Undersøgelse af antitumormetabolitter fra en endofytisk svamp Aspergillus terreus TZS-201607 i Panax ginseng
Planteendofytter er en gruppe af mikroorganismer, der lever i sundt plantevæv eller på et bestemt tidspunkt i deres livscyklus, og som ikke forårsager væsentlige sygdomssymptomer hos værtsplanten. I de seneste årtier har endofytiske svampe vist sig at have evnen til at syntetisere unikke sekundære metabolitter, hvilket har gjort dem til et varmt emne inden for forskning i naturprodukter. De sekundære metabolitter fra endofytiske svampe i planter har karakter af forskellige strukturer og betydelig aktivitet. På nuværende tidspunkt er der blevet opdaget sekundære metabolitter med antibakterielle, insektdræbende, antitumor-, antioxidant- og andre aktiviteter fra endofytiske svampe, der dækker forskellige strukturelle typer som polyketoner (makrolider, kinoner, antrakinoner osv.), terpener, alkaloider, peptider osv. Endofytiske svampe kan producere aktive ingredienser, der er de samme eller ligner deres værtsplanter under langvarig coevolution. Derfor har studiet af endofytiske svampe i lægeplanter tiltrukket sig stigende opmærksomhed. Især er der blevet opdaget adskillige antitumorforbindelser eller lægemidler fra endofytiske svampe i planter, såsom paclitaxel, podophyllotoxin, camptothecin osv., hvilket indikerer, at der er et stort potentiale for at udforske nye antitumoraktive hovedforbindelser fra endofytiske svampe i lægeplanter.

Taizi Shen er den tørrede rod af Pseudostellaria heterophylla (Miq) Pax, en plante i Caryophyllaceae-familien. Det er en almindeligt anvendt traditionel kinesisk medicin i Kina og har den virkning, at den nærer qi og milt, genererer væsker og fugter lungerne. Den bruges til at behandle symptomer som tør hoste, spontan svedtendens og tørst, miltmangel og træthed samt appetitløshed. Sammenlignet med andre lægeplanter er der relativt lidt forskning i isolering og identifikation af endofytiske svampe i Panax ginseng. Cai et al. isolerede 18 endofytiske svampe fra Panax ginseng, hvoraf 6 stammer havde betydelig antitumoraktivitet i deres fermenteringsprodukter, og 3 stammer havde god antioxidantaktivitet i deres fermenteringsprodukter. Men der mangler i øjeblikket dybdegående forskning i de sekundære metabolitter fra endofytisk svampeaktivitet i Panax ginseng. For at studere den unikke mikrobielle ressource i endofytiske svampe isolerede vi 12 stammer af endofytiske svampe fra Panax ginseng og screenede og analyserede diversiteten og aktiviteten af deres sekundære metabolitter. De sekundære metabolitter fra stammen Aspergillus terreus TZS-201607 udviser en rig kemisk strukturel mangfoldighed. I screeningen af antitumoraktivitet viste fermenteringsproduktet af denne stamme af kartoffelglukosebouillon (PDB) en vis hæmmende aktivitet mod HeLa-celler (48 timers hæmningshastighed>50%). For at opnå sekundære metabolitter med antitumoraktivitet fra denne stamme blev der foretaget yderligere undersøgelser af dens kemiske sammensætning og aktivitet.

Lægeplanter og deres endofytiske svampe har dannet et unikt mutualistisk symbiotisk forhold gennem langvarig coevolution. Blandt dem giver værtsplanter vækst, beskyttelse og ernæringsmæssigt miljø til svampe, mens endofytiske svampe fremmer plantevækst og forsvar ved at syntetisere sekundære metabolitter. På grund af den betydelige biologiske aktivitet af disse sekundære metabolitter og deres store potentiale for udvikling af nye lægemidler har de endofytiske svamperessourcer i lægeplanter vist sig at være en skattekiste, som der er et presserende behov for at udvikle. I de sidste 30 år er et stort antal endofytiske svampe blevet isoleret og oprenset fra hundredvis af lægeplanter, såsom Ningqianhu, Chuanxiong, oleander etc., hvilket indikerer, at lægeplanter indeholder rigelige endofytiske svamperessourcer. Som en almindeligt anvendt traditionel kinesisk medicin i Kina er der begrænset forskning i isolering og identifikation af endofytiske svampe i Taizishen. I øjeblikket er der kun isoleret 18 stammer af endofytiske svampe fra den. Derfor skal de endofytiske svamperessourcer i Panax ginseng udforskes yderligere.

Endofytiske svampe i lægeplanter kan producere strukturelt forskellige aktive sekundære metabolitter, hvoraf en betydelig del har antitumor-farmakologisk aktivitet og viser potentiel anvendelsesværdi. De strukturelle typer af disse metabolitter omfatter alkaloider, steroider, terpener, flavonoider, antrakinoner osv. Antrakinon er den mest udbredte og vigtigste klasse af naturlige kinonforbindelser med betydelig biologisk aktivitet, især antitumoraktivitet. Det har karakter af naturlig lav toksicitet og høj effektivitet, hvilket har tiltrukket sig stor opmærksomhed fra forskere. For at studere de endofytiske svampe i Panax ginseng og opnå betydeligt aktive sekundære metabolitter, især forbindelser med antitumoraktivitet, brugte denne undersøgelse forskellige kromatografiske teknikker til at isolere og rense 16 forbindelser fra den endofytiske svamp A. terreus TZS-201607 i Panax ginseng, herunder ketoner (forbindelser 1-4), antrakinoner (forbindelser 5-7) og steroler (forbindelser 8-16). Forbindelserne 1-7, 12, 14-16, der blev rapporteret i denne undersøgelse, blev isoleret for første gang fra den endofytiske svamp A. terreus. In vitro-test af antitumoraktivitet viste, at forbindelserne 6, 7 og 14 udviste stærk cytotoksisk aktivitet (IC50<10 μ M) mod de humane tumorcellelinjer A549, BT-549, HeLa og THP-1. Denne undersøgelse beriger mangfoldigheden af endofytiske svamperessourcer i Panax ginseng og beriger til en vis grad de kemiske strukturtyper og biologiske aktiviteter af sekundære metabolitter af svampen A. terreus. Samtidig opdagede denne undersøgelse anthraquinonforbindelser med betydelig antitumoraktivitet, hvilket giver sammensatte enheder til opdagelse og forskning af efterfølgende lægemiddelforbindelser.