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药用植物内生真菌代谢产物的活性研究进展

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医堂绽渣垫!Q生2屋筮!垒鲞筮!!翅丛鲤堡查陋韭堑些塑:墨望垫!Q:!堂:!垒。№:!Z药用植物内生真菌产次生代谢产物的研究进展徐范范A(综述),金波,丁志山※(审校)(浙江中医药大学,杭州310053)中图分类号:R73-354文献标识码:A文章编号:1006-2084(2010)17-2667-03摘要:植物内生真菌是一大类未被充分研究过的新的微生物资源,具有潜在的应用前景。随着l具抗肿瘤活性的化合物对药用植物内生真菌研究的深入,从药用植物内生真菌中寻找新的生物活性成分已成为研究热点。总结近年药用植物内生真菌产生的抗肿瘤、抗菌等活性次生代谢产物最新的研究进展,内生真菌活1.1产紫杉醇及其衍生物性成分已成为发现新颖结构化合物及新药物的重要资源。的化合物紫杉醇是存在于关键词:药用植物;内生真菌;次生代谢产物各种紫杉属植物树皮和树叶RecentStudiesOiltheSecondaryMetaboHtesProducedbyMedicinalPlantEndophyticFungiXU中的萜类化合物,被当今世nn和n,JINBo,DINGZhi・shan.(ZhejiangChineseMedicalUniversity,Hangzhou310053,China)界上认为是广谱、活性最强Abstract:Plantendophyticfungiarealargeclassofnewmicmbialresourcesnotfullystudied,witllpo-tentialapplications.Withthedevelopmentofresearchesinthefieldofendophyticfungiofmedicinalplants,的抗癌药物。1971年美国theresearchonnoveloriginalbioacfivecompoundsfromendophyticfungihasbecomeanewhotspot.This81"-ticlereviewedthe学者Wani从短叶红豆杉的recentprogressonstudyinganti.tumorandanti-bacterialactivitvofsecondarymetabolitesproducedmedicinalplantendophyte.Theactiveingredientofendophyticm119ihasbq,comeanimportant树皮中提取出了具有独特的sourcewhichfoundthenewstructureofcompoundsandnwdrugs.抑制微管解聚和稳定微管作Keywords:Medicinalplants;Endophyticfungi;Secondarymetabofites用的紫杉醇,开辟了一个抗近年来,从天然产物中筛选生物活性成分成为肿瘤药物研制的新时代。2006年,田仁鹏等怛。从生研究创制新药的有效途径之一。植物历来是筛选天长在湖北的南方红豆杉树皮中韧皮部分离出一株能然药物最主要的原料,但药用植物的过度使用,致使产紫杉醇的菌株TPF6,其发酵液中紫杉醇含量为84.5恤g/L。2008年,孙端方等¨1从罗汉松中分离到了1株产紫杉醇内生真菌EPTP—l,对Vero细胞表现生菌上。植物内生真菌是指生活史中的某一段生活出明显的致细胞凋亡作用。赵凯等H1从东北红豆杉在健康植物组织内部,并不引起宿主植物出现明显中分离筛选到1株能够产生紫杉醇菌株HDl81-23,病害症状的一类真菌,它是生活在植物组织内的一发现其紫杉醇产量为206.34峙/L,而且该菌株的发酵提取纯化产物对HeLa细胞具有较强的抑制作用。