含硫、氮等杂原子的海洋真菌代谢产物分子多样性及其抗肿瘤活性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81673351
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3405.海洋药物
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Marine natural products (MNPs), which attracted considerable attention in recent years, were regarded as one of the most important resources for the discovery of leading compounds for drug development. The antitumor activity is the most important activity for the MNPs, and, according to the data from NIH, the possibility to discover antitumor compounds from marine resources is ten times more that that from terrestrial resources, while four out of seven FDA-approved marine drugs are used for the cancer treatment. We recently isolated and identified a series of structure unique and biological active compounds from marine-derived fungi, with some sulfur- and nitrogen-containing compounds possess in vitro and in vivo activity against small cell lung cancer, none-small cell lung cancer, and hepatic cancer cells. Based on the above work, this project will focus on the investigation of the diversified sulfur- and nitrogen-containing secondary metabolites from marine-derived fungi, by using of stressed cultural fermentation strategies, such as cultivated on nutrition-rich or limited media, on higher or lower level of salt content of the media with different pH values, to active the silented pathway and to induce the fungi to produce the new secondary metabolites with more potent biologically active in a higher yield. The results from this project is hopefully to provide scientific value for the utilization of fungal metabolites for discovery of leading compounds for antitumor research, and the strategies used in this project will provide new insights/methodologies into the research of marine natural products.
海洋天然产物近年来受到广泛重视,是发现新药先导化合物最具潜力的领域之一。抗肿瘤是海洋天然产物最典型的活性类型(据NIH统计,从海洋资源中发现抗肿瘤化合物的几率是陆地资源的十倍,而FDA已批准的7个海洋药物中4个为抗肿瘤药物)。统计数据表明,含硫、氮等杂原子的化合物具有更高的成药性。我们在前期研究中从海洋真菌中鉴定了一系列结构新颖的代谢产物,发现若干含硫、含氮化合物对小细胞肺癌、非小细胞肺癌和肝癌等肿瘤细胞具有显著的抑制活性。拟在前期工作的基础上系统开展海洋真菌中含硫、氮等杂原子的代谢产物分子多样性研究,采用优化培养的策略并通过环境胁迫(富营养与寡营养,高盐与低盐、不同的酸碱度等)和添加不同的硫源、氮源等方式激活其沉默代谢途径,诱导产生结构新颖、活性更强、含量更高的含硫、含氮代谢产物,为抗肿瘤药物先导化合物的发现提供科学依据,为海洋天然产物的学科发展提供新的研究策略与思路方法。

结项摘要

本项目聚焦海洋真菌含硫、含氮代谢产物的发现开展了系统研究工作,采用优化培养的策略并通过环境胁迫和添加不同的硫源、氮源等方式激活海洋真菌的沉默代谢途径,优选菌株MA–92(Penicillium sumatrense)、MA–231(Penicillium brocae)、EN–290(Penicillium oxalicum)、MA-299(Cladosporium cladosporioides )和TK-43(Acrostalagmus luteoalbus)等作为重点研究对象,系统开展了其代谢产物的分子多样性研究,从中共分离鉴定185个单体化合物,其中71个为新化合物(出新率38.4%),含硫、含氮化合物77个(占比41.6%),新骨架化合物3个。对分离获得的代谢产物进行了抗肿瘤活性筛选与评价,若干化合物表现出一定的活性,其中9个化合物具有显著的抗肿瘤活性,尤其是硫代二酮哌嗪类化合物PB6*对卵巢癌细胞的敏感株(A2780 Sens)和耐药株(A2780 CisR)均表现出显著的抑制活性,半数抑制浓度(IC50)分别为660.6和664.2nM,优于阳性对照顺铂的活性(IC50分别为1.67和12.63μM)。另外发现若干化合物具有较强的抗乙酰胆碱酯酶、抗菌等活性。构-效关系研究表明,分子中的二硫桥单元能显著提高二酮哌嗪化合物的抗肿瘤活性。研究结果为海洋真菌含硫含氮天然产物研究提供了重要的实验基础,为进一步的研究利用提供了物质基础和科学依据,为海洋天然产物的学科发展提供新的研究策略与思路方法。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Stereochemical Elucidation of Natural Products from Residual Chemical Shift Anisotropies in a Liquid Crystalline Phase
从液晶相中残留的化学位移各向异性对天然产物进行立体化学解析
  • DOI:
    10.1021/jacs.9b10961
  • 发表时间:
    2020-02-05
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Li, Xiao-Lu;Chi, Lu-Ping;Sun, Han
  • 通讯作者:
    Sun, Han
Three Diketopiperazine Alkaloids with Spirocyclic Skeletons and One Bisthiodiketopiperazine Derivative from the Mangrove-Derived Endophytic Fungus Penicillium brocae MA-231
红树林内生真菌青霉 MA-231 中的三种螺环骨架二酮哌嗪生物碱和一种双硫代二酮哌嗪衍生物
  • DOI:
    10.1021/acs.orglett.6b02620
  • 发表时间:
    2016-10-21
  • 期刊:
    ORGANIC LETTERS
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Meng, Ling-Hong;Wang, Chen-Yin;Wang, Bin-Gui
  • 通讯作者:
    Wang, Bin-Gui
Polyketides from the Mangrove-Derived Endophytic Fungus Cladosporium cladosporioides
来自红树林内生真菌枝孢枝孢的聚酮化合物
  • DOI:
    10.3390/md17050296
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    MARINE DRUGS
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Zhang, Fan-Zhong;Li, Xiao-Ming;Wang, Bin-Gui
  • 通讯作者:
    Wang, Bin-Gui
Isolation and characterization of three pairs of indolediketopiperazine enantiomers containing infrequent N-methoxy substitution from the marine algal-derived endophytic fungus Acrostalagmus luteoalbus TK-43
从海洋藻类内生真菌 Acrostalagmus uteoalbus TK-43 中分离和表征三对含有不常见 N-甲氧基取代的吲哚酮哌嗪对映体
  • DOI:
    10.1016/j.bioorg.2019.103030
  • 发表时间:
    2019-09-01
  • 期刊:
    BIOORGANIC CHEMISTRY
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Cao, Jin;Li, Xiao-Ming;Wang, Bin-Gui
  • 通讯作者:
    Wang, Bin-Gui
Antimicrobial alkaloids produced by the mangrove endophyte Penicillium brocae MA-231 using the OSMAC approach
使用 OSMAC 方法由红树林内生菌 Penicillium brocae MA-231 产生的抗菌生物碱
  • DOI:
    10.1039/c7ra12081h
  • 发表时间:
    2017-01-01
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Meng, Ling-Hong;Li, Xiao-Ming;Wang, Bin-Gui
  • 通讯作者:
    Wang, Bin-Gui

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其他文献

海洋红树林植物卤蕨内生真菌Cladosporium perangustum MA-318 中一个新的链烯酸酐衍生物methylate cordyanhydride A
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  • 发表时间:
    2017
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  • 通讯作者:
    王斌贵
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    --
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  • 期刊:
    海洋科学
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    师彦平;王斌贵;殷帅文;李晓明
  • 通讯作者:
    李晓明

其他文献

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王斌贵的其他基金

深海真菌代谢产物挖掘与抗肿瘤活性研究
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    2020
  • 资助金额:
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基于内共生的松节藻科若干关键海藻次生代谢的藻-菌互作研究
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海洋动物寄生白僵菌Beauveria felina EN-135代谢产物分子多样性与活性研究
  • 批准号:
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  • 项目类别:
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松节藻科海洋红藻若干重要属、种的化学、生物活性与经典分类学基础研究
  • 批准号:
    30530080
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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