《Bioorganic Chemistry》：Chlorinated chaetoviridin-type azaphilones discovered via metabolomics: structural diversity and suppression of STAT3 signaling in gastric cancer cells
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•代谢组学指导分离出12种新的含氯氮杂菲酮。•绝对构型通过X射线晶体学和TDDFT-ECD计算被明确界定。•化合物1对人胃癌细胞显示出强效细胞毒性。•化合物1抑制STAT3 Tyr705磷酸化及核转位。引言氮杂菲酮是一类结构多样且庞大的真菌聚酮家族，其特征为高度氧化的吡喃醌或
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代谢组学指导分离出12种新的含氯氮杂菲酮。
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绝对构型通过X射线晶体学和TDDFT-ECD计算被明确界定。
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化合物1对人胃癌细胞显示出强效细胞毒性。
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化合物1抑制STAT3 Tyr705磷酸化及核转位。
引言
氮杂菲酮是一类结构多样且庞大的真菌聚酮家族，其特征为高度氧化的吡喃醌或异色烯衍生物核心骨架以及显著的立体化学复杂性。凭借其模块化骨架以及对氧化、卤化和亲核修饰的可及性，氮杂菲酮表现出广泛的生物活性，包括细胞毒性、抗炎和酶抑制效应。其中，镰孢霉毒素型氮杂菲酮以其含氯三环骨架和γ-内酯结构单元为特征，该结构基序被认为与增强的化学反应活性和抗癌潜力相关[1]、[2]、[3]。
枝顶孢属（Chaetomium）是氮杂菲酮的高效产生菌，尤其是镰孢霉毒素及其同系物。以往研究表明，培养条件的细微变化可显著改变氮杂菲酮的取代模式，包括氧化态、卤化和侧链组成[1]、[4]。这些观察结果表明，Chaetomium属菌株具有隐性的生物合成能力，能够产生化学上一致但结构多样化的氮杂菲酮家族。然而，传统的活性导向分离策略往往忽略微量或条件特异性代谢物，从而限制了对这些真菌基因组所编码的全部化学空间的获取。
非靶向代谢组学已成为现代天然产物发现的有力工具，能够全局比较不同培养条件下次级代谢物的谱图，并促进数据驱动的目标化合物优先排序[5]。当与非靶向代谢组学相结合，并辅以分子网络分析时，代谢组学引导的工作流程可快速识别化学相关的代谢物簇，区分条件特异性特征，并指导分离工作指向结构新颖且具有生物合成意义的代谢物家族[6]、[7]。此类策略尤其适用于氮杂菲酮，因为其密集的分子家族往往仅在细微但具有生物学意义的修饰上存在差异。
信号转导与转录激活因子3（STAT3）是一种核心致癌转录因子，在胃癌及其他恶性肿瘤中频繁过度激活，其持续激活促进肿瘤细胞增殖、存活及免疫逃逸，使其成为极具吸引力的治疗靶点[8]。尽管已有多种合成STAT3抑制剂被报道，但调控STAT3信号通路的天然小分子仍相对罕见，尤其氮杂菲酮仅在少数研究中与STAT3相关机制有关[9]、[10]。
深海来源菌株C. globosum MP4-S01–7此前已被报道可产生八种新型含氮氮杂菲酮[11]。其中，XYA-2被鉴定为一种强效STAT3抑制剂，可结合SH2结构域，抑制Tyr705磷酸化和核转位，抑制胃癌细胞活性；它还减少集落形成和迁移，并通过下调STAT3下游靶基因c-Myc和SLC39A10在多种小鼠模型中抑制肿瘤生长[12]。在此基础上，本研究采用代谢组学与分子网络引导的OSMAC策略，系统探索同一菌株的含氯镰孢霉毒素型化学空间。跨多种发酵条件的比较非靶向代谢组学分析揭示了显著的代谢分化，其中含氯氮杂菲酮相关特征成为关键区分标志。在GNPS（全球天然产物社交分子网络）[13]、[14]、[15]的引导下，这些特征被优先用于靶向分离，最终发现十二种新型镰孢霉毒素型氮杂菲酮（1–12）。虽然含氮异喹啉酮同系物（4–12）与此前报道的氮杂菲酮生物碱结构相关，但含氧成员，尤其是史无前例的二氯甲基缩醛1，代表了一种此前未能从该菌株获取的化学独特亚型。其结构通过全面的波谱分析和先进的计算方法加以阐明，并对代表性化合物进一步评估了其细胞毒性活性及对STAT3通路的调控作用。
各节摘要
一般实验方法
NMR波谱数据在Bruker Avance 400、600和850 MHz核磁共振波谱仪（德国Bruker公司）上采集。高分辨电喷雾电离质谱（HRESIMS）在Xevo G2 Q-TOF质谱仪（美国马萨诸塞州米尔福德， Waters公司）上测定。旋光度在Anton Paar MCP 500旋光仪（奥地利格拉茨，Anton Paar GmbH公司）上于钠D线（589 nm）处测定，使用1.0 dm样品池，温度为25 °C。该仪器的测量范围为±89.9°，精度优于±0.002°，
代谢组学引导的镰孢霉毒素型代谢物优先排序
为通过整合数据驱动的代谢组学策略与基于OSMAC的发酵方法，拓展菌株C. globosum MP4-S01–7中与STAT3相关的氮杂菲酮化学空间，本研究在不同培养条件下进行了平行发酵，从中筛选出两种代表性条件（编号为G1和G2），其粗提物产量显著高于其他条件，用于比较分析。基于PCA的非监督多元统计分析揭示了
结论
综上所述，本研究表明，整合OSMAC发酵与卤素导向的GNPS分子网络的代谢组学引导策略，成功实现了从深海来源真菌C. globosum MP4-S01–7中靶向发现含氯镰孢霉毒素型氮杂菲酮，获得十二种新型同系物（镰孢霉素醇A1–A12，1–12）以及五种已知类似物（13–17）。其平面结构通过1D/2D NMR和HRESIMS得以确立，绝对构型通过结合
CRediT作者贡献声明
王玮怡（Weiyi Wang）：撰写——审阅与编辑，撰写——原稿，指导，方法论，研究，经费获取，概念构思。郑林涛（Lintao Zheng）：研究，形式分析，数据整理。罗来西（Laixi Luo）：验证，资源，研究。黄泽坤（Zekun Huang）：研究，形式分析。张贝贝（Beibei Zhang）：研究，数据整理。付晓腾（Xiaoteng Fu）：验证，研究。李莹（Ying Li）：撰写——审阅与编辑，指导，资源，概念构思。夏金梅（Jinmei Xia）：撰写——审阅与
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文所述工作的客观性。
致谢
本研究获得国家自然科学基金（42376127）、部省共建创新研发专项资金、福建省科技计划项目（2024Y0077、2025Y0080）、福建省科技研究计划（2024N0025）、厦门市自然科学基金（3502Z202473087）、国家天然与仿生药物重点实验室（K202407）
王玮怡（Weiyi Wang）|郑林涛（Lintao Zheng）|罗来西（Laixi Luo）|黄泽坤（Zekun Huang）|张贝贝（Beibei Zhang）|付晓腾（Xiaoteng Fu）|李莹（Ying Li）|夏金梅（Jinmei Xia）|邵宗泽（Zongze Shao）
