海洋海绵来源Onnamides及其新型类似物Onnamide G作为强效抗利什曼药物的发现与研究

本研究针对利什曼病治疗药物匮乏的现状，从日本冲绳海域Theonella sp.海绵中分离获得onnamides系列化合物，包括新型结构onnamide G。通过体外活性评价发现6,7-dihydro-onnamide A(IC50=0.2 nM)等化合物展现出显著抗利什曼原虫活性，且选择性指数(SI)达117-1067倍。结构-活性关系(SAR)分析揭示了关键药效团特征，作用机制研究表明其作用途径不同于两性霉素B。该研究为开发新型抗利什曼药物提供了重要先导化合物。

　　

在全球热带地区，一种名为利什曼病(Leishmaniasis)的寄生虫病正威胁着约3.5亿人口的健康。这种由利什曼原虫(Leishmania)引起的疾病，不仅导致皮肤溃疡、黏膜损伤等严重症状，更因现有治疗药物存在毒性大、耐药性强等问题，使得临床治疗陷入困境。面对这一挑战，来自冲绳的海洋生物资源为科学家们提供了新的研究方向——海洋海绵中蕴藏的onnamides类化合物，可能成为突破现有治疗瓶颈的关键。

在《Marine Biotechnology》最新发表的研究中，由Takahiro Jomori和Kanami Mori-Yasumoto领衔的联合研究团队，从日本冲绳Manza海域采集的Theonella sp.海绵中，成功分离获得8种onnamides类化合物，包括1个新结构onnamide G(8)。研究采用生物活性导向分离策略，结合核磁共振(NMR)和高分辨质谱(HRESIMS)进行结构鉴定，通过WST-8法评价抗利什曼活性，并开展结构-活性关系(SAR)分析和作用机制研究。

材料与方法

研究团队采用多学科交叉方法：通过柱层析和反相高效液相色谱(RP-HPLC)从海绵提取物中分离活性成分；运用500 MHz NMR和Orbitrap高分辨质谱解析化合物结构；以Leishmania major promastigotes为模型，采用Cell Counting Kit-8检测抗寄生虫活性；通过HepG2和RAW264.7细胞系评价细胞毒性；设计特殊实验比较onnamide A(1)与两性霉素B(AmB)的作用机制差异。

结构解析

新化合物onnamide G(8)的分子式为C₃₈H₆₃N₅O₁₂，与onnamide A(1)相比缺少一个甲氧基，形成独特的双环核心结构。通过核磁数据分析和二维谱图(包括¹H-¹H COSY、HMBC和ROESY)确定了其平面结构和相对构型，特别是通过ROESY相关确定了四氢吡喃环的椅式构象。

生物活性评价

所有测试化合物均显示出显著抗利什曼活性：

• •

  6,7-dihydro-onnamide A(4)活性最强(IC₅₀=0.2 nM)

• •

  onnamide A(1)次之(IC₅₀=1.2 nM)

• •

  活性远超临床药物两性霉素B(IC₅₀ 0.1μM)和米替福新(IC₅₀ 8.3μM)

  细胞毒性测试显示优异的选择性指数(SI)，其中onnamide A(1)对HepG2细胞的SI达1067倍，满足WRAIR和DNDi机构的开发标准。

结构-活性关系(SAR)

研究揭示了关键药效特征：

1. 1.

   侧链双键还原显著增强活性(4 vs 1)

2. 2.

   C-22位缩醛结构对活性至关重要(9活性降低20倍)

3. 3.

   精氨酸(Arg)残基的存在提升抗利什曼活性(10活性仅为1的1/25)

4. 4.

   18和16位缩醛结构对活性起决定性作用(7活性显著降低)

作用机制

通过ergosterol(Erg)结合实验发现：

• •

  两性霉素B活性随Erg浓度增加而降低，证实其通过结合Erg发挥作用

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  onnamide A(1)活性不受Erg影响，表明其作用机制独立于Erg途径

  

结论与展望

该研究首次系统报道了onnamides类化合物的抗利什曼活性，发现6,7-dihydro-onnamide A(4)等化合物具有纳摩尔级活性和优异的选择性。不同于传统药物两性霉素B，onnamides通过独特机制发挥作用，为开发新型抗利什曼药物提供了全新思路。

尽管这些复杂天然产物的规模化生产面临挑战，但研究者指出可通过培养海绵或利用已发现的产onnamide类似物的Labrenzia sp. PHM005细菌实现可持续供应。未来研究将聚焦体内活性评价和详细机制解析，推动这类海洋天然产物向临床药物转化。