丁 衍，蘇雨欣，龐啟華

廣東省藥食生物資源加工及綜合利用工程技術(shù)研究中心 華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣州 510631

放線菌(actinomycete)是一類革蘭氏陽性菌，隸屬放線菌門。放線菌與人類關(guān)系密切，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在已知的超過33500種的微生物次生代謝產(chǎn)物中，40%以上由放線菌產(chǎn)生[1]，已發(fā)現(xiàn)的天然抗生素中，70%以上來源于放線菌[2]，如慶大霉素、紅霉素、頭孢菌素和利福霉素等。此外，一些放線菌的次級(jí)代謝產(chǎn)物還在臨床上作為抗腫瘤藥物，如蒽環(huán)類(阿霉素)、肽類(博來霉素和放線菌素D)等[3]。主要的藥用放線菌包括鏈霉菌(Streptomyces)、小單孢菌(Micromonospora)、紅球菌(Rhodococcus)等。研究表明，大部分藥用放線菌來源于鏈霉菌屬，大約7 600種化合物是由鏈霉菌產(chǎn)生的，這使得鏈霉菌成為制藥工業(yè)的主要生產(chǎn)微生物[4]。隨著抗生素的過度使用和病原體耐藥性的出現(xiàn)，尋找新的抗生素成為藥物研究的重要目標(biāo)之一。20世紀(jì)60年代以來，人們將藥物研發(fā)的關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)向海洋[5]。由于海洋獨(dú)特的生存環(huán)境，如高壓、低溫、缺乏光照以及不同的鹽度和氧濃度[6]，使海洋放線菌產(chǎn)生了特有的活性代謝產(chǎn)物，為藥物開發(fā)提供了新資源[7]。本文以種屬為主線對(duì)2015年以來報(bào)道的具有抗腫瘤活性代謝物的海洋放線菌進(jìn)行綜述(表1)。

1 鏈霉菌屬

鏈霉菌屬種類豐富、分布廣泛，據(jù)2011年統(tǒng)計(jì)，該屬包含560多個(gè)生效發(fā)表種、38個(gè)亞種[8]，利用鏈霉菌生產(chǎn)了大量的抗生素，如紅霉素、鏈霉素和四環(huán)素等，鏈霉菌在海洋放線菌中占據(jù)了重要的地位。

鏈霉菌屬放線菌大部分來源于海洋沉積物。角環(huán)素類(angucyclinone)化合物是眾多鏈霉菌活性物質(zhì)中的一種，角環(huán)素糖苷是由糖與一個(gè)含苯并蒽醌的四環(huán)骨架組成，糖基與四環(huán)以碳碳鍵連接[9]。結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系(SAR)研究表明，角環(huán)素糖苷類(angucycline glycosides)化合物的二糖部分中酮基和C-2″-O-C-3′的連接對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制起決定性作用[10]。Song等[10]、Zhu等[11]和Lai等[12]均從鏈霉菌中分離出角環(huán)素糖苷類化合物，分別命名為marangucycline B(1)、grincamycin H(2)、grincamycin J(3)(圖1)?；衔?對(duì)肺癌細(xì)胞(A594)、鼻咽癌細(xì)胞(CNE2)、肝癌細(xì)胞(HepG2)和乳腺癌細(xì)胞(MCF-7)均有抑制作用，IC50在0.24～0.56 μmol/L之間；化合物2對(duì)人外周血白血病T細(xì)胞(Jurkat)增殖有抑制作用，IC50為3.0 μmol/L；化合物3對(duì)乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-435、MDA-MB-231)、肺癌細(xì)胞(NCI-H460)、結(jié)腸癌細(xì)胞(HCT116)和HepG2以及人正常乳腺上皮細(xì)胞(MCF10A)顯示出細(xì)胞毒性，IC50在0.4～6.9 μmol/L之間。另外，從中國膠州灣沉積物分離的菌株S.griseusM268中獲得角環(huán)素類化合物grisemycin(4)，該化合物是第一次發(fā)現(xiàn)具有醚橋且含硫的角環(huán)素類化合物，對(duì)早幼粒白血病細(xì)胞(HL-60)的IC50為31.54 μmol/L[13]。

