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[12〕
〔13〕
【14〕
中国新药杂志 2004 年第 13 卷第 12 期
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1 0 1
.
( 收稿 日期:2004 一 0 5 一 2 5 )
天然产物 T 12 抗真菌作用及其机制研究 ‘
张军东‘ , 陈海生2 , 曹永兵‘ ,徐 铮‘ , 高平辉 ‘ , 阎 澜‘ ,贾鑫明‘ , 姜远英1
(中国人民解放军第二 军医大学药学院 , 1 药理学教研室 ;2 植物化学教研 室 , 上海 20043 3)
〔摘要」 目的 :研究从刺羡幕(Tr 话ul u , te r res t ri : L . ) 分离的一 种皂普类化合物 T 12 的抗真菌作用及机制 。 方
法 :采用微量液基稀释法测定 T 12 体外 M l场。值 ;透射电镜观 察 T 12 对白色念珠菌超微结构的影 响 ;薄层色谱法 、
气质联用色谱法分别研究 T 12 对细胞膜麦角凿醇生物合成通路 的影响 。 结 果 :T 12 具有强的抗真菌活性 , 对 白色
念珠菌的体 外 M ICs 。值为 0 .87拜m 0 1 .L 一 ‘;透射电镜观察 , 可见 T 12 作用后 , 细胞膜多处破裂 , 细胞壁未见明显改变 ;
T 12 对细袍膜麦 角凿醇生物合成通路有明显影响。 结论 :结构新型 、具有强抗菌 活性的 T 12 , 通过影响白色念珠菌
细胞膜麦角凿醇的生物合成发挥抗真菌作用 。
〔关键词 l 杭真菌剂;作用机制;刺羡攀;白色念珠菌 ;皂普类
[中圈分类号] R2 85 .5 ;R2 86 .85 [文献标识码〕A [文章编号 ] 100 3 一 3 7 3 4 ( 2 0 0 4 ) 1 2 一 1 2 1 0 一 0 5
T h e e x P e r i m e n t a l s t u d y o f T 1 2 o n a n t i fu n g
a l a e t i v i t y a n d m e c h a n i s m
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( 1 De P
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Ph arma卿 , S e e o n d M i l i ta 砂 几及J iea l Un ive rs ity , Sh a n gh a i 2 0 0 4 3 3 , Ch i n a )
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, 基金项目:上海市科技发展基础研究基金(02 DJ 14016) ;上海市科技攻关基金 (02 D zl 91 2 0)
一 1110 一
中国新药杂志 2004 年第 13 卷第 12 期
tru e o f 山ndida albica ns treated by T 12 w as observed thro ugh tra nsm ission eleetro n m ieros co pe
(T E M ).In addition , t h e i n h i b i t i o n o f n a t u r a l p ro d u e t T 1 2 t o e r g o s t e ro l b i o s y n t h e s i s i n e e l l m e m b ra n e
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stro y e d b y T 1 2 .T 1 2 in h ib ited th e erg o stero l b io sy n th es is in ee ll m em b ra n e o f C a n d id a a lb iea n s , a n d a
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[K ey w ordsJ antifungal;m eehani sm ;T ribulu: terres tri: L .;众nd艺da a l吞iea n : ; , a p o n i n s
在最近的 20 年 中 , 随着癌症放疗 、化疗和器官
移植患者人数的增加 , 免疫抑制剂和广谱抗生素 的
大量使用 , 以及艾滋病的广泛流行 , 深部真菌感染率
上升了 40 倍〔‘」, 尤其念珠 菌病的发病率 大幅度上