内生真菌长期生活在植物体内的特殊环境中,并与产生紫杉醇的内生菌具有丰富的物种多样性。寄主协同进化,根据内共生理论,内生真菌可能产生这些内生真菌既有新种,如安德紫杉菌;也有新记录与宿主相同或相似的具有生物活性的次生代谢种,如树状多节孢菌;更多的则是常见的真菌,如链格孢菌、头孢菌等。当前,对产紫杉醇内生菌的开发研究发现,内生真菌能产生许多活性次级代谢利用研究正在进行之中,已在菌株生产、发酵条件、产物,从而能够增强植物的抗逆性,表现在非生物胁分子生物学等基础研究方面取得了较大的进步。迫(如抗高温、抗干旱等)和生物胁迫(如阻抑昆虫和1.2产喜树碱及其衍生物的化合物喜树碱(eamptothecine)是拓朴异构酶I的专属性抑制剂,在级代谢产物具有抗菌、抗肿瘤等生物活性。1993年,临床上广泛应用于肝癌、胃癌、膀胱癌及白血病等的治疗。闵长莉等一。采用组织块法从喜树果实中分离生真菌Taxomycesandreanae中发现紫杉醇uJ,国内筛选得到13株纯化的内生菌株,经过摇瓶发酵培养后,采用薄层色谱法与高效液相色谱法对其菌丝体潮。研究热点主要集中在新的抗肿瘤、抗菌等活性提取物进行分析,发现有1株菌株能够产生10.羟基喜树碱,其10-羟基喜树碱产量为677pg/L,并将该性物质的重要资源。现对近年来药用植物内生真菌菌株命名为XK001。随后用同样的方法从树皮中分离纯化得到另一菌株XK002,其10-羟基喜树碱产量为410txg/L‘6|。基金项目:浙江省自然科学基金(Y2080580)1.3产鬼臼毒素及其衍生物的化合物鬼臼毒素万方数据许多药用植物濒临灭绝。为解决资源问题,近年来药用植物新资源研究的一个热点集中在药用植物内类微生物,是植物微生态系统中的天然组成成分。产物。食草动物的采食、抵抗病虫害等)方面,这些活性次美国蒙大拿州立大学的Strobel小组在短叶红豆杉内外掀起对药用植物和濒危植物内生真菌的研究热化合物的发现,植物内生真菌已成为发现新天然活产次生代谢产物的研究进展予以综述。匡堂缝述!Q!Q堡!旦筮!垒鲞复!!翦丛地!生垦墼竖i坐迪!:墨业垫!Q:塑:!i:№:!!(podophyllotoxin)是存在于足叶草、桃儿七、山荷叶、八角莲等植物中的一类天然木脂素,具有显著的抗肿瘤活性,以鬼臼毒素为母体改造所得的一些衍生物,如依托泊苷和替尼泊苷等已用于临床治疗。刘仕平等"J从中华山山荷叶的根状茎和ilia角莲中分离到可产生鬼臼毒素或其类似物的内生真菌。2006年Eyberger等旧。从盾叶鬼臼的根茎得到1株内生真菌Phialocephalafortinii,从它的发酵液中得到了具有抗肿瘤活性的鬼臼毒素。王兴红一1通过对桃儿七、云南八角莲等7种鬼臼类植物中的348株内生真菌发酵液进行抗癌活性测定,获得了抗癌活性菌株112株。1.4产其他抗肿瘤活性物质的化合物除了上述化合物,次生代谢产物中的抗肿瘤活性物质还有很多。朱佳等¨训通过对槲寄生内生真菌的分离培养,并对SMMC一7721肿瘤细胞增殖的影响研究发现,槲寄生内生菌发酵液具有抗肿瘤作用,对人肝癌和胃癌细胞增殖具有抑制作用。泰国学者从藤黄属植物中分离出51种内生真菌,并对这些内生真菌产生的65种次生代谢产物活性进行了测定,其中有11.1%的代谢产物具有抗人肺癌NCI.H187细胞活性,有12.7%的代谢产物抗人口腔表皮样癌KB细胞¨¨。2006年,Teles等u2o从茎皮香木瓣树的树叶中分离出一株内生真菌Periconiaatropurpurea,从其代谢产物中也得到了该二萜化合物,Teles发现该化合物能够明显降低肿瘤细胞HeLa和中国仓鼠卵巢的生存能力,与著名的抗癌药物顺铂有类似的疗效。2007年,Tan等¨到从植物青蒿的一株内生真菌Hy.poxylontruncatunIFB一18的代谢产物中得到2个新的化合物轮层炭壳酮c和轮层炭壳酮D。