薰衣草内生真菌Sarocladium killense的次生代谢产物分析及其抗氧化、抗癌、抗菌和抗生物膜活性研究

本研究针对多重耐药病原体(MDROs)的全球健康威胁，首次从埃及红海沿岸薰衣草(Lavandula stricta)中分离鉴定出内生真菌Sarocladium killense，通过GC-MS分析发现其含有41种活性化合物，包括苯丙烷类(9.87%)和十六烷酸(8.05%)等。该提取物对Hep-G2和MCF-7癌细胞系IC50分别为31.7和49.8μg/mL，对金黄色葡萄球菌等病原体的MIC低至62.5μg/mL，并显示浓度依赖性抗生物膜活性(最高抑制率67.55%)。研究为开发新型抗菌抗癌制剂提供了天然来源候选物。

　　

在全球公共卫生领域，多重耐药微生物(MDROs)的迅速蔓延正引发一场无声的危机。传统抗生素的效力日渐式微，曾经可轻易治愈的感染如今变得棘手难治，导致病程延长、医疗成本飙升和死亡率攀升。更严峻的是，病原微生物形成的生物膜(Biofilm)如同天然屏障，使其对抗菌药物和宿主免疫反应的抵抗力倍增。这种由初始粘附、微菌落形成到成熟扩散的多阶段生长模式，让微生物获得惊人的生存优势。面对这一双重挑战，从植物内生真菌中寻找新型抗菌剂成为突破方向——这些与植物共生的微生物能产生丰富的次生代谢产物，在宿主防御系统中扮演着关键角色。

来自沙特阿拉伯Jouf大学、伊拉克Al-Farahidi大学以及埃及Al-Azhar大学等机构的研究团队将目光投向了埃及红海沿岸的特殊植物资源。薰衣草(Lavandula stricta)作为北非干旱地区的特有物种，其适应恶劣环境的特性暗示着内生真菌可能蕴含独特生物活性物质。研究人员首次从该植物中分离出10株内生真菌，其中编号Ls1的菌株经形态学和分子鉴定为Sarocladium killense，GenBank登录号PV248633.1。这项发表在《Scientific Reports》的研究揭示，该菌株提取物具有广谱生物活性，为对抗耐药菌感染和癌症治疗提供了新型候选化合物。

研究团队采用多学科技术手段开展系统评估：通过ITS区测序进行分子鉴定；采用乙酸乙酯萃取获得粗提物(EACE)；运用GC-MS鉴定活性成分；采用微孔板稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)；通过MTT法评估细胞毒性；采用DPPH和ABTS自由基清除实验检测抗氧化活性；借助结晶紫染色定量分析抗生物膜效果。所有实验均设置阳性对照和三次生物学重复。

【Isolation and characterization of endophytic fungi】
研究人员从埃及苏伊士省红海沿岸采集薰衣草健康组织，经表面消毒后分离出10株内生真菌。其中Ls1菌株在PDA培养基上呈现白色至奶油色的棉絮状菌落，显微镜下可见透明有隔菌丝和椭圆形分生孢子。分子鉴定显示其与Sarocladium killense相似度达99%，系统发育分析证实其分类地位。该菌株此前仅见于沙漠植物Aloe dhufarensis，此次在薰衣草中的发现拓展了其宿主范围。

【Antimicrobial activity】
粗提物对测试菌株展现出显著抑制效果：对肺炎克雷伯菌(Klebsiella oxytoca)抑菌圈达35.5±0.2 mm，优于阿米卡星对照(19.6±0.3 mm)；对白色念珠菌(Candida albicans)抑菌圈为16.1±0.1 mm。MIC测定显示对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和肺炎克雷伯菌的MIC均为62.5μg/mL，对大肠杆菌(Escherichia coli)为250μg/mL。这种广谱抗菌活性可能源于提取物中的十六烷酸(Hexadecanoic acid)和1-十九碳烯(1-Nonadecene)等成分。

【Anti-biofilm ability】
在亚抑菌浓度(1/2 MIC)下，提取物对白色念珠菌生物膜的抑制率最高(67.55±1.13%)，而对大肠杆菌的抑制效果较弱(28.99%)。这种浓度依赖性效应与GC-MS检测到的前列腺素A1-生物素(Prostaglandin A1-biotin)和二十八烷醇(Octacosanol)等抗生物膜成分相关，这些物质可能干扰了微生物的群体感应(Quorum Sensing)系统。

【Cytotoxicity and anti-cancer activity】
提取物对正常肺细胞Wi-38的IC₅₀为226.5μg/mL，显示较低毒性。而对肝癌Hep-G2和乳腺癌MCF-7细胞的IC₅₀分别为31.7μg/mL和49.8μg/mL，虽不及紫杉醇(Taxol)的7.9-10.8μg/mL，但表现出选择性细胞毒性。抗癌机制可能与其含有的苯丙烷衍生物(如1-丙基壬基苯)诱导肿瘤细胞凋亡有关。

【Antioxidant activity】
DPPH和ABTS实验显示提取物具有中等抗氧化能力，IC₅₀分别为202.08μg/mL和169.79μg/mL，远高于抗坏血酸对照(8.9μg/mL)。这种活性可能源自提取物中高达809.83μg/mL的总酚含量和232.23μg/mL的黄酮类物质。

【Phytochemical analysis】
定量分析揭示提取物富含生物碱(920.5μg/mL)、单宁(250.2μg/mL)等活性成分。GC-MS鉴定出的41种化合物中，6.77%的前列腺素A1-生物素兼具抗菌和抗氧化特性，5.55%的十八碳烯酸(Octadecenoic acid)则具有抗菌和抗生物膜双重功效。

这项研究首次系统阐明了薰衣草内生真菌Sarocladium killense的多重生物活性。其价值体现在三方面：首先，为应对MDROs提供了结构新颖的候选化合物库，特别是对抗生物膜形成这一临床难题提出解决方案；其次，展示了"一菌多效"的特点，同一提取物兼具抗癌、抗菌和抗氧化活性，符合多靶点治疗趋势；最后，为开发植物-微生物共生体系的药用价值提供了范例。研究者特别指出，该菌株产生的苯丙烷类物质(占提取物9.87%)在抗病毒方面也具探索价值。这些发现不仅为后续药物研发奠定基础，也为理解极端环境下植物-微生物互作机制提供了新视角。