升 ,使抗真菌药物研究工作面临更 紧迫的局面 。 在
过去的近 10 0 年中 , 抗真菌药物研究取得 了一些成
绩 ,但是 ,在经历了近一个世纪的努力后 , 抗真菌药
物研究仍存在许多问题巫待解决 , 如抗菌谱窄 , 不良
反应 严 重 , 尤 其 临 床 检 出 了 大量 的耐 药 真 菌 菌
株 [“】, 因此各国科学家开始致力 于寻找新型 、高效 、
安全的抗真菌新药 。
从天然产物中寻找具有抗真菌活性的天然有效
成分 , 并进一步开发应用成为非常重要 的研究方 向 。
T 1 2 是从刺羡黎 (T ri bulu: terre stri: L .)中分离出
的一种新型抗真菌皂昔类化合物 , 本实验研究 了其
抗真菌作用及作用机制 。
和
1 试剂 、菌株和仪器
R P M I 1640 培养 液 , 沙堡 葡萄糖琼 脂培 养基
(SDA ) , Y E P D 培养液按文献「3] 配制 ;麦角街醇 、羊
毛街醇和角鳖烯对照品(Si gm a) , 分别用环己烷配成
0.25 m g · m L 一 ‘溶液 , 一 2 0 ℃ 保存 ;o .lm ol· L 一 ‘磷酸
盐缓冲液 (P B S , p H 二 7 . 4 ) ;皂化剂 :为新鲜配制的含
15 % N a0 H 的 90 % 乙醇溶液 ;衍生化试剂 1一三 甲基
甲硅烷咪哩 (T M S I , Al d r i e h 公司 );氟康哇 、酮康哩 、
特 比蔡芬由本院有机化学教研室提供 ;两性霉素 B
(si gm a 产 品) , 均用 D M so 配成所需浓度 。
A T C C
株 :白色念珠菌(反ndi da al bi ca n:)A TCC7 6615、 新 生 隐 球 菌 ( Cry PtocOC cu : ne侧肠r-
m a n : )A T C C 3 2 6 0 9 , 由长征医院菌种保存中心赠送 ;
热带 念 珠菌 (山ndi da tro Pica li: )、 近 平 滑念 珠 菌
(山nd ida Pa ra Ps ilos i:)由长海 医院真菌室提供 , 采
自长海医院临床样本 , 并经形态学和生化学鉴定 ;所
有实验用菌株均于沙堡葡萄糖琼脂培养基 (SD A )划
板活化 , 于 35 ℃ 培养 1 周 , 分别挑取单克 隆再次划
板活化 , 取第 2 次所得单克 隆置 SD A 斜面 , 用上述
方法培养后于 4℃保存备用 。
透射电镜 (日立 H 一 5 0 0 型 ) ,
He
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一
p a e k ar d
6 8 9 0 气 一质 联用 仪 (惠普 ) , 高 速冷 冻 离心 机 (H er -
ae us) , M J X 型智能霉菌培养箱 (宁波江南仪器厂 ) ,
T H Z
一 8 2 A 台式恒 温振荡 器 (上 海跃进 医疗器 械
厂 ) , 51 1 型酶标
仪 (上 海第三分析仪器 厂 ) , 紫
外分光光度计 (布鲁克公 司 , Ca ry 1 00 ) 。
2 受试物及分离
T 12 为羡 黎 科羡黎 属 植 物刺茨黎 (T ri bulus
te rre st ri : L .)中提取的皂昔类化合物 , 系刺痰黎全
草粉碎后 , 先用 95 % 乙醇冷浸 3 次 , 将提取液 回收
溶剂得浸膏 I; 再将药材用 60 % 一 70 % 乙醇热 回流
提取 5 次 , 回收溶剂得浸膏 11 ;浸膏 I 、浸膏 n 分别
配成水悬液 , 先用石油醚脱叶绿素和油脂 , 再用氯仿
和水饱和的正丁醇萃取 , 后经大孔树脂 、正反向硅胶
层析 、薄层层析 、 H P L C 等步骤 分离得到 了 T 12 , 结
构为替告皂昔元 一3 一。 一日一 D 一毗喃木糖 (1 ~ 2) 一「p一 D -
毗喃木糖(1 ~ 3)] 一 p 一 D 一毗喃葡萄糖 (1 ~ 4) 一〔。一L 一毗
喃鼠李糖 (1 ~ 2 )] 一 p 一 D 一毗喃半乳糖昔[3] , 见图 1 , 用
D M SO 配成所需浓度 。
R 二 一 p
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图 1 T 12
,
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u一 p 一企xyl
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的化学结构
stru etur e of T 12
3 方法
一 1111 一
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.
