致病微生物是导致人们患病的细菌、真菌、病毒和支原体的统称,常常被简称为病原菌或致病菌。当前,多重耐药的病原细菌和病原真菌(超级细菌和超级真菌)的感染,威胁人类社会的健康发展;每年,全球有近100万人死于无法用普通抗生素治疗的细菌感染。且当下病原体耐药性演变空前加快、新型抗生素研发周期过长,现有抗生素的治疗效果大大降低,人类有可能面临无有效抗生素可用的后抗生素时代的到来。2016年至2019年美国疾病控制和预防中心(CDC)连续发布警告,具有多重耐药性的菌株-耳念珠菌(Candida auris)已在全球多处出现,可能会造成致命的感染。
天然产物一直是抗致病微生物药物发现及应用的主要源泉,从植物中提取分离的多种抗菌成分在临床上已有广泛的应用。面临即将到来的后抗生素时代,从天然产物中寻找抗菌化合物或组分具有愈来愈重要的意义。
云南大学化学科学与工程学院罗晓东研究团队面向天然产物学科前沿和地方社会及经济需求,自2018年开始构建天然药物研究与应用转化中心,并建设药用植物、微生物资源库和天然产物化合物库,截至目前为止,通过学校各部门与团队师生的通力合作,目前已建成拥有LC/MS-QTOF、NMR等大型仪器与20000余种化合物与组分库的综合性研究平台。平台以药物化学、药理学为研究基础,通过与生命科学等多学科交叉合作,可完成从活性成分挖掘到抗菌、抗肿瘤等多种活性研究工作,开展天然产物结构与功能的基础研究与应用转化。
最近,团队为寻找抗菌活性高、低毒性和成本的药材组分,对药用植物资源库进行了抗菌活性筛选,仅筛选了400余个组分即找到了抗菌活性良好的石菖蒲(Acorus tatarinowii Schott)天然提取物(60%乙醇段,AT60)并对其物质基础、药效关系和作用机制进行了系统研究。
体内体外活性研究发现AT60具有良好清除白色念珠菌的活性,且在同一药物浓度(51.2 ug/ml),杀菌效果优于市场一线抗真菌药物—氟康唑。AT60为含细辛醚主要活性成分的组合物,经过高分辨质谱QTOF-LC-MS分析,AT60主要由苯丙素类、酚类、倍半萜和二萜类化合物组成。在抗菌活性指导下,分离AT60中的化合物,得到主要抗菌活性成分γ-细辛醚、kmeriol、acotatarone C、α-细辛醚、β-细辛醚、细辛醛;使用LC-MS分析,进一步鉴定到萜类、酚类等25个特征主成分化合物。并系统评价了单体与组合物活性、体内药效,为进一步研究AT60抗菌作用机制,通过代谢组学和荧光染色分析验证,AT60可干扰白色念珠菌PKC合成途径,破坏生物膜形成,抑制菌株增殖。相关成果“Bioguided isolation, identification and activity evaluation of antifungal compounds from Acorus tatarinowii Schott”发表在Journal of Ethnopharmacology,https://doi.org/10.1016/j.jep.2020.113119。
论文的第一作者为博士研究生王兆杰,硕士研究生朱颜燕为共同一作。通讯作者为罗晓东教授。研究工作得到云南省重大科技计划(2019ZF003, 2019FY003004)的资助。
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