地衣内生真菌Tolypocladium sp.中新型4-羟基-2-吡啶酮类化合物的发现及其抗帕金森病活性研究

本研究从地衣内生真菌Tolypocladium sp.中分离出4种新型4-羟基-2-吡啶酮生物碱（1-4）和10种已知化合物，通过NMR、HRESIMS等技术解析结构，发现化合物4在MPP+诱导的帕金森病模型中表现出显著神经保护作用，为天然产物药物开发提供新线索。

　　

在神经退行性疾病研究领域，帕金森病(Parkinson's disease, PD)因其全球高发病率和现有治疗药物的局限性备受关注。这种疾病以黑质致密部多巴胺能神经元进行性退变为特征，临床常用左旋多巴(L-DOPA)治疗却伴随严重副作用。自然界中，结构独特的4-羟基-2-吡啶酮(4-hydroxy-2-pyridone)类生物碱因其多样的生物活性成为药物开发热点，但源自地衣共生真菌的此类化合物及其神经保护机制仍待探索。

为解决这一科学问题，首尔国立大学的研究团队通过对韩国半岛采集的地衣内生真菌进行LC-UV-MS筛选，锁定一株产特殊UV图谱的Tolypocladium sp.(CNC14)。该菌株分离自染料梅衣(Parmotrema tinctorum)，经大规模培养后，运用中压硅胶柱色谱和反相HPLC等技术分离纯化，最终获得14个化合物（含4个新结构）。研究人员通过综合运用核磁共振（包括¹H、¹³C、HSQC、HMBC、ROESY）、高分辨质谱(HRESIMS)和电子圆二色谱(ECD)计算等手段，首次解析了tolypyridinol A(1)和B(2)的苯并吡喃[3,4-b]吡啶醇新颖骨架，发现其与已知化合物tolypyridone A(5)的环化方向存在显著差异。DP4+计算和生物合成途径分析表明，这些化合物可能通过还原型tolypyridone C(7)经异源Diels-Alder反应生成。

关键技术方法包括：1）从地衣Parmotrema tinctorum分离真菌Tolypocladium sp. CNC14；2）采用600/800 MHz NMR和Q-TOF质谱进行结构鉴定；3）通过ROESY和ECD计算确定绝对构型；4）建立MPP⁺诱导的SH-SY5Y细胞帕金森病模型评估神经保护活性；5）qPCR检测IL-1β和TNF-α等炎症因子表达。

结构解析结果

新化合物1和2展现出独特的苯并吡喃[3,4-b]吡啶醇骨架，其侧链环化方向与已知化合物tolypyridone A(5)相反。ROESY谱显示1中H-7/H-13呈反式构型，而2中为顺式构型。化合物3和4则通过tolypyridone C(7)的还原脱水形成，其中3的C-7/C-8双键为顺式构型，4为反式构型。

生物活性发现

在2 mmol/L MPP⁺处理的SH-SY5Y细胞模型中，化合物4预处理显著提升细胞存活率（p<0.01）。进一步机制研究表明，4能显著抑制MPP⁺诱导的促炎因子IL-1β和TNF-α基因表达上调，提示其通过抗炎途径发挥神经保护作用。

这项发表于《Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology》的研究具有多重意义：首次报道了地衣内生真菌来源的4-羟基-2-吡啶酮类化合物的抗PD活性，揭示了化合物4通过调控神经炎症通路发挥保护作用的潜在机制，为开发新型抗PD药物提供了先导化合物。特别是化合物4的双重作用（神经保护+抗炎）可能优于现有对症治疗药物，但其体内活性、药代动力学等特性仍需后续研究验证。该工作同时丰富了天然产物的结构多样性，为微生物次级代谢产物的药物开发提供了新思路。