新型驱动型倍半萜类和核苷类化合物来自窄隔螺杆菌抑制卵巢癌细胞的生长

基本信息

英文标题：Novel drimane-type sesquiterpenoids and nucleosides from Helicoma septoconstrictum suppress the growth of ovarian cancer cells.

中文标题：新型驱动型倍半萜类和核苷类化合物来自窄隔螺杆菌抑制卵巢癌细胞的生长

发表期刊：《Bioorganic Chemistry》

影响因子：5.1

作者单位：贵州大学

作者信息：Wen Zheng、Long Han、Zhang-Jiang He、Ji-Chuan Kang (通讯作者).

研究背景

卵巢癌是一种致命的女性生殖系统癌症，对女性健康构成严重威胁。

手术和化疗可以提高患者生存率，但由于耐药性和不良反应，发现新的抗肿瘤药物非常重要。

微生物合成是实现结构多样化和制备难以通过化学方法获得的化合物的必要途径。

目前，关于真菌代谢物的研究主要集中在植物内生真菌，而腐生和淡水真菌的研究相对较少。

Helicoma septoconstrictum是一种属于Tubeufiaceae科的腐生真菌，具有抗肿瘤活性。

Tubeufiaceae家族的菌株已分离出多种结构类型的化合物，具有抗肿瘤等生物活性。

H. septoconstrictum TW03-2提取物具有抗肿瘤作用，其发酵结果获得了四种新的龙脑型sesquiterpenoids和两种新的核苷衍生物。

本文描述了这些化合物的分离、结构鉴定和抗肿瘤活性测试，并揭示了化合物4对A2780的抗肿瘤机制。

研究方法

一般实验步骤

光学旋光度使用Autopol VI自动偏振仪测量。紫外光谱使用Shimadzu UV-2201光谱仪记录。圆二色谱使用Chirascan圆二色光谱仪。红外光谱使用Bruker Vertex 70红外光谱仪。核磁数据在Bruker AVANCE 500核磁共振仪上测定。高分辨质谱使用Waters UPLC-QTOF质谱仪。柱色谱使用硅胶、Sephadex LH-20、Chromatorex RP-C18凝胶和宏观树脂。所用溶剂均为分析纯。

真菌材料和发酵

真菌H. septoconstrictum TW03-2从泰国一淡水溪流中的腐木分离得到，经鉴定后保存。该真菌在PDA培养基上培养后，转移到PDB培养基中制得种子培养。发酵在含有燕麦粉的培养基中进行，静置培养90天。

提取和分离

发酵液用甲醇提取，得到提取物。提取物经宏观树脂柱色谱分离得到4个组分。组分1用硅胶和Sephadex LH-20柱色谱纯化得到化合物1。组分2经硅胶柱色谱得到6个亚组分，进一步纯化得到化合物2-4。组分4经RP-C18、Sephadex LH-20和硅胶柱色谱纯化得到化合物5-6。

新化合物的物理和光谱数据

描述了6个新化合物的物理状态、旋光度、紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱、高分辨质谱数据。

化合物酸水解和HPLC分析

对化合物进行酸水解，通过RP-HPLC分析水解产物中的单糖。

ECD光谱计算

使用Spartan'14软件对化合物进行构象搜索，并用Gaussian09软件进行ECD光谱计算，得到ECD曲线。

细胞毒性评价

测试了化合物对4种肿瘤细胞株的细胞毒性。

细胞凋亡实验

使用 annexin V-FITC/PI 双染法检测 Helicoside C 诱导的细胞凋亡。

线粒体膜电位检测

使用JC-1染色法检测Helicoside C 对线粒体膜电位的影响。

ROS产生评价

使用H2DCFH-DA染色法评价Helicoside C 诱导的活性氧的产生。

印迹分析

通过Western印迹检测Helicoside C 对肿瘤细胞中凋亡相关蛋白表达的影响。

分子对接

使用AutoDock软件将 Helicoside C 与STAT3蛋白进行分子对接计算。

实验结果

图1. 展示了化合物1-6的化学结构

图2

图3

图4

图5

图2至图5提供了化合物1-6的核磁共振谱图，包括1H-1H COSY、ROESY和相关性以及HMBC(H→C)关系。

图6

图6描述了Helicoside C对A2780细胞凋亡的影响。通过流式细胞术检测了凋亡水平，并通过Western印迹分析了与凋亡相关的蛋白表达。

图7

图7显示了Helicoside C对A2780细胞内活性氧(ROS)产生的影响。使用DCFH-DA染色并通过荧光显微镜和共聚焦显微镜进行了观察。

图8

图8探讨了Helicoside C对STAT3磷酸化的抑制作用。通过分子对接和Western印迹分析，展示了Helicoside C对p-STAT3蛋白表达的影响。

研究结论

在本研究中，对腐生真菌Helicoma septoconstrictum的化学研究导致了四种新的龙脑型倍半萜类化合物和两种新的核苷衍生物的分离。

这些化合物的结构通过广泛的光谱分析，包括1D和2D NMR、高分辨率ESI-MS谱以及计算的ECD方法得到阐明。

Helicoside C(化合物4)在测试的化合物中显示出中等的抗癌活性。

研究数据初步揭示，Helicom D通过介导STAT3信号通路和诱导ROS介导的线粒体依赖性凋亡，有效抑制了卵巢癌细胞A2780的增殖。

综上所述，研究数据确认了腐生真菌是产生新型生物活性化合物的崭新来源，并为治疗肿瘤疾病的药物发现提供了宝贵的启示。