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植物内生菌Bacillus safensis subsp. safensis FO-36b (T) MTCC 25740产生的鼠李糖脂通过诱导凋亡选择性抑制白血病细胞活性的研究及其生物表面活性剂应用潜力分析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月24日 来源:Natural Hazards Research CS6.6
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本研究针对白血病治疗中天然低毒药物的需求,从药用植物Phyllanthus niruri L.中筛选出内生菌Bacillus safensis subsp. safensis FO-36b (T) MTCC 25740 (RSS2),成功分离纯化出以RhaRhaC10C10为主的鼠李糖脂类生物表面活性剂。该化合物对Jurkat白血病细胞表现出剂量依赖性细胞毒性(IC50: 356.63 μM),能特异性诱导癌细胞凋亡(早期22.6%+晚期73.2%),而对正常PBMCs无显著毒性,为开发天然靶向抗癌制剂提供了新思路。
在当代癌症治疗领域,白血病作为一种恶性血液肿瘤,其治疗仍面临化疗药物选择性差、毒副作用大等挑战。寻找能够特异性诱导癌细胞凋亡且对正常细胞损伤小的天然化合物,成为当前研究的重要方向。生物表面活性剂因其两亲性和生物活性特征,在抗癌治疗中展现出独特优势,其中鼠李糖脂(rhamnolipid)类物质更因其低毒性和高生物相容性受到广泛关注。
为探索新型天然抗癌制剂,研究人员将目光投向药用植物内生菌资源。Phyllanthus niruri L.(珍珠草)作为一种传统药用植物,其内生微生物群落可能产生具有药理活性的次级代谢产物。本研究从该植物中分离筛选得到52株内生菌,通过系统性评估发现Bacillus safensis subsp. safensis FO-36b (T) MTCC 25740 (RSS2)菌株具有卓越的生物表面活性剂生产能力。
研究团队采用高效液相色谱(HPLC)、液相色谱-质谱联用(LC-MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振(NMR)等技术对提取物进行结构解析,确定其主要成分为二鼠李糖脂同系物RhaRhaC10C10。通过临界胶束浓度(CMC)测定显示该物质具有优异的表面活性(0.79 mg/mL)。实验选用人源Jurkat T淋巴母细胞作为白血病模型,同时以正常人外周血单个核细胞(PBMCs)作为对照,采用细胞毒性检测和凋亡分析等方法评估其生物活性。
细胞毒性分析显示选择性抗癌效应
通过剂量反应实验发现,纯化后的鼠李糖脂对Jurkat细胞具有浓度依赖性生长抑制效应,半数抑制浓度(IC50)为356.63 μM。值得注意的是,在相同浓度范围内,对正常PBMCs的毒性作用统计学上不显著,表明该化合物对癌细胞具有选择性毒性。
凋亡检测证实细胞程序性死亡机制
Annexin V/PI双染色流式细胞术分析显示,经356.63 μM鼠李糖脂处理24小时后,Jurkat细胞出现明显的凋亡特征:早期凋亡细胞比例为22.6%,晚期凋亡细胞比例高达73.2%。这表明鼠李糖脂主要通过激活细胞程序性死亡途径发挥抗癌作用,而非非特异的细胞毒性机制。
结构表征确认二鼠李糖脂主导成分
波谱学分析结果证实,提取物中的主要活性成分为二鼠李糖脂RhaRhaC10C10,这种结构特征与其表面活性和生物活性密切相关。临界胶束浓度的确定为后续制剂开发提供了重要参数依据。
研究结论表明,从植物内生菌Bacillus safensis subsp. safensis FO-36b (T) MTCC 25740中分离的鼠李糖脂类生物表面活性剂,能够特异性诱导白血病细胞凋亡而对正常血细胞影响较小,具有开发为天然抗癌药物的潜力。该发现不仅为白血病治疗提供了新的候选化合物,也为植物内生菌资源的药用价值开发提供了科学依据。研究人员建议未来应着重于生产工艺优化、作用机制深入解析(特别是涉及凋亡信号通路的细节)以及靶向制剂开发等方向开展进一步工作。
这项研究的创新性在于首次系统报道了特定内生菌源鼠李糖脂对白血病细胞的选择性促凋亡作用,为天然来源抗癌药物的开发提供了新的思路和实验依据。相关成果发表于《Natural Hazards Research》,对生物表面活性剂在生物医学领域的应用推广具有重要推动作用。
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