瘤海洋药物，对秋茄生态保护和深度开发利用具有重要意义和广阔前景。

秋茄是我国天然分布最广纬度最高的红树植物, 也是我国东南沿海的主要造林树种，有极强的抗寒能力，民间将秋茄作为药物使用，具有收敛,止血，抗炎和抗菌效果。秋茄具有丰富的共生真菌，本项目从我国不同的红树保护区采集秋茄树叶，果实和树枝中，分离共生真菌925种，初步建立南海红树秋茄内生真菌菌种库。在化学筛选和抗肿瘤药理指导下，对276株真菌进行筛选，菌种鉴定47株菌株，进行实验室规模培养42株，分离和鉴定代谢产物286种，其中新化合物135个新化合物，包括新骨架化合物20个，建立了南海红树秋茄真菌及其代谢产物的独特的研究方法和技术；通过活性筛选，发现细胞毒活性化合物25种，其它活性化合物28种（抗菌活性8种、抗炎活性10种、α-葡萄糖苷酶抑制活性8种，抗氧化活性8种）。在裸鼠异种移植瘤模型中，对1种化合物进行了体内抗肺癌肿瘤细胞H460生长实验，该化合物表现出明确的体内抗肿瘤活性，抑制率达到45%，并且体内给药的高剂量组和低剂量组呈现出较好的计量依赖性，实验组小鼠体重没有明显下降，体现出较好的体内耐受性。进一步研究该化合物抗肿瘤分子机制，表明该化合物可以通过抑制细胞周期蛋白cyclin D进而抑制其下游关键蛋白Rb蛋白的磷酸化，导致肿瘤细胞的细胞周期G1/S阻滞（G1 arrest），最终产生抑制肿瘤细胞增殖的效果。.合成衍生物68种，对部分衍生物进行细胞毒活性研究，发现良好的细胞毒活性化合物10种，对两种衍生物对大细胞肺癌细胞H460进行体内抑瘤率研究，其中一种衍生物达到50%的抑瘤率，没有表现明显的细胞毒活性。.申请发明专利16项，9项授权，7项公开，发表SCI论文35篇，总引用次数200余次，单篇最高引用次数38次，共有7名博士生（5人毕业），7名硕士(4人毕业)和10名本科生参加了项目的研究，培养了一批海洋微生物及其代谢产物研究人才。通过项目的研究，发现了一批新化合物，尤其是新骨架化合物，为有机合成化学家提供模式化合物，新活性化合物为开发药物奠定了物质基础。该项目的研究，为创制有自主知识产权的新海洋药物奠定了理论和物质基础，对开发新的海洋药物，保护红树林生态环境具有重大意义和广阔应用前景。