《Scientific Reports》：Cladosporium cladosporioides, endophyte of Strelitzia nicolai, as a new producer of Alternariol monomethyl ether with a potential cytotoxic activity
编辑推荐：
本研究针对肿瘤化疗耐药性挑战，从药用植物尼古拉鹤望兰内生真菌中筛选获得一株枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)EFBL-025，首次发现其可高效生产交链孢酚单甲醚(AME)。该化合物对肺癌A549(IC500.65μg/ml)、肝癌HepG-2(IC501.2μg/ml)和乳腺癌MCF-7细胞(IC502.7μg/ml)展现显著抗癌活性，选择性指数达8.1-28.2倍。机制研究表明AME通过抑制拓扑异构酶I/II和微管蛋白聚合，诱导G0/G1期阻滞和细胞凋亡，分子对接显示其与拓扑异构酶IIβ结合能达-8.3 kcal/mol。该研究为开发多靶点抗癌药物提供了新候选分子。
在癌症治疗领域，化疗耐药性犹如一座难以逾越的大山。肿瘤细胞通过改变药物靶点、激活外排泵等机制，使常规化疗药物逐渐失效。面对这一全球性难题，科学家们将目光投向大自然宝库——药用植物内生真菌，试图寻找能够同时攻击多个肿瘤细胞靶点的先导化合物。
近期发表在《Scientific Reports》的一项创新性研究，为我们打开了新的希望之门。研究人员从具有民族药学背景的尼古拉鹤望兰(Strelitzia nicolai)中，分离出一株特殊的枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)EFBL-025。令人惊喜的是，这株真菌首次被证实能够高效生产交链孢酚单甲醚(Alternariol monomethyl ether, AME)——一种以往主要由交链孢霉属真菌产生的霉菌毒素，但其抗癌潜力尚未被充分挖掘。
为验证这一发现，研究团队运用了真菌分离培养、薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)、液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)等技术确认代谢产物；通过MTT法评估细胞毒性；采用拓扑异构酶活性测定、微管蛋白聚合实验、细胞周期与凋亡分析探讨作用机制；并借助分子对接模拟化合物与靶点的相互作用。
研究结果
内生真菌筛选与AME鉴定
从尼古拉鹤望兰叶片和叶柄中共分离到24株内生真菌，通过抗菌活性导向筛选发现枝状枝孢菌EFBL-025的乙酸乙酯提取物抑菌效果最显著。经TLC和HPLC分析，该菌株AME产量达700.1μg/L，其化学结构通过FT-IR、1H NMR和LC-MS/MS得到确认，分子量为274.2 m/z，碎片模式与标准品一致。
抗癌活性与机制研究
AME对三种癌细胞系表现出显著抑制作用，其中对A549细胞最敏感(IC500.65μg/ml)，活性优于紫杉醇(Taxol)1.8倍。更重要的是，AME对正常嗅鞘细胞(OEC)毒性较低，选择性指数高达28.2(A549)、14.5(HepG-2)和8.1倍(MCF-7)。机制研究表明，AME对拓扑异构酶II(IC505.7μg/ml)和I(IC507.25μg/ml)的抑制活性分别比依托泊苷(Etoposide)和拓扑替康(Topotecan)强3倍和3.7倍。
细胞周期与凋亡分析
AME将MCF-7细胞阻滞在G0/G1期(73.9%，对照组56.03%)，表明其干扰DNA复制前的细胞生长和蛋白质合成。细胞凋亡实验显示，AME处理使早期凋亡、晚期凋亡和坏死分别增加10.8、22.8和4.12倍。此外，AME还显著抑制MCF-7细胞的迁移能力，伤口愈合率降低12.5%。
分子对接验证
分子对接结果与实验数据高度吻合：AME与β-微管蛋白长春花碱位点结合能为-8.3 kcal/mol，优于长春碱(Vinblastine)的-7.4 kcal/mol；与拓扑异构酶IIα、IIβ和I的结合能分别为-8.0、-8.3和-7.3 kcal/mol，提示其对拓扑异构酶II具有更高亲和力。
研究结论与意义
本研究首次报道枝状枝孢菌作为AME的新生产菌，并系统阐明其多靶点抗癌机制。AME通过协同抑制拓扑异构酶和微管蛋白功能，有效诱导肿瘤细胞周期阻滞和凋亡，且对正常细胞毒性较低。这种独特的作用机制使其有望成为克服化疗耐药性的新型候选药物，为开发下一代多靶点抗癌疗法提供了重要科学依据。该研究不仅拓展了内生真菌活性产物的资源宝库，也为天然产物抗癌药物研发开辟了新方向。