这2个化合物对肠癌细胞SWlll6(半数抑制浓度分别为49.5和41.0vLmol/L)具有细胞毒活性,与抗癌药物氟尿嘧啶(半数抑制浓度为37.0Izmol/L)活性相近。阮丽军等¨40从植物内生真菌HCCB00189的次生代谢产物中分离出2个黄酮类化合物,分别是化合物4’,7・二羟基异黄酮和4,5,7一三羟基异黄酮。这2个化合物对肿瘤细胞A549和l_x)Vo具有明显的抑制作用。2具抗菌作用的化合物药用植物内生真菌可产多种抗生素,能抑制病原体、细菌、真菌、病毒等。陈炎伟等H副从槲寄生中分离到JF、Al、G6等11株内生真,其中JF、A1的发酵产物具有较广谱的抗菌活性,对革兰阳性细菌(如表皮葡萄球菌),革兰阴性细菌(如产气肠杆菌、大肠杆菌、伤寒杆菌等)均具有较强的抑制作用。武金占等¨刮从苦皮藤根皮中分离的1株编号为2K3内生真菌代谢产物,生物测定其杀菌活性结果万方数据表明,2K3菌株菌丝体的甲醇和乙酸乙酯提取物对多种植物病原真菌具有较强的抑菌活性。戴文君等Ll列对72株海南粗榧内生真菌进行了抗肿瘤和抗菌活性筛选。结果显示,有9株内生真菌至少对一种指示瘤株具有细胞毒活性,5株内生真菌对金黄色葡萄球菌有较强的抑菌活性,l株内生真菌对辣椒疫霉有抑制作用。李雅等¨副发现,杜仲内生真菌对植物病原真菌有抑制作用。倪志伟等¨列从云南美登木叶中分离筛选到具有抗菌活性的内生真菌Chaetomium‘globosumLyS0’菌株,利用活性追踪法在其发酵产物中分离到抗橙色青霉和抗结核分枝杆菌的化合物,经电喷雾串联质谱法、磁共振等波谱数据确认该活性成分为球毛壳甲素chaetoglobosinA和球毛壳乙素chaetoglo—bosinB,首次发现chaetoglobosinB具有抗结核分枝杆菌活性。从内生真菌中发现抗病毒活性化合物的研究报道不多,但通过建立适当的抗病毒活性筛选体系,还是有希望从中找到一些新型结构的抗病毒活性物质。内生真菌长期和宿主植物生活在一起,对植物的生长发育具有很重要的作用。研究表明植物内生真菌可以产生或促进宿主植物产牛某些植物激素。袁志林等瑚1研究发现,大戟科植物内生真菌B3分泌吲哚乙酸和脱落酸等植物生长调节剂。勇应辉等心¨把大戟内生真菌接种到大戟组培苗,将建立共生后的组培苗移栽室外,生长1年后检测生物量和萜类的量,结果发现内生真菌E4(Fusariumsp.I)和E5(Fusariumsp.II)均促进了宿主植物生长,并能同时促进其萜类的合成。罗在柒等。圳从野生金钗石斛和环草石斛植株中分离、纯化得到菌株共53株,与金钗石斛和环草石斛无菌苗建立植物一微生物共生体系,并观测植株生长状况,结果观测得到有22株能促进金钗石斛生长。3.2杀虫物质植物内生真菌能够产生多种生物碱,如有机胺类、吡喏里西啶类、麦角碱类等,这些生物碱有抗病原菌、抗线虫等多种生物学活性。杨春平等∞o从新鲜苦皮藤根韧皮部分离筛选到1株内生真菌,编号为Hd3。生测结果表明,Hd3菌株菌丝乙酸乙酯提取物对3龄黏虫、小菜蛾的胃毒活性分别为100%和26.67%。卢亮等Ⅲo从砂地柏(SabinavulgarisAnt.)不同组织中分离到126株内生真菌,以鬼臼毒素、脱氧鬼臼毒素和苦鬼臼毒素为标准品,采用高效液相色谱仪法筛选得到一株可代谢产生重要药用和杀虫活性物质鬼臼毒素类似物的内生真菌SCl3。3其他作用的次生代谢产物3.1植物生长调节类物质匡堂堡蕉2Q!Q生!旦筮!鱼鲞箍!!翅丛鲤缝型曼墼!Pi丛坐:壁P垫!Q:!丝:!垒:堕!:!1・2669・3.3抗氧化类物质内生真菌还能产生多种抗氧化类物质,为了确定槐树内生真菌的抗氧化活性,史佳琴等p1利用抗氧化能力测试盒初步测定了分离自槐树的12个内生真菌菌株的总抗氧化活性,进而采用碘量法比较了总抗氧化活性较高的菌株的抗氧化能力及其动态变化。结果表明,供试的12株槐树内生真菌均有不同程度的抗氧化活性,4个菌株的抗氧化活性较高,其中7号菌株最高。