1 3 N
o
.
1 2
3
.
1 测定 T 12 的最低抑菌浓度 (M IC )值 微量液
基稀释法〔4J测定 M ICs 。值 。
实验前 , 用接种圈从 4℃ 保存的 SD A 培养基上
挑取 白色念珠菌不 同菌株少量 , 接种至 lm L Y E P D
培养液 , 于 35℃ , 2 5 0 r · m i n 一 ’振荡培养 , 活化 16h , 使
真菌 处 于 指 数 生 长 期 后 期 。 取 该 菌 液 至 lm L
Y E P D 培养液中 , 用上述方 法再次活化 , 16 h 后 , 用
血细胞计数板计数 , 以 R P M I 1640 培养液调整菌液
浓度至 (l x 103一 5 x lo 3 )个 · m L 一 ’。
结果判定时 , 与对照孔 比 , 以吸收度值下降至对
照孔 80 % 以 上 的 最 低 浓 度孔 中 的药 物 浓 度 为
M ICs 。( 即真菌生 长 80 % 被抑 制 时的药 物 浓度 ) 。
M I Cs
。值高于最高浓 度 222拌m ol · L 一 ‘时 , 计为 “ >
2 2 2 拌m o l · L 一 ‘” ; M I CS 。值为最低浓度 0 .43拜m o l · L 一 ‘
或在 最低 浓度 以下时 , 不作区别 , 均计为 “镇0 .43
拌m ol. L 一 ‘”
。 上 述 实 验 均 平 行 操作 2 一 3 次 , 当
M ICs 。值能准确重复或只差 1 个浓度梯度时才被接
受 , 并 以较高浓度作为 M l场。值〔’〕;当 M l场。值相差
2 个浓度梯度以上时 , 则需重新实验 , 直到符合要求
为止 。
3
.
2 透射 电镜观察 T 12 对 白色念珠菌超微结构 的
影响 [’] 10 0 m L 白色念珠菌细胞培养液与 T 12 共
培养 16 h 后 , 加戊二醛 , 使戊二 醛终浓度为 2 .5 % ,
然后用 0 .45拼m 滤器过滤 , 滤液弃 去 , 以含有 2.5 %
戊二 醛 的 BB S 溶液 (0 .ogmo l
·
L
一 ‘K e l , 0
.
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·
L
一 ’醋酸镁 , 0 . 0 5
mo
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·
L
一 ‘磷酸缓冲液 , p H 6 . 2) 覆盖
白色念珠菌细胞 20m in , 随后重悬细胞 , 8 0 00 X g 离
心 Zm in , 连续 4 次 ;随后用 1% 饿 酸 固定 , 脱水 , 包
埋 ,切片 , 染色 , 日立 H 一 8 00 型透射电镜观察 。
3
.
3 薄层色谱法 (T L C )研究 T12 对真菌麦角留醇
生物合成的影响 色谱和扫描条件:展开剂 为环 己
烷一乙 酸乙醋(4 :1) , 蒸汽饱和 30 m in ,展开 scm ;显色
剂为 10 % 硫酸乙醇溶液喷雾 , 1 10 ℃显色 60 m in 。
取白色念珠菌 (A T CC 766 15) 接种于 SD A 斜面 ,
3 5 ℃活化 1 周后再接种于 Y E P D 培养液 中 , 35 ℃ ,
2 5 0
r
·
m in
一 ’振荡培养 16 h , 活化 2 次 , 使其处于指
数生长期后期 , 用 Y E P D 培 养液 调整真菌浓度 至
5 x 108 · m L 一 l , 取 菌液 Zm L 于 250m L 锥形 瓶 , 加
Y E P D 培养 液 98 m L , 不 同浓 度 D M SO 药 物溶液
10 0拜L , 使 反 应 液 中 D M SO 浓 度 不 超 过 0. 1 % 。
35 ℃ , 20 0 r · m in 一 ‘振荡培养 24 h 后用血细胞计数板
计数 。 2 0 0 0 丫 g 离心 sm in , P B s 洗涤 2 次至上清液
无色 ,去上清 , 称各菌湿重 。 精密称取湿菌约 0.59 ,
加 PB S 2.sm L 和皂化剂 6m L , 混 匀 , 80 ℃水浴皂化
一 1112 一
中国新药杂志 2004 年第 13 卷第 12 期
6 0而n 。 加石油醚 (沸程 30 一60℃ )6n 1L 提取 3 次 , 合
并提取液 ,加水 61nL 洗涤 , 醚层于 60 ℃ 水浴挥干 , 得
未皂化脂(non‘a po nl f i a b l e h p此 ,邓此)[7] , 加环己烷使
溶液体积为 IlnL .g 一 ’湿菌 ,点板 , 展开 ,显色。
3
.
