文档介绍：抗肿瘤药用植物及其内生菌活性代谢产物研究进展
作者:王利国, 潘超美, 贺红, 徐鸿华
【摘要】综述近年来药用植物及其内生菌抗肿瘤活性代谢产物的研究成果。近年来国内外研究结果表明具有抗肿瘤活性的药用植物内生菌次生代谢产物主要包含紫杉醇类、鬼臼毒素类、香豆素类及其衍生物,长春碱、喜树碱及细胞松弛素等生物碱以及黄酮类和多糖等。认为从药用植物内生菌中筛选抗肿瘤活性成分有望成为开发抗癌药物的一条新途径。
【关键词】药用植物; 内生菌; 活性代谢产物; 抗肿瘤; 综述,指导性
植物内生菌(endophyte)是指生活于健康植物组织内部的微生物。在生物多样性丰富的热带、亚热带地区,药用植物组织中包含有大量的内生真菌、细菌和放线菌。按照协同演化(co-evolution)的理论,宿主植物与内生菌长期共生,相互作用,导致内生菌具有与宿主植物相同的次生代谢产物合成途径。有研究者发现,由于内生菌在演化过程中发生了基因重组,获得了宿主植物的基因,故能够产生与宿主植物相同的代谢产物[1]。药用植物内生菌次生代谢产物的测定结果证实内生菌能够产生与宿主植物相同或相似的药用活性成分,包括抗肿瘤、抗菌、抗疟等天然化合物。
药用植物次生代谢产物中含有多种抗肿瘤活性化学成分,有些活性成分已开发成药物在临床上应用。这些具有抗肿瘤活性的植物次生代谢产物表现出丰富的多样性,既有多糖、萜类、生物碱、毒素、黄酮类等化学物质,也有肽类小分子蛋白。同时,有学者也发现与药用植物长期共生的内生菌也可以产生具有抗肿瘤活性的次生代谢产物。1993年美国学者Stierle等首次从紫杉属植物Taxus brevifolia中分离出一株内生真菌Taxomyces andreanae,该内生菌在培养中能产生紫杉醇(taxol)和其他紫杉烷类抗肿瘤化合物[2]。最近,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,%的代谢产物具有抗人肺癌NCI-H187细胞活性;%的代谢产物抗人口腔表皮样癌KB细胞[3]。李洁等[4]从爵床Rostellularia procumbens中分离到2株有较强抗癌活性的细菌YIM 56081和YIM 56077,活性检测表明,2株菌的代谢产物均具有较强的抗癌活性,作者对其进行了形态学特征、生长及生理生化特性、化学分类和系统发育研究。目前已从多种药用植物组织中分离出内生菌,并对其代谢产物的抗肿瘤活性成分进行了大量研究。本文对近几年具抗肿瘤活性的药用植物及其内生菌活性代谢产物综述如下。
1 紫杉醇及其衍生物
紫杉醇是一种以极低含量存在于各种紫杉属植物树皮和树叶中的萜类化合物, 是临床上治疗肿瘤的良好药物。至今已经从短叶紫杉(Taxus brevifolia)[2,5]、西藏红豆杉()[6]、欧洲红豆杉()[
7]、中国红豆杉()[8]、南方红豆杉()[9]、云南红豆杉()[10]和东北红豆杉()[11]等红豆杉属以及非红豆杉属的落羽杉(Taxodium distichum)[12]、榧树(Torreya grandifolia)[13]、榛子(Corylus heterophylla)[14]和瓦勒迈杉(Wollemia nobilis)[15]中分离出了多种能产生紫杉醇及其衍生物的内生菌。布雷菲德菌素(brefeldin A,BFA)是一种大环内酯类紫杉醇衍生物,有明显的抗肿瘤活性作用。方美娟等[16]通过X线单晶衍射、薄层色谱扫描(TLC)和核磁共振等方法确认南方红豆杉、榧树和三尖杉(Cephalotaxus fortunei)内生菌的代谢产物中含有BFA活性成分,并具有良好的抗肿瘤效果。
产生紫杉醇的内生菌也具有丰富的物种多样性。已从紫杉属中分离出29株产紫杉醇的内生真菌,这29株内生真菌分属于22个属。这些内生真菌既有新种,如安德紫杉菌(Taxomyces andreanae);也有新记录种,如树状多节孢(Nodulisporium sylviforme);更多的则是常见的真菌,如链格孢菌(Alternaria spp.)、头孢菌(Cephalosporium spp.)等[2,5]。从各种红豆杉中最常分离到的内生菌是拟盘多毛孢属真菌(Pestalotiopsis spp.),最多见的一种是小孢拟盘多毛孢()。当前,对产紫杉醇内生菌的开发利用研究正在进行之中,已在菌株生产、发酵条件、分子生物学等基础研究方面取得了较大的进步。
2 长春碱、喜树碱及其衍生物
长春碱(vin