肽類化合物(peptides)由氨基酸通過肽鍵相連而成，可通過破壞腫瘤細(xì)胞膜脂肪酸、陽離子載體或離子通道的形成等方式，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞膜滲漏孔道的形成，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[14]。有研究報(bào)道從海洋沉積物的鏈霉菌中分離出肽類活性物質(zhì)，它們對(duì)腫瘤細(xì)胞的IC50普遍較低，顯示出較強(qiáng)的抑制作用。Aftab等[14]從菌株SSA 13發(fā)酵液中獲得環(huán)狀脂肽iturin A6(5)，這是首次從鏈霉菌中得到有抗腫瘤活性的iturin家族成員，它對(duì)宮頸癌細(xì)胞(HeLa)、MCF-7和HepG2顯示出抗腫瘤活性，IC50分別為1.73±0.9、6.44±0.6和8.9±1.09 μg/ mL；Wang等[15]從菌株S.heliomycini中分離出放線菌素X2(6)，對(duì)MCF-7、人慢性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞(K562)和肺癌細(xì)胞(A549)的IC50在0.8～1.8 nmol/L之間，但對(duì)人正常肝細(xì)胞(L02)的毒性較低。從印度欽納穆塔姆海岸(Chinnamuttam)海洋沉積物的菌株ICN19中分離出肽類化合物ala-geninthiocin(7)，對(duì)A549的IC50為6 nmol/L[16]。除了海洋沉積物之外，研究者還從海綿Gelliodescarnosa來源的鏈霉菌LS298中發(fā)現(xiàn)了肽類抗腫瘤活性物質(zhì)，1個(gè)新的棘霉素quinomycin G(8)，對(duì)Jurkat細(xì)胞的IC50為0.414 μmol/L[17]。從中國三亞海岸采集的海綿來源菌株S.spongiicolaHNM0071T的發(fā)酵液中分離出肽類化合物棘霉素，該研究還首次報(bào)道了來自海綿的放線菌的全基因組序列[18]。

圖1 化合物1～8的結(jié)構(gòu)Fig.1 Structures of compounds 1-8

吲哚并咔唑(indolocarbazole)是咔唑的衍生物，此類化合物含有吲哚環(huán)與咔唑環(huán)稠合的基本骨架，因其可變的化學(xué)結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的生物活性在化學(xué)和生物領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注[19]。從浙江省洞頭縣海洋沉積物里的鏈霉菌菌株A68，以及其利福平抗性突變株R-M1的發(fā)酵液中分離純化出3個(gè)新型吲哚并咔唑類似物(indolocarbazole analogues)(9～11)(圖2)，它們對(duì)PKCα、ROCK II和BTK均表現(xiàn)出較強(qiáng)的激酶抑制活性，IC50在0.17～3.24 μmol/L之間，此外，它們均對(duì)前列腺癌細(xì)胞(PC-3)有抑制作用，IC50分別為0.80、6.2和1.5 μmol/L[20]。

生物堿(alkaloids)大多為復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且含氮，星形孢菌素是一種具有吲哚并咔唑結(jié)構(gòu)的生物堿[21]。從浙江省寧波市海洋沉積物中獲得的菌株NB-A13里分離出5個(gè)新的(12～16)和8個(gè)已知的(17～24)星形孢菌素衍生物，其中化合物12～16，18～24對(duì)PC-3和人結(jié)腸癌細(xì)胞(SW620)表現(xiàn)出細(xì)胞毒性，IC50的范圍是0.02～16.60 μmol/L，除此之外，化合物12～17還表現(xiàn)出對(duì)蛋白激酶PKC-θ有抑制作用，IC50在0.06～9.43 μmol/L之間[22]。Davies-Bolorunduro等[23]從拉各斯瀉湖(Lagos Lagoon)沉積物來源的菌株S.bingchenggensisULS14中獲得了2個(gè)抗腫瘤化合物，命名為ULDF4(25)和ULDF5(26)，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)均與星形孢菌素相似，對(duì)HeLa、胃癌細(xì)胞(AGS)、MCF-7、K562、HL-60表現(xiàn)出抗癌活性，IC50范圍為0.030～4.4 mg/mL。