4 气质联用 (G c 一M S) 研究 T 12 对真菌麦角凿醇
生物合成的影响 色谱条件 二H P 5 0 ( 50 % 苯基 一50 %
甲基 聚硅氧烷 交联 柱 , 3 o m X 0 . 2 5 m m , 0 . 2 5 拌m ) 。
柱温 :程序升温 150 一 2 90 ℃ , 起 始 温度 150℃ , 按
巧℃ · mi n 一 ‘升至 290 ℃ 恒定 ;检测器温度 280 ℃ ;进
样口 温度 270 ℃ ;柱头压 35 kPa; 载气 :氦气 , 流速
lm L. m in 一 ‘;进样量 :0 .5拌L; 分流 比为 100 :1 。 利用
气 一质联用仪计算机 的 N B S 谱库自动检索各组分的
质谱数据 , 确定结构 。
将上述 (3 .3 项 )得到的未皂化脂环 己烷溶液各
取 200拜L 于 1.sm L 离心管 中 , 于氮气下吹干后 , 加
硅烷化试剂 T M SI 30产L 混 匀后置于 30 ℃保温箱中
反应 24h 后 , 用氮气吹去残余衍生化试剂 ,再精密加
人氯仿 100拌L , 充分混匀溶解 , 直接进样 0 .5产L ,
GC
-
M S 分析测定[“] 。
结 果
1 T iZ 的 M l场。值
科2具 有 强抗 真 菌活 性 , 对 白色 念珠 菌 体 外
M l蝙值为 0 .87 拼mo l.L 一 ‘;对新生隐球菌也有强的抗
真菌活性 , 体外 M l偏。值为 1.74 拜mol
·
L
一 ‘;对热带念
珠菌 、近平滑念珠菌未见抗菌活性 。 结果见
1。
表 1 T 12 对 4 种真 菌的 M l公。值
T ab 1 M IC :. value of T 12 aga ins t the
dif众re n t fun g i tested
样 品 白色念珠菌 新生 隐球菌 热带念珠菌
拜n 10 1 · L 一 l
近平滑念珠菌
T 12
氟康哇
酮康哇
特比蔡酚
两性霉素 B
0.87 1.74
3.27 1.63
0 .12 0 .23
54 .98 13.74
0.54 0.27
> 222 .00
1.63
0 .23
109 .96
1.08
> 222.00
13.07
0 .47
54 .98
2.16
2 透射电镜观察 n Z 对白色念珠菌超微结构的影响
白色念珠菌对照菌的超微结构中 , 细胞膜 、细胞
壁光滑完整 , 核区清晰 ;氟康哇作用后细胞壁仍然完
整 , 但部分细胞膜皱缩 ;T 12 作用后细胞壁完整 , 但
细胞膜多处明显皱缩 。
3 T L C 研究 T 12 对真菌麦角留醇生物合成的影响
薄层展开图中 , 对照菌株的角鳖烯 、麦角街醇展
开点较大 , 羊毛街醇几乎未见 ;氟康哩作用后麦角街
醇含量减少 , 麦角 街醇生物合成通路的上游成 分羊
毛街醇 、角鳖烯含量积累 ;T 12 作用后麦角街醇含量
显著下降 , 羊毛街醇累积 , 特别在 Rf 二 0 . 87 位 置出
,
VO
I
·
1 3
No
·
1 2
现一个新 的展开点 , 结果提示 T 12 影响了麦角幽醇
的生物合成 。
4 G G M S 研究 n Z 对真菌麦角街醉生物合成的影响
白色念珠菌对照菌色谱图 中 , 麦角 菌醇含量较
多 ,羊毛街醇含量较少 , 见 图 2;T 12 色谱图见 图 3 ,
麦角菌醇含量明显减少 , 羊毛菌醇含量增加 , 同时在
R t二 19 . 53 7 m in 处 出现一个新的展开点 , 经检索知
该化合物为 9 , 1 9 一 e y e l o l a no s t a n 一3 一0 1 , 结构式见图 4 ,
