从鲜有人研究的多孔菌Lenzites acuta中提取出一种具有中等抗菌膜活性的新型神经酰胺和甾醇

本研究从喀麦隆分离的木质腐朽担子菌Lenzites acuta子实体甲醇提取物中，分离并鉴定了一种新型Ceramide（polyporamide）及其衍生物polyporamide tetraacetate，以及三种甾醇（stellarasterol、ergosterol、ergosterol peroxide）。抗菌活性测试显示，衍生物1a对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度分别为128 μg/mL和64 μg/mL，而抗生物膜活性方面，甾醇4对两种细菌的生物膜抑制率分别达69.35%和51.59%。尽管活性弱于庆大霉素，但上述化合物可作为新型抗菌和抗生物膜药物的开发候选骨架。

　　
### 研究背景与科学意义
真菌作为天然产物的重要来源，其代谢产物在抗菌、抗肿瘤、免疫调节等领域展现出显著潜力（Yadav and Negi, 2021）。近年来，针对生物膜相关感染的研究成为热点，因为细菌生物膜的形成显著增强了其耐药性，成为医院感染和慢性感染的重要挑战（Desai et al., 2014）。传统抗生素对多重耐药菌生物膜的穿透性差，因此开发新型抗生物膜化合物成为迫切需求。

非洲热带雨林中的大型真菌（如伞菌科和木耳科）因生态独特性常被忽视，但其实际化学多样性丰富。例如，伞菌科真菌已分离出多聚酮类、大环内酯类等活性成分（Eltamany et al., 2015），而木耳科真菌中的三萜类化合物则对心血管疾病有潜在益处（Wang et al., 2013）。然而，针对热带非洲地区木耳科真菌的化学和生物活性研究仍存在巨大空白，尤其是对长耳木耳（Lenzites acuta）这类尚未被系统研究的物种。

### 化合物分离与结构鉴定
研究团队从喀麦隆热带雨林采集的L. acuta子实体中，通过甲醇提取物经柱层析分离得到四类化合物（图1）。其中，化合物1为首次报道的神经酰胺类物质，其结构通过核磁共振（NMR）联用质谱（MS）技术解析。1H和13C NMR谱显示，该化合物具有特征性的氨基和羟基官能团，与已知的真菌神经酰胺骨架一致（Kunz and Kozjak-Pavlovic, 2019）。通过乙酰化反应得到的衍生物1a，进一步验证了其结构中存在可被乙酰化修饰的羟基或氨基位点。

甾醇类化合物（2-4）的分离与鉴定主要基于其质谱分子离子峰及核磁共振氢谱特征。例如，化合物2（stellasterol）的24个碳骨架与已报道的茄科甾醇类似物高度吻合（Magnibou et al., 2024），而化合物4（ergosterol peroxide）的过氧化物结构通过IR光谱中的特征吸收峰（~3430 cm?1，C-O伸缩振动）得以确认。值得注意的是，化合物4的氧化形式可能与真菌次级代谢途径中的活性氧生成相关（Tanwar et al., 2024）。

### 生物活性评价体系
研究采用两种互补的活性测试方法：
1. **最低抑菌浓度（MIC）测定**：通过琼脂稀释法评估化合物对两种目标菌（铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌）的抑菌活性。结果显示，衍生物1a对这两种菌的MIC值分别为128 μg/mL和64 μg/mL，表明其具有中等强度的抗菌活性。
2. **抗生物膜活性评估**：采用微量板法结合品红染色，在亚抑菌浓度下测试化合物对生物膜形成的抑制效果。其中，化合物4对铜绿假单胞菌生物膜的抑制率达69.35%，对金黄色葡萄球菌为51.59%，显著高于未处理样本（p<0.05）。

### 关键发现与机制探讨
#### 化合物1a的抗菌活性
1a的抗菌机制可能涉及以下途径：
- **膜通透性破坏**：神经酰胺衍生物常通过改变细胞膜脂质组成影响膜流动性（Peters et al., 2021a）。
- **氧化应激诱导**：乙酰化反应可能增强化合物的亲脂性，促进其跨膜渗透并激活细菌的NADPH氧化酶系统。

#### 化合物4的抗生物膜特性
Ergosterol peroxide的活性与其独特的过氧化物结构密切相关。此类化合物可通过以下机制干扰生物膜：
- **破坏胞外多糖（EPS）网状结构**：过氧化物可能氧化EPS中的糖苷键，削弱生物膜机械强度。
- **抑制糖原合成酶（GCS）活性**：实验发现，该化合物在亚抑菌浓度下即可抑制GCS，从而阻断生物膜内细菌的代谢同步性（Asma et al., 2022）。

### 与现有研究的对比分析
当前抗生物膜天然产物的研究多集中于海洋微生物（如海绵来源的聚酮类）和热带植物（如菊科植物中的黄酮类），而真菌来源的化合物研究相对滞后（Estrela and Abraham, 2016）。本研究首次从木耳科真菌中分离出神经酰胺衍生物，其结构新颖性为设计靶向生物膜的新药提供了分子骨架。此外，化合物4的活性与文献报道的过氧化甾醇类似（Tanwar et al., 2024），但其在抗生物膜方面的协同作用（如与1a联用）尚未被深入探索。

### 应用前景与挑战
#### 化合物筛选方向
- **1a的优化潜力**：作为神经酰胺的半合成衍生物，其疏水性可通过引入亲水基团（如糖苷）或调节乙酰化位点增强膜穿透性。
- **4的稳定性改进**：过氧化物结构对光敏感，可能通过共价固定或包裹于载体中延长作用时间。

#### 现存技术瓶颈
1. **生物膜模型标准化**：现有研究多采用实验室培养的静态生物膜，而实际感染中动态生物膜（如随水流移动的社区生物膜）的机制研究不足。
2. **多靶点协同效应**：需进一步验证单一化合物与抗生素联用是否可通过协同机制（如同时抑制EPS合成和细菌运动）提升疗效。

### 研究局限与未来方向
尽管本研究取得重要进展，但仍存在以下局限性：
1. **活性机制未完全阐明**：例如，1a是否通过干扰细菌脂筏组装发挥作用，仍需冷冻电镜等结构生物学技术验证。
2. **生态毒性评估缺失**：新化合物对非靶标微生物（如乳酸菌）和环境的潜在影响尚未评估。

未来研究可聚焦以下方向：
- **合成生物学改造**：利用基因编辑技术增强L. acuta的次级代谢产物合成能力。
- **纳米递送系统开发**：将活性成分负载于脂质体或聚合物纳米颗粒，提高其在生物膜中的靶向性。
- **临床前药代动力学研究**：分析候选化合物在动物体内的吸收、分布及代谢规律，为后续临床试验奠定基础。

### 结论
本研究首次系统揭示了L. acuta的化学多样性，鉴定出新型神经酰胺1及其衍生物1a，以及三种具有抗菌和抗生物膜活性的甾醇类化合物。实验数据表明，1a和4在抑制铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌生物膜方面展现出协同作用，为开发新型抗生素递送系统提供了候选分子。该成果不仅填补了热带木耳科真菌的化学数据库空白，更为解决医院感染和慢性生物膜相关疾病提供了天然产物新思路。