贾力维，王谦博，张爽，王振月*

(1.黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040；2.广东药科大学附属第一医院，广东 广州 510000)

由于天然产物在自然界中具有特定的功能，因此从天然产物中筛选生物活性成分成为发现新药的有效途径之一。植物历来是筛选天然药物最主要的来源，但药用植物面临生长周期长、野生药用植物资源分散、人工栽培药用植物占用农业资源等问题。

内生真菌是共生于健康植物组织内而不引起植物病变和排斥的真菌[1]，普遍存在于植物的各种组织、器官及细胞间隙当中，具有丰富的生物多样性。内生真菌在与植物共同进化过程中获得了与宿主相同或相似次生代谢产物的能力，其代谢产物具有多种生物活性，包括促进植物生长[2]、抗菌[3]、抗氧化[4]、抗肿瘤[5]等。特别是具有抗肿瘤作用的次生代谢产物，因其结构相对新颖，代谢产物类型丰富，因此成为抗肿瘤活性分子的天然宝库。

本文从结构的角度将不同类型植物内生真菌次级代谢产物进行归类，并对典型的抗肿瘤活性物质进行总结(见表1)，以期为植物内生真菌的研究提供参考。

1 抗肿瘤内生真菌次级代谢产物

1.1 生物碱

生物碱是植物中常见的一类含氮有机化合物，在植物内生真菌次级代谢产物中亦占有重要地位。生物碱具有复杂的环状结构和显著的生理活性，因植物内生真菌中最早发现具有抗肿瘤作用的长春新碱等属于生物碱而备受关注。

Sherif等[6]从埃及水葫芦Pontederiaceae叶片分离得到内生真菌spergillus versicolor KU258497，并从其发酵产物中分离到两个新的异香豆素二聚体6,6′,9′-Trinor-bipenicilisorin、6,6′-Dinor-bipenicilisorin和一个新的二氢喹诺酮衍生物Aflaquinolone H。通过MTT法验证发现,Aflaquinolone H对小鼠淋巴瘤L5178Y细胞系具有明显的细胞毒活性，IC50值为10.3 μM。

Ramsay等[7]从椭圆乌桕Sapium ellipticum的根部分离出一株柱孢属内生真菌Cylindrocarpon sp.通过将菌株在固体培养基上连续培养28天，获得9.2 g次级代谢产物。从中分离出两种新的吡啶酮生物碱，一种新的吡咯烷酮，以及7种已知化合物。Pyrrocidine A对人卵巢癌细胞株A 2780有较强的细胞毒性作用，其IC50值为1.7 μM。

Na Gao等[8]从植物半夏的根部获得一株短柄青霉属内生真菌Penicilliumbrefelum，并采用大米培养基对内生真菌进行培养，从培养物中分离到3种新的生物碱6,7-dehydropaxilline,spirotryprostatin F 和 N-demethylmelearoride A。这些代谢物对3种肿瘤细胞MDA-MB-231，U2-OS，HepG2表现出不同的细胞毒活性。spirotryprostatin F对HepG2和MDA-MB-231细胞具有较为理想的杀伤作用。IC50值分别为14.1 μg/L和35.5 μg/L。N-demethylmelearoride A对HepG2细胞具有中等活性，IC50值为36.6 μ/L[9]。

1.2 甾体

甾体化合物是天然产物中最广泛出现的成分之一，几乎所有生物体自身都能生物合成甾体化合物，并具有各种生物活性。虽然目前甾体类化合物对抗肿瘤的研究有限，但以其丰富的自然资源能为抗肿瘤药物的研发提供雄厚的物质基础。

Wu等[11]从中国红豆杉 Taxus chinensis的内生真菌Perenniporia tephropora Z41 的发酵液中分离得到对3种人癌细胞系(HeLa，SMMC-7721和PANC-1)均有细胞毒活性的化合物，其中ergosterol的细胞毒性最强，IC50值分别为1.16 μg/mL，11.63 μg/mL和11.80 μg/mL。

1.3 萜类

萜类化合物就是指存在自然界中、以甲戊二羟酸衍生而成的、基本碳架具有2个或者2个以上的异戊二烯结构特征的化合物。萜类化合物可以分为单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜及三萜等。

紫杉醇是一种高度功能化的多环二萜类化合物，能够治疗多种肿瘤，包括乳腺、卵巢和卡波西肉瘤，被认为是有史以来最畅销的癌症药物(Gordon，2011年)[12]。实际上今天对内生真菌的研究热潮，就是从1993年Stierle等发现短叶紫杉内生真菌具有产紫杉醇的功能开始的[13]。

Chinworrungsay等从泰国药用植物Knema Laurina的枝条中分离出一种内生真菌Acremonium。通过其真菌发酵产物获得布雷菲德菌素A、8-脱氧三尖杉酯碱、三羟基鞘氨醇、7-羟基三萜醇、7-羟基三尖杉酯。布雷菲德菌素A对KB、BC-1和NCI-H 187具有较强的细胞毒活性，IC50值分别为0.18 μM、0.04 μM和0.11 μM[14]。