未见文献报道该化合物出现在 白色念珠菌细胞膜成
分中 。
a :麦角幽醉 , b : 羊毛 幽醇
图 2 白色念珠菌气相色谱图
Fig 2 G C analysis of co ntrOI 山耐i由 alb ica ns
}’尹
。:麦角街醇 , b: 羊毛菌醉 , 。 :9 , 1 9 一 c yc lo la ~ ~ 3
一
ol
图 3 T 12 作用后的白色念珠菌气相色谱图
Fi g 3 G C an alysis of 山nd 诬内 al bi ca ns trea ted 妙 T 12
图 4 9 , 1 9 一e y e lo l
anos
t a n
一
3
一 0 1 的化学结构
Fi g 4 C he 而cal st ruc tu re of g , 1 9 一c yc lol ~ st 阴
一
3
一
ol
中国新药杂志 20 04 年第 13 卷第 12 期
效 、低毒 的抗真菌新药仍然是摆在科学家面前的一
大难题 。
目前 , 从天然产物中寻找新的抗真菌药物已成
为重要的研究方向 , 皂昔类化合物在植物中存在广
泛 , 在临床上应用也较多 。 文献[’o 一 ‘3] 报 道很多皂
昔类化合物具有抗真菌作用 , 皂昔类化合物已成为
抗真菌天然产物研究 的一个方向 , 但目前仍未找到
作用理想的化合物 , 对其作用机制 的研究更少 。
从微量液基稀释法结果可知 , T 12 对临床最常
见的白色念珠菌具有很 强的抗菌作用 , M I Cs 。值为
0 .87 拌mo l · L 一 ‘;透射电镜结果提示 T 12 对 白色念珠
菌细胞膜有明显影响 ;T L C 和 G C 结果说明 T 12 主
要作用于白色念珠菌细胞膜麦角 幽醇合成通路 , 抑
制麦角街醇的生物合成 , 而麦角苗醇对于维持真菌
细胞膜的流动性和通透性有重要作用 , 同时在 T 12
作用下麦角街醇生物合成通路上游成分羊毛幽醇累
积 , 菌醇生物合成通路的反应也发生变化 , 产生一个
新的化合物 9 , 1 9 一 。y e l o l a no s t a n 一 3 一0 1 , 从而使真菌细
胞膜破坏 , 通透性增加 , 内容物外泄 , 发挥其抗真菌
作用 。
有意义的是 T 12 是皂昔类化合物 , 而现在研究
较多的抗真菌药是哇类 、烯丙胺类化合物 ,但由于临
床上对哇类 、烯丙胺类化合物耐药真菌的不断检 出 ,
越来越多的科研和临床工作者意识到寻找具有新结
构类型的抗真菌药的重要性 , 我们研究的 T 12 与现
在所研究的抗真菌药有截然不同的化学结构 , 研究
结果提示应该继续研究这类化合物的抗真菌活性及
机制 , 为结构改造和进一步的化学合成奠定基础 , 以
期开发 出高效低毒 、适于临床的新药 , 解决困扰临床
的真菌耐药问题 。
[ 作者简介1 张军东(19 71 一 ) , 男 , 讲师 , 主要从事抗真菌药
物药理学研究 。
[ 通讯作者」 姜远英(1% 3 一 ) , 男 , 教授 , 博士 生导师 , 主要
从事化疗药物药理 学研 究 。 联系电话 :(0 21 )2 50 70 37 1 , D
m ail
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。 陈海生(1951 一 ) , 男 , 教授 ,
博士 生 导师 , 主 要 从事植物化学研 究 。 联系 电话 :( 02 1 )
2 50 70 387 , E 一 m a i l :
hai
s
h en 罗@ ho tm ail.eom 。
讨 论
近年来 , 白色念珠 菌感染率急剧上升川 , 白色
