Исследование противоопухолевых метаболитов эндофитного гриба Aspergillus terreus TZS-201607 в женьшене Panax
Эндофиты растений относятся к группе микроорганизмов, которые живут в тканях здоровых растений или на определенной стадии их жизненного цикла и не вызывают у растения-хозяина значительных симптомов заболевания. В последние десятилетия было доказано, что эндофитные грибы обладают способностью синтезировать уникальные вторичные метаболиты, что сделало их актуальной темой в области исследования натуральных продуктов. Вторичные метаболиты эндофитных грибов в растениях характеризуются разнообразием структур и значительной активностью. В настоящее время из эндофитных грибов были обнаружены вторичные метаболиты с антибактериальной, инсектицидной, противоопухолевой, антиоксидантной и другими активностями, охватывающие различные структурные типы, такие как поликетоны (макролиды, хиноны, антрахиноны и т.д.), терпены, алкалоиды, пептиды и т.д. Эндофитные грибы в процессе длительной коэволюции могут вырабатывать активные вещества, одинаковые или сходные с растениями-хозяевами. Поэтому изучение эндофитных грибов в лекарственных растениях привлекает все большее внимание. В частности, из эндофитных грибов в растениях было обнаружено множество противоопухолевых соединений или лекарств, таких как паклитаксел, подофиллотоксин, камптотецин и т.д., что указывает на большой потенциал для поиска новых противоопухолевых активных соединений из эндофитных грибов лекарственных растений.

Taizi Shen - это высушенный корень Pseudostellaria heterophylla (Miq) Pax, растения из семейства Caryophyllaceae. Это широко используемое в Китае средство традиционной китайской медицины, обладающее свойствами питать ци и селезенку, вырабатывать жидкость и увлажнять легкие. Он используется для лечения таких симптомов, как сухой кашель, спонтанное потоотделение и жажда, дефицит селезенки и усталость, а также потеря аппетита. По сравнению с другими лекарственными растениями, существует относительно мало исследований по выделению и идентификации эндофитных грибов в Panax ginseng. Цай и др. выделили 18 эндофитных грибов из женьшеня Panax, среди которых 6 штаммов обладали значительной противоопухолевой активностью в продуктах ферментации, а 3 штамма обладали хорошей антиоксидантной активностью в продуктах ферментации. Однако в настоящее время отсутствуют глубокие исследования вторичных метаболитов эндофитных грибов женьшеня Panax. Для изучения уникального микробного ресурса эндофитных грибов мы выделили 12 штаммов эндофитных грибов из женьшеня Panax, проанализировали разнообразие и активность их вторичных метаболитов. Вторичные метаболиты штамма Aspergillus terreus TZS-201607 демонстрируют богатое химическое структурное разнообразие. При скрининге противоопухолевой активности продукт ферментации этого штамма на картофельно-глюкозном бульоне (PDB) показал определенную ингибирующую активность против клеток HeLa (48-часовая скорость ингибирования>50%). Для получения вторичных метаболитов с противоопухолевой активностью из этого штамма были проведены дальнейшие исследования его химического состава и активности.

Лекарственные растения и их эндофитные грибы сформировали уникальные мутуалистические симбиотические отношения в результате длительной коэволюции. Среди них растения-хозяева обеспечивают рост, защиту и питательную среду для грибов, а эндофитные грибы способствуют росту и защите растений, синтезируя вторичные метаболиты. Благодаря значительной биологической активности этих вторичных метаболитов и их большому потенциалу для разработки новых лекарств, ресурсы эндофитных грибов в лекарственных растениях оказались сокровищницей, которую необходимо срочно разрабатывать. За последние 30 лет большое количество эндофитных грибов было выделено и очищено из сотен лекарственных растений, таких как Ningqianhu, Chuanxiong, олеандр и т.д., что свидетельствует о том, что лекарственные растения содержат богатые ресурсы эндофитных грибов. В Китае широко используется традиционная китайская медицина, однако исследования по выделению и идентификации эндофитных грибов в Тайцзишене ограничены. В настоящее время из него выделено всего 18 штаммов эндофитных грибов. Поэтому эндофитные грибковые ресурсы женьшеня Panax нуждаются в дальнейшем изучении.

Эндофитные грибы лекарственных растений способны продуцировать структурно разнообразные активные вторичные метаболиты, значительная часть которых обладает противоопухолевой фармакологической активностью и имеет потенциальное прикладное значение. Структурные типы этих метаболитов включают алкалоиды, стероиды, терпены, флавоноиды, антрахиноны и др. Антрахинон - наиболее многочисленный и важный класс природных хиноновых соединений, обладающих значительной биологической активностью, особенно противоопухолевой. Он обладает такими характеристиками, как естественная низкая токсичность и высокая эффективность, что привлекло широкое внимание исследователей. Для изучения эндофитных грибов Panax ginseng и получения значительно активных вторичных метаболитов, особенно соединений с противоопухолевой активностью, в данной работе использовались различные хроматографические методы для выделения и очистки 16 соединений из эндофитного гриба A. terreus TZS-201607 из Panax ginseng, включая кетоны (соединения 1-4), антрахиноны (соединения 5-7) и стерины (соединения 8-16). Соединения 1-7, 12, 14-16, представленные в данном исследовании, были впервые выделены из эндофитного гриба A. terreus. Тесты противоопухолевой активности in vitro показали, что соединения 6, 7 и 14 проявляют сильную цитотоксическую активность (IC50<10 мк М) против линий опухолевых клеток человека A549, BT-549, HeLa и THP-1. Данное исследование обогащает разнообразие ресурсов эндофитных грибов в Panax ginseng, и в некоторой степени обогащает типы химической структуры и биологическую активность вторичных метаболитов гриба A. terreus. В то же время в ходе исследования были обнаружены соединения антрахинона, обладающие значительной противоопухолевой активностью, что дает возможность использовать соединения для поиска и исследования последующих лекарственных соединений-лидеров.