Isaka等从木本植物Licula spinose中得到内生真菌Xylaria sp，并从其发酵液内获取7个倍半萜类化合物。其中Eremophilanolide 1对KB、MCF 7细胞系的IC50值在3.8～21 μM之间[15]。

Liu等从茶树(Camellia Sinensis)分离到了植物内生真菌Pestalotiop fici。通过发酵获得7种新的异戊二烯化色酮衍生物pestaloficiols F-L，在已分离出的化合物中，pestaloficiols J、pestaloficiols K、pestaloficiols L对HeLa细胞具有杀伤作用，IC50值在8.7 μM～99.3 μM之间。其他化合物对HeLa细胞的IC50值在8.7 μM～>136.1 μM之间。

纯电动汽车是电力驱动的一种新能源汽车，纯电动汽车适合慢速行驶，这种汽车在停车状态下不会消耗过多的电能，其主要以发电机为制动电机，因此，可借助减速时的能量来减少石油资源的消耗量。同时，其他能源可转化为车辆行驶所需的电能，维修保养工作相对简单，且工作压力较小。但是蓄电池容量有限，且价格较高，需要完善的基础设施支持，故而该类型汽车的投资较高。

Bhatia等从内生真菌 Bipolaris setariae 发酵液中分离出的抗癌物质 Ophiobolin A对实体癌和白血病细胞有较好的抑制作用，IC50值分别为0. 4 μM 和4.3 μM。通过对相关通路蛋白的研究发现,Ophiobolin A的抗癌活性可能与PI3K/mTOR、Ras/Raf /ERK 和CDK/RB 的抑制有关[16]。

1.4 黄酮类

黄酮是一类广泛存在于药用植物中的活性物质，其基本母核为2-苯基色原酮,且大多呈现黄色或者淡黄色，故将此类物质称黄碱素或黄酮。研究表明，黄酮及查耳酮衍生物都表现出逆转耐药性的能力，因此黄酮类化合物可以作为一种潜在的肿瘤治疗辅助药物，为临床肿瘤治疗提供新的思路。

Isaka等[17]从柚木(Tectona grandis)中分离得到拟茎点霉属内生真菌BCC 1323，采用液体发酵的方法从培养液中分离得到2种活性物质phomoxanthone A和phomoxanthone B，这些化合物对KB、bc-1、Vero细胞具有明显的细胞毒性作用。phomoxanthone A对这三种细胞的IC50值分别为0.99、0.51和1.4 μg/mL；phomoxanthone B对这三种细胞的IC50值分别为4.1、0.71和1.8 μg/mL。

Xia-Nan Sang等[18]从内生真菌Phomasp中分离到4个新的α-Pyrone衍生物，测定了化合物对人白血病HL-60、人前列腺癌pc-3和人结肠癌hct-116的细胞毒活性。Phomone D和Phomone E对这3种细胞具有明显的抑制作用，其IC50值在0.65 μM～9.84 μM之间。

Deshmukh等从牛乳树的叶片内生真菌Ascomycetes中分离得到一种麦角黄酮Ergoflavin，Ergoflavin属于麦角黄素中的一种。体外实验发现,Ergoflavin可以抑制人肿瘤坏死因子TNF-α和 IL-6，IC50值的抑制作用分别为1.9 μM和1.2 μM。进一步的研究表明，Ergoflavin对ACHN、NCI-H 460、PANC-1、HCT 116和Calu 1细胞均有细胞毒性作用，IC50值分别为1.2 μM、4.0 μM、2.4 μM和8.0 μM[19]。

Sun等从野生地黄的根部提取内生真菌 Massrison sp，从发酵液中提取出 Masarigenin D、spiromassaritone和Pecilospirone，这些化合物含有罕见的Spiro-5，6-内酯环骨架。通过进一步的研究发现,这3种化合物对 LO2、HepG2、MCF7及A-2细胞有较强的细胞毒性。 其中Spiromassaritone对以上4种细胞都有比较理想的抑制作用， IC50值在5.6～9.8 μg/mL之间[20]。

Chen等从中药雷公藤叶中分离到内生真菌青霉菌HSZ-43，并发现该内生真菌产生一种新的化合物Penifupyrone以及3个已知的类似物：真菌酮、脱氧真菌酮和3-O甲基真菌酮。将分离的化合物对KB细胞的细胞毒性进行的测试结果表明,Penifupyrone具有中等细胞毒性，IC50值为4.7 μM，真菌酮、脱氧真菌酮和3-O-甲基真菌酮的IC50值分别为13.2、22.6和35.3 μM[21]。

