海洋链霉菌Streptomyces albidoflavus活性成分抗乳腺癌机制研究:从分子机制到潜在应用

【字体: 时间:2025年06月21日 来源:BMC Biotechnology 3.5

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  本研究针对乳腺癌治疗需求,从海洋链霉菌Streptomyces albidoflavus中分离出具有显著抗肿瘤活性的化合物。通过SRB和MTT实验证实其对MCF7细胞的IC50达0.36μg/ml,与5-FU相当;qRT-PCR揭示其通过上调TNF-α/P53、下调BCL2诱导凋亡。GC-MS鉴定出2-甲基咪唑等活性成分,为开发新型海洋源抗癌药物提供候选分子。

  

乳腺癌是全球女性健康的首要威胁,传统化疗药物存在毒性大、易耐药等问题。海洋微生物因其独特的生存环境,能产生结构新颖的生物活性物质,其中链霉菌属(Streptomyces)以丰富的次级代谢产物著称。近期,来自国家海洋与渔业研究所等机构的研究团队在《BMC Biotechnology》发表研究,从地中海沿岸分离到一株新型海洋链霉菌Streptomyces albidoflavus strain EgyAB2(GenBank ON680945.1),系统解析了其抗乳腺癌活性成分的作用机制。

研究采用多学科技术联用:通过红马铃薯盘实验(RPD)初筛抗肿瘤活性;GC-MS、1H-NMR和FTIR联用鉴定化合物结构;SRB和MTT法测定细胞毒性;qRT-PCR分析凋亡相关基因(TNF-α、P53、P21、BCL2)表达;DPPH法评估抗氧化活性。实验样本包括从亚历山大港西港(30°57'23.38"N, 29°29'48.71"E)采集的海水及MCF7人乳腺癌细胞系。

抗肿瘤活性评估
RPD实验显示菌株提取物对根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)诱导的肿瘤抑制率达92.5%,Artemia salina生物毒性实验(LC50=600.23 ppm)证实其安全性。

细胞毒性机制
SRB法测得提取物对MCF7的IC50为0.36±0.15μg/ml,与5-FU(0.35±0.02μg/ml)相当,且对正常皮肤成纤维细胞(HSF)的存活率>93%。MTT实验进一步验证IC50为17.46±0.38μg/ml。基因分析显示,处理组TNF-α表达上调6.9倍,P53上调1.89倍,而抗凋亡因子BCL2下调至0.01倍,表明其通过激活内外源性凋亡通路发挥作用。

化学特征解析
GC-MS鉴定出10.2%的2-氘代-N-甲基咪唑、6.48%顺式-2-十九碳烯等成分,FTIR检测到仲胺(3331.73 cm-1)、烯烃(1633.57 cm-1)等官能团。这些物质可能通过干扰癌细胞代谢(如抑制拓扑异构酶)和线粒体膜通透性发挥协同作用。

生物活性拓展
提取物对荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)的抑菌圈达35mm,DPPH自由基清除率56.08%(IC50=8.92μg/ml),显示多靶点生物活性。

该研究首次报道了海洋S. albidoflavus strain EgyAB2的抗乳腺癌作用,其活性成分通过独特的多靶点机制——同时调控死亡受体(TNF-α介导)和线粒体(P53/BCL2平衡)凋亡通路,且具有低毒性和抗氧化协同效应。相较于传统化疗药5-FU的非特异性DNA损伤机制,该提取物展现出更好的选择性毒性,为开发新一代海洋源抗癌药物提供了先导化合物。未来需通过体内实验验证其药效,并分离纯化关键活性分子以优化治疗窗口。

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