本研究的结果预示着槐树内生真菌在探寻天然抗氧化活性产物中具有重要价值。谢辉等瑚1采用组织分离法,筛选杜仲叶片的内生菌种,发现菌株No.173的总抗氧化活性最高。侯奎等口¨在葛(Puerarialobata)的根、茎、叶以及果实中分离出128株内生真菌,并采用二苯基苦基苯肼自由基酶标仪法对其清除自由基活性进行检测。结果表明,有多株内生真菌具有不同程度的清除自由基活性,这表明葛内生真菌可作为天然的高效抗氧化剂进行开发利用。3.4其他活性化合物药用植物内生真菌具有一些其他有益的生理作用,如抗结核、抗疟疾、保鲜等。九里香(murrayapaniculata)为芸香科九里香属灌木或小乔木,又名满江香、千里香,枝叶入药,有行气止痛、活血散瘀之功效,可治胃痛、风湿痹痛,外用则可治牙痛、跌扑肿痛、虫蛇咬伤等。著名的胃药——三九胃泰其配方中的主要成分就是药用植物三桠苦和九里香。研究还发现,内生真菌还能产生其他活性物质,如降血糖活性物质、免疫抑制剂等。楸树中含有丰富的环烯醚萜类化合物,有利尿和降血糖的作用ⅢJ。阙东枚等瑚-应用多种柱色谱技术,从见血封喉内生真菌发酵液中分离纯化了7个化合物,其中化合物6、7为麦角甾醇类化合物,均有免疫抑制活性。4展望植物内生真菌次生代谢产物十分丰富,而且植物内生真菌分布广、种类多,几乎存在于所有已研究过的植物中,目前还有一些基本问题还待解决,内生真菌对中药尤其是道地药材的影响还鲜有人做,药用植物内生真菌资源的研究还处于起步阶段。植物内生真菌产生一些重要抗人类疾病的药物,在医药业中具有很高的开发利用价值。另外,植物内生真菌代谢物还丰富了化合物库。随着技术进步和植物次生代谢研究的深入,内生真菌将成为未来新活性化合物的主要来源,对药用植物内生真菌的开发研究必将成为重点。因此,植物内生真菌次生代谢产物具有很大的开发潜力。参考文献[1]StiedeA,StrobelGA,SfiefleD.Taxolandtax21neproductionbyTaxomycesandreanae,∞endophyticfungusofPacificYew[J].Science,1993,260(5105):214-216.万方数据[2]田f’:鹏.杨桥,周围玲,等.一株产紫杉醇的南方红砭杉内生真菌的分离及分类研究[J].武汉植物学研究,2006,24(6):541-545.[3]孙端方,冉雪琴,乇嘉福.一株产紫杉醇罗汉松内生真菌的分离和鉴定[Jj.微生物学报,2008,48(5):589395.[4]赵觊,乎文祥,周东坡.内生真菌发酵生产紫杉醇的研究现状与展望[J].微生物学报,2008,48(3):403.407.[5]闵长莉,袁萍.喜树内生真菌的分离及产lO.羟基喜树碱菌的鉴定[J].华东师范大学学报(自然科学版).2009(5):94-99.[6]阂长莉,汪学军.喜树产10一羟基喜树碱内生真菌的分离鉴定[J].西北植物学报,2009,29(3):614-617.[7]刘仕平,曾松荣,郭仕平,等.中华山荷叶内生真菌的分离及其发酵产生药用成分的初步研究[J].中国药物与临床,2003,3(3):227-228.[8]EybergerAL,DondapatiR,PorterJR.Endophytefunsalisolatesfrompodophyllulnpeltatumproducepodophylotoxin[J].NatProd,2006.69(8):1121-1124.[93王兴红.鬼臼类植物内牛真菌的分离及其抗癌活性研究[J].天然产物研究与开发,2006,18(5):723-727.[10]朱佳,胡旭姣,陈炎伟,等.槲寄生内生真菌发酵产物抗肿瘤作用的初步研究[J].中药材,2006。29(10):1080-1082.