肠道真菌对甾体激素的生物转化及其对HeLa宫颈癌细胞的特殊细胞毒性研究

《Bioorganic Chemistry》：Biotransformation of steroid hormones by intestinal fungi and their special cytotoxicity on HeLa cancer cells

本研究系统探讨了四种肠道真菌（Syncephalastrum monosporum PYS2703等）对诺龙（nandrolone）和睾酮（testosterone）的生物转化作用，通过核磁共振（NMR）和高分辨质谱（HRESIMS）技术鉴定出22种代谢物（含8个新化合物）。重点发现代谢物26（6,7-双去氢炔诺酮）通过调控p53信号通路诱导HeLa细胞凋亡，揭示肠道真菌转化甾体激素为抗肿瘤药物研发提供新资源。

　　

结果与讨论

代谢物1的分子式为C₁₈H₂₄O₄，其高分辨质谱（HRESIMS）显示m/z 305.1741 [M + H]⁺（计算值C₁₈H₂₅O₄⁺为305.1747）。¹H核磁共振（NMR）谱中可见一个甲基信号（δ_H 1.10, s）、一个氧次甲基（δ_H 4.33, m）及一个三取代双键[δ_H 5.66 (d, J = 1.2 Hz)]（表1）。¹³C NMR谱显示18个碳信号，包括两个羰基（δ_C 198.6和220.0）、两个烯碳（δ_C 123.4和165.7）和两个氧代碳信号（δ_C 68.7）。

通用实验方法

本实验所用试剂、材料及仪器详见补充材料。

微生物与底物

本研究使用的肠道真菌菌株由大连医科大学马晓驰教授实验室提供，并经大连大学附属新华医院伦理委员会批准（XH2020A008）。菌株分离自人类粪便，鉴定为单孢共头霉（Syncephalastrum monosporum，编号PYS2703）、日本曲霉（Aspergillus japonicus，编号Y4009A）、小孢根霉（Rhizopus microsporus，编号PT2906）和黑曲霉（Aspergillus niger，编号RG13B1）。

结论

通过肠道真菌（黑曲霉RG13B1、单孢共头霉PYS2703、日本曲霉Y4009A、小孢根霉PT2906）对诺龙和睾酮的生物转化，共鉴定出22种代谢物，含8个新化合物和14个已知类似物。所有代谢物结构均通过一维/二维核磁共振（1D/2D NMR）和高分辨质谱（HRESIMS）技术明确解析。结构分析表明，羟基化和氧化是主要生物转化反应。此外，代谢物（1–29，含前期研究中小孢根霉PT2906转化炔诺酮所得代谢物23–29）均对宫颈癌HeLa细胞展现特殊细胞毒性。其中，6,7-双去氢炔诺酮（26）通过调控p53信号通路诱导细胞凋亡，表现出最强抗肿瘤活性。研究还提示化合物26可能通过氢键与p53的THR-256和GLU-258残基相互作用。综上，肠道真菌在甾体激素代谢中扮演重要角色，其转化产物为癌症治疗提供了关键资源。