念珠菌感染正 日益成为一种常见病 、多发病 , 并已成
为引起这类疾病患者死亡 的主要 原因[9] , 但临床可
选择的抗真菌药很少 , 且抗菌谱窄 , 不 良反应严重 ,
特别临床检 出了大量耐药菌株 , 因此寻找广谱 、高
参 考 文 献
廖万清 , 吴绍熙 .真菌病研究进展【M ].上海 :第二军 医大学出
版社 , 1 9 9 8 . 1 1 一 1 2 .
W hi te T C , M a rr K A
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中国新药杂志 2004 年第 13 卷第 12 期
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7 5
一 8 1 .
(收稿 日期:2004 一 0 7 一 2 0 )
司氟沙星 C H L 细胞体外染色体畸变试验
刘 尚裕 , 宋坤改 ,林赴 田 , 郭惠元
(中国医学科学院 中国协和医科大学医药生物技术研究所 , 北京 100050)
〔摘要1 目的:检测 司 氟沙星 对 CH L 细胞染色体致畸变作 用 。 方 法 :用 体外方法检测 司氟沙星在23.63 一
189 .00 阳 · m L 一 ‘浓度范围内 , 代谢活化组 (含 场m ix) 及 非活化组 (不含 易m ix) CHL 细胞 的染色体畸变率 。 结果 :司
氟沙星的代谢 活化组 (含肠mi x) 及非活化组 (不含氏m ix) 的染色体畸变率均低于 5 % 。 结论 :司氟沙 星对 CH L 细胞
染色体畸变实验结果为阴性 。
〔关键词』 司氟沙星 ;中国仓鼠肺细胞;染色体畸变
[中图分类号〕R 965 .3 ;R 978 [文献标识码〕A [文章编号〕1003 一 3 7 3 4 ( 2 0 0 4 ) 1 2 一 1 1 1 4 一 0 3
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v al u a t e d
. R e su l t s : S p ar fl o x a e i n a e h ie v e d a e h r o mo
s o m e ab e r r a t i o n o f l e s s t h a n s % i n t h e p r e s e n e e a n d
a b s e n e e o f 易m ix .C onclusion :Sparfloxaein h as not demo nstra ted effeets on 。h r o m os o m e a b e r r a t i o n
.
[ K e y w o 川s] sparflox aein ;ehinese h am ster lun g eell;ehrom
oso m e aberr ation
司氟沙星 (sP 耐lo xac in , S P L X ) 化学名为 5一氨
基 一1 一环丙基 一6 , 8 一二 氟一 1 , 4 一二 氢一7 一 ( 顺一 3 , 5 一二 甲基
呢嗓基一 1) 一 4 一氧哇琳一 3 一竣酸〔‘〕, 是新 唆诺酮类合成
抗生素 。 本药抗菌谱广 , 抗菌活性强 , 对 G + , G 一 及
一 1114 一
厌氧菌均有很强的抗菌作用 , 对现有新喳诺酮类药
物作用弱的肺炎链球菌 、支原体 、衣原体 、军团菌 、结
核杆菌及非典型抗酸菌等也显示 出强大 的抗 菌活
性[2j ;其消化道 吸收及 组织分布 良好 , 消 除半衰期