红海海绵共生真菌的细胞毒性评价与代谢组学分析：基于计算机模拟研究的抗癌潜力探索

本研究针对癌症治疗需求，从红海海绵Spheciospongia vagabunda分离出Aspergillus sp.(UR1)和Penicillium sp.(UR2)两种真菌，通过LC-HR-ESI-MS代谢组学分析发现26种活性化合物，其中UR1提取物对HepG2、CaCo-2和MCF7癌细胞系显示出显著细胞毒性（IC50 2.61-3.41 μg/mL），分子对接揭示PPARG基因是主要作用靶点（结合能达-9.13 kcal/mol），为海洋天然产物抗癌药物开发提供新线索。

　　

癌症作为全球公共卫生重大挑战，其治疗面临耐药性和毒性等瓶颈问题。海洋生态系统因其独特的生物多样性，成为新型抗癌化合物的重要来源。其中，海绵共生真菌因其与宿主的协同进化关系，能产生结构新颖的次级代谢产物。来自埃及德雷亚大学等机构的研究团队聚焦红海海绵Spheciospongia vagabunda共生真菌，通过多学科交叉研究，发现其代谢产物对多种癌细胞具有显著抑制作用，相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用18S rRNA基因测序鉴定真菌种类，LC-HR-ESI-MS技术进行非靶向代谢组学分析，MTT法评估细胞毒性，结合STRING数据库构建蛋白互作网络，并通过AutoDock Vina进行分子对接。实验所用海绵样本采集自红海Ahia Reefs，经埃及国家海洋与渔业研究所鉴定。

Isolation and identification of the marine sponge-associated fungi
通过18S rRNA和ITS序列分析，鉴定出两株真菌分别为Aspergillus sp.(UR1)（与Aspergillus nidulans ATCC 10074相似度99.39%）和Penicillium sp.(UR2)（与Penicillium limosum CBS 339.97相似度99.8%），基因序列已存入GenBank（PP843228-PP843231）。

Metabolomics profiling
采用LC-HR-ESI-MS技术从UR1中鉴定出13种化合物，包括具有抗癌潜力的螺环生物碱teraspiridole A(1)和环四肽aspercolorin(6)；从UR2中发现13种代谢物，如二萜类condidogenone H(18)和meroterpenoid arisugacin F(20)。质谱数据通过Mzmine 2.10软件处理，化合物结构经DNP数据库比对确认。

Cytotoxic activity
MTT实验显示UR1提取物对HepG2、CaCo-2和MCF7的IC₅₀分别为2.61±0.12、3.23±0.21和3.41±0.18 μg/mL，显著优于UR2提取物（17.65-22.45 μg/mL）。阳性对照多柔比星IC₅₀为1.32-2.12 μg/mL。

Computational study
网络药理学筛选出20个核心靶点，其中PPARG、EGFR、ESR1和GSK3β位列前茅。分子对接显示化合物6（UR1）与PPARG结合能达-9.13 kcal/mol，通过氢键与Glu295/Glu343相互作用；化合物16（UR2）与PPARG结合能为-8.38 kcal/mol，与Arg288/Ser342形成氢键网络。

该研究首次系统揭示了红海海绵共生真菌的化学多样性与抗癌机制，证实PPARG是其主要作用靶点。特别是环肽类化合物6和生物碱16展现强结合活性，为开发靶向核受体通路的抗癌药物提供先导化合物。未来需进一步开展化合物分离纯化与体内实验，验证其临床转化潜力。研究同时凸显海洋微生物资源在药物发现中的战略价值，为开发低毒性抗癌剂开辟新途径。