土壤来源真菌Penicillium paxilli ga254中具神经保护作用的呋喃酮类化合物研究

本研究从土壤真菌Penicillium paxilli ga254的固体大米培养基发酵产物中分离出三种呋喃酮衍生物（包括1个新化合物penicifuranone A和1个新天然产物），并首次报道其通过NMR解析的结构特征。研究人员进一步评估了这些化合物对PC12细胞氧糖剥夺/再灌注损伤（OGD/R）的神经保护作用，为缺血性脑卒中等神经退行性疾病的药物开发提供了潜在候选分子。

　　

在神经退行性疾病和脑缺血损伤的治疗领域，寻找能够有效保护神经元免受氧化应激和能量代谢紊乱影响的天然活性分子一直是研究热点。当前临床面临的主要挑战在于，现有神经保护药物普遍存在靶向性不足、副作用明显等问题。而微生物次级代谢产物因其结构多样性和良好的生物相容性，成为新型神经保护剂的重要来源。

中国科学院的研究团队将目光投向了一株土壤来源的真菌Penicillium paxilli ga254。通过固体大米培养基发酵和系统的化合物分离纯化，研究人员成功获得三个呋喃酮衍生物（化合物1-3）和一个已知的二氢吡喃酮（化合物4）。其中，penicifuranone A（1）作为全新结构的呋喃酮类化合物被首次发现，而化合物2则是首次从自然界中分离获得的天然产物。

研究采用核磁共振（NMR）技术（包括¹
H NMR、¹³
C NMR、HSQC和HMBC）完成了所有化合物的结构解析。为验证其生物活性，团队建立了PC12（大鼠嗜铬细胞瘤细胞）的氧糖剥夺/再灌注（OGD/R）模型，模拟脑缺血再灌注损伤的关键病理过程。

在结构解析方面，二维核磁共振技术成功确定了penicifuranone A（1）的5/5/6三环骨架和罕见的乙酰氧基取代模式。化合物2和3分别被鉴定为5-甲基呋喃酮和4-羟基呋喃酮衍生物。活性实验显示，化合物1-3在10 μM浓度下均能显著提高OGD/R模型中的PC12细胞存活率（p<0.01），其中化合物2的保护效果最为突出，使细胞存活率从模型组的54.6%提升至82.3%。

讨论部分指出，这是首次从Penicillium paxilli菌株中发现具有神经活性的呋喃酮类化合物。该类分子可能通过调节线粒体功能（mitochondrial function）和抑制活性氧（ROS）积累发挥保护作用。特别值得注意的是，化合物2作为天然存在的呋喃酮衍生物，其神经保护效力优于临床参照药物依达拉奉（edaravone），这为开发基于微生物代谢产物的神经保护剂提供了新的先导化合物。

该研究成果发表于《Journal of Asian Natural Products Research》，不仅拓展了真菌次级代谢产物的化学多样性认知，更重要的是为缺血性脑卒中（ischemic stroke）等疾病的治疗提供了结构新颖的候选分子。未来研究将聚焦于这些呋喃酮衍生物的详细作用机制和结构优化，推动其向临床转化应用。