[11]PhongpaichitS,NikomJ,RungiindamaiN,eta/.Biologicalactivi-tiesofextract8fromendophy'ticfungiisolatedfromGarciniaplants[J].FEMSImmunolMedMicrobiol,2007,51(3):517-525.[12]TelesHL,SordiR,SilvaGH,eta/.AromaticcompoundsproducedbyPeficoniaatropurpurea,allendophyticfungusassociatedwithXylopiaaromatica[J].Phytochemistry2006,67(24):2686-2690.[13]Guw,GeI-IM,SongYC,eta1.c”ot0】【icbenzo[j]fluoranthenemetabolitesfromHypoxylontruncatumIFB・18,allendophyteofAt-temisiaannlla[J].JNatProd,2007,70(1):114—117.[14]阮丽军,尚新艳,戈梅,等.植物内生真菌HCCB00189代谢产物研究[J].中国新药杂志,2007,16(1):52-55.[15J陈炎伟,胡旭姣,朱佳,等.槲寄生内生菌发酵产物抗平滑肌细胞增殖莉抗菌作用初步研究[J].中医药学刊,2006,24(8):1541.1543.[16]武金占,陈华保,李会玲,等.内生真菌2K3代谢产物抗菌活性研究[J].西北农业学报,2007,16(5):262-265.[17]戴文君,戴好富,陈苹.等.海南粗榧内生真菌抗肿瘤抗菌活性的筛选[J].微生物学通报,2009,36(8):1217.1221.[18]李雅,宋晓斌,马养民,等.杜仲内生真菌对植物病原真菌的抑菌活性研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2007,35(2):69-73.[19]倪志伟,李国红,赵沛基,等.云南美登木内生真菌Chaetomium00bosumLyS0’菌株的抗菌活性成分研究[J].天然产物研究与开发,2008,20(1):33036.[20]袁志林.戴传超,史央,等.内生真菌B3促进水稻生长的机理研究[Jj.江苏农业科学,2004(2):10-13.[21]勇应辉,戴传超,高伏康,等.大戟内生真菌对其生长和两种萜类物质量的影响[J].中草药,2009,40(7):1136一1139.[22]罗在柒,乙引.张习敏,等.环草石斛内生真菌的筛选及其生理效应[J].安徽农业科学,2010,38(1):170.171.[23]杨春平,陈华保,钱勇,等.苦皮藤内生真菌Hd3菌株的研究[J].西北农林科技大学学报,2006,34(11):203-206.[24]卢亮,何军,余鑫平,等.砂地柏内生真菌SCl3菌株的分离鉴定及代谢产物初步研究[J].西北农业学报,2006,15(5):85-89.[25]史佳琴,周松林,王梅霞,等.槐树内生真菌抗氧化活性的初步研究[J].食品科学,2007,28(8):250-253.[26]谢辉,李莉,吴鸣谦,等.1株杜仲内生真菌的抗氧化活性分析和菌种鉴定[J].安徽农业科学,2009,37(1):230-232.[27]侯奎,刘五军,陆荣,等.葛内生真菌次生代谢产物清除自由基活性的研究[J].安徽农业大学学报.2008,35(2):262-265.[28]南矗,郑莲香,周立东.楸树的研究现状与开发前景[J].西北药学杂志,2007,22(2):90-93.[29]阙东枚,戴好富,黄贵修。等.见血封喉内生真菌Rhizoetonia8p.J5化学成分的研究[J].天然产物研究与开发,2009,21(3):424_427.收稿日期:20lO扔粕修回日期:2010-08-05

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