1.5 酯类

Shiono等[22]研究发现,内生真菌菌株Allantophomopsis lycopodina能产生一种新的天然产物Allantopyrone A和一种已知的岛状酸-Ⅱ甲酯，这2种化合物均具有良好的抗细胞毒活性。HL60细胞的IC50值分别为0.32 μM和6.55 μM。后续的研究发现这些化合物作用于HL60细胞的机制可能是其诱导基因组DNA的切割，导致形成DNA含量较少的亚二倍体细胞从而导致细胞凋亡[23]。

Yokoigawa等从内生真菌 Allantophomopsis lycopodina KS-97的代谢产物中获得了新的化合物 allantopyrone A，对HL-60 细胞具有较高的细胞毒性，后续研究中证明allantopyrone A诱导DNA 片段化，并可以通过抑制 IkBa 磷酸化的过程从而阻碍 NF-κB 信号传导途径，最终发挥抑制肿瘤的作用[24]。

1.6 蒽醌

蒽醌类化合物是天然醌类化合物中数量最多也是最重要的一类化合物，在天然药物中存在广泛且具有重要的生物活性，尤其抗肿瘤活性以其天然低毒、高效的特点，备受国内外学者关注。

Jittra等从南酸枣(Choerospondias axillaris)的叶片分离得到一株内生真菌Nigrospora sp. BCC47789，用马铃薯培养基及麦芽培养基接力培养得到9.03 g次级代谢产物。从中分离得到新的氢蒽醌nigrosporone A、nigrosporone B，以及11个已知的化合物。nigrosporone B具有广泛的生物活性包括抗疟、抗结核、抗菌和细胞毒性，其对NCI-H187和Vero两种细胞的IC50值分别为0.25 μM和0.72 μM，而nigrosporone A仅显示出细胞毒性作用[25]。

Pompeng等从泰国刺桐的健康叶片上获得到一株链格孢内生真菌，通过其代谢产物分离得到一种羟基化四氢蒽醌Altersolanol，Altersolanol通过抑制内皮细胞增殖和迁移获得较强的抗血管生成活性。实验证明,Altersolanol能抑制血管的形成，因此这种内生真菌代谢产物是治疗癌症和其他促血管生成相关疾病的潜在候选药物[26]。

1.7 其他化合物

Wu等从红树林植物老鼠簕的新鲜叶片中分离得到Aspergillus sp. HN15-5D，并从其发酵产物中得到3个新异香豆素衍生物，其中Aspergisocoumrins A及Aspergisocoumrins B显示出对人乳腺细胞MDA-MB-435较强的细胞毒性，其IC50值分别为5.08 μM和4.98 μM。这2种物质对MCF10A亦有较强的细胞毒性，IC50值分别为11.34 μM和21.40 μM[27]。

Ken-ichi等从黄柏叶片中提取其病原菌Diaporthe sp. ECN-137并分离得到2个二苯基醚衍生物Diaporthols A和Diaporthols B，这2种化合物在MB-MB-231型乳腺癌细胞的划痕实验中表现出明显的抗细胞迁移作用，在浓度为20 μM时可以明显抑制细胞迁移。这提示其可能是肿瘤转移的抑制因子[28]。

Mohamed等从木薯叶中分离到一株内生真菌Aspergillus glaucus，其发酵产物中分得2,14-dihydrox-7-drimen-12,11-olide。该化合物对HepG2细胞有中等的细胞毒作用，IC50值为61 g/mL，对MCF 7细胞具有良好的细胞毒作用，IC50值为41.7[29]。

Devari等[30]从辣椒中分离Alternaria alternata内生真菌，并从内生真菌发酵产物中分离得到Alternariol-10-methyl ether。Devari课题组对分离得到的化合物进行了详尽的细胞毒性测试，Alternariol-10-methyl ether表现强大的抗增殖活性，对人类癌症细胞HL-60、A431、A549、PC-3、HeLa、MIC-PACA-2和T47 D均有抑制作用。凋亡小体的形成、线粒体膜电位的丧失和基因组DNA的断裂是细胞凋亡过程中典型的形态学和电化学变化[31-32]。后续的研究表明,用Alternariol-10-methyl ether处理HL-60时，可以观察到核形态的变化和线粒体膜电位的丧失，并对内生真菌代谢产物的抗肿瘤机理进行了深入的研究。

2 小结

自从产紫杉醇内生真菌被发现以来，内生真菌已经成为生物活性物质的特殊来源，内生真菌的次生代谢产物已被广泛应用。对内生真菌的持续开发，使克服植源性药物资源匮乏成为可能。随着对内生真菌抗癌特性的了解和“组学”以及发酵技术的最新进展，内生真菌必然在降低抗癌药物成本、提高药物疗效和降低抗癌药物副作用等方面发挥更大的作用。在内生真菌代谢过程中引入分子生物学的尝试、对内生真菌的菌株改良，都将使内生真菌成为未来潜在的抗癌药物来源。因此，探索和开发植物内生真菌次级代谢产物是发现抗癌特效药物的一个极好的途径。

表1 植物内生真菌抗肿瘤活性成分

续表1