抗霉素是一種天然的生物堿類抗生素，紅樹林來源的鏈霉菌菌株THS-55含有4個(gè)新抗霉素antimycin E-H(27～30)，均由一個(gè)與3-甲酰胺基水楊酸單元相連的大環(huán)組成，它們對(duì)HPV感染的HeLa的IC50的范圍為0.8～13.8 μmol/L[24]。紅樹林的鏈霉菌菌株CHQ-64產(chǎn)生殺粉蝶素F(piericidin F，31)，對(duì)HeLa的IC50為0.003 μmol/L，此外，它還對(duì)急性早幼粒細(xì)胞白血病細(xì)胞(NB4)、A549和肺癌細(xì)胞(H1975)顯示出抑制作用，IC50分別為0.037、0.56和0.49 μmol/L[25]。Che等[26]從中國西沙海域的海綿來源的菌株CHQ-64中分離出化合物drimentine I(32)，1個(gè)新型雜合異戊二烯生物堿，分子結(jié)構(gòu)里具有通過兩個(gè)橋聯(lián)形成的罕見的七環(huán)骨架，其對(duì)HeLa的IC50為16.73 μmol/L。

圖2 化合物9～32的結(jié)構(gòu)Fig.2 Structures of compounds 9-32

大環(huán)內(nèi)酯類(macrolides)化合物的分子結(jié)構(gòu)由12～16碳內(nèi)酯環(huán)以及配糖體組成[21]，通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合腫瘤細(xì)胞耐藥基因的代謝產(chǎn)物P-糖蛋白，抑制腫瘤細(xì)胞粘附能力，增加細(xì)胞因子的抗癌活性等機(jī)制，產(chǎn)生抗癌活性[27]。從紅樹林來源鏈霉菌中分離出1個(gè)新洋橄欖葉素衍生物halichoblelide D(33)(圖3)，對(duì)HeLa和MCF-7的IC50分別為0.30 μmol/L和0.33 μmol/L[28]。不少來源于海洋動(dòng)植物的鏈霉菌中也分離出大環(huán)內(nèi)酯類化合物，Braa等[29]在坎塔布連海海藻Ulvasp.來源的菌株S.althioticusMSM3中分離出了1個(gè)新型沙漠霉素(desertomycin)：沙漠霉素G(34)，對(duì)MCF-7、A549以及結(jié)腸癌細(xì)胞(DLD-1)的IC50范圍在3.8～8.7 μmol/L。研究者從海藻來源菌株HZP-2216E的浸提物中獲得2個(gè)巴弗洛霉素(bafilomycins)，分別命名為21,22-en-bafilomycin D(35)和21,22-en-9-hydroxybafilomycin D(36)，它們對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞U251和C6的IC50在0.12～1.08 μmol/L之間[30]。

Pérez等[31]從太平洋瓜達(dá)魯普島的多毛動(dòng)物中獲得菌株GUA-06-05-006A，從其培養(yǎng)液中分離出2個(gè)新的大環(huán)內(nèi)酯類化合物PM100117(37)和PM100118(38)，這2個(gè)化合物側(cè)鏈含有3種脫氧糖和1,4-萘醌生色團(tuán)，對(duì)腫瘤細(xì)胞的不同抑制作用可歸因于側(cè)鏈上存在的不同糖單位，它們對(duì)A549、MDA-MB-231和結(jié)腸癌細(xì)胞(HT29)的IC50范圍在0.7～9.2 μmol/L。Hu等[32]分離出3個(gè)新型尼菲霉素(niphimycin)，分別命名為niphimycin C(39)、niphimycin E(40)和17-O-methylniphimycin(41)，它們對(duì)HeLa細(xì)胞的IC50范圍是3.0～9.0 μmol/L。

圖3 化合物33～41的結(jié)構(gòu)Fig.3 Structures of compounds 33-41

除了大環(huán)內(nèi)酯之外，研究者從紅樹林來源的菌株S.antibioticussp.H12-15中分離出2個(gè)新的苯甲酰胺類九元環(huán)雙內(nèi)酯類(benzamido nine-membered dilactones)化合物neoantimycins A(42)和neoantimycins B(43)(圖4)，它們是首次發(fā)現(xiàn)經(jīng)修飾的天然來源抗霉素A(ANTs)，對(duì)人神經(jīng)癌細(xì)胞(SF-268)的IC50分別為33.6和41.6 μg/mL[33]。Chen等[34]獲得紅樹林來源鏈霉