内生真菌长柄链格孢从桃儿七中分离产鬼臼毒素的结构与功能特性研究及其抗癌、抗氧化和抗糖尿病活性评估

为解决鬼臼毒素(PTOX)植物来源受限问题，研究人员从桃儿七(Podophyllum hexandrum)中分离出25株内生真菌，筛选获得高产PTOX的长柄链格孢(Alternaria longipes)PH8株（产量156.33 μg/g）。通过FTIR、HRMS、NMR等技术验证其结构，并证实该真菌源PTOX具有显著抗癌活性（MCF-7细胞IC50 3.20 μM）、抗氧化（DPPH IC50 301.60 μg/mL）及抗糖尿病作用（α-葡萄糖苷酶抑制IC50 4.06 mg/mL），为可持续生产PTOX提供新途径。

　　

鬼臼毒素(PTOX)作为抗癌药物依托泊苷的关键前体，长期依赖濒危植物桃儿七等资源提取，野生采集受CITES公约限制，化学合成又面临经济性差的技术瓶颈。更棘手的是，这类植物生长缓慢，传统获取方式已难以为继。在此背景下，寻找可持续的替代来源成为当务之急。近年来，科学家将目光投向与药用植物共生的内生真菌——这些微生物不仅能模拟宿主植物的代谢途径，某些菌株甚至能超越宿主的生物合成能力，成为"天然药物工厂"。

印度旁遮普邦的塔帕尔工程技术学院生物技术系研究人员在《South African Journal of Botany》发表的研究，开创性地从桃儿七中分离出25株内生真菌，通过形态学和ITS序列分析鉴定出高产PTOX的长柄链格孢(Alternaria longipes)PH8菌株。该菌株的PTOX产量达到156.33 μg/g菌丝干重，经傅里叶变换红外光谱(FTIR)、高分辨质谱(HRMS)和核磁共振(NMR)验证其结构与植物源PTOX完全一致。功能研究表明，该化合物对乳腺癌MCF-7细胞展现强力细胞毒性（IC₅₀ 3.20 μM），与标准PTOX（3.08 μM）相当；在抗氧化方面，DPPH自由基清除和还原力测定IC₅₀分别为301.60 μg/mL和320.60 μg/mL；更引人注目的是其抗糖尿病潜力，对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制IC₅₀达4.15 mg/mL和4.06 mg/mL，葡萄糖摄取实验显示其效果与二甲双胍相当。

研究采用多学科技术手段：从印度喜马偕尔邦采集桃儿七样本，经表面消毒后分离内生真菌；通过HPLC筛选PTOX高产菌株；结合形态学与分子生物学（ITS测序）鉴定菌种；运用光谱技术（FTIR、HRMS、¹H/¹³C NMR）解析化合物结构；采用MTT法检测MCF-7细胞毒性；通过DPPH、铁还原力及酶抑制实验评估抗氧化和抗糖尿病活性。

研究结果
分离与筛选：从桃儿七根茎和叶片组织获得25株内生真菌，PH8菌株经鉴定为长柄链格孢，其PTOX产量显著高于既往报道的同类真菌（如Phialocephala fortinii的0.5-189 μg/L）。

结构表征：真菌源PTOX的光谱特征与标准品完全吻合，HRMS显示[M+H]⁺峰m/z 415.1502，¹H NMR检测到特征芳烃质子信号（δ 6.50和6.38）。

生物活性：

• 细胞毒性：3.20 μM浓度即可抑制50% MCF-7细胞生长，机制可能涉及拓扑异构酶II抑制。
• 抗氧化：清除自由基能力与浓度呈正相关，但弱于抗坏血酸对照。
• 抗糖尿病：对α-葡萄糖苷酶的抑制强于α-淀粉酶，提示其可能通过延缓碳水化合物水解调控餐后血糖。

讨论与结论
该研究首次证实长柄链格孢可作为PTOX的微生物工厂，其产量达到商业化开发阈值。相较于植物提取，真菌发酵具有周期短、不受季节限制、易规模化等优势。更值得注意的是，真菌源PTOX不仅保留了抗癌核心活性，还展现出植物源研究中未充分报道的抗氧化和降血糖潜能——这对开发多功能抗肿瘤辅助制剂尤为重要，因为癌症患者常伴随氧化应激和代谢紊乱。

研究也存在局限性：菌株遗传稳定性、发酵工艺优化、体内药效评价等尚待深入。但毋庸置疑，这项工作为濒危药用植物资源的替代开辟了新路径，其揭示的"真菌-植物代谢同源性"现象也为发现其他稀缺天然产物提供了范式。未来研究应聚焦于菌种改良、提取工艺标准化，以及探索PTOX在糖尿病及其并发症治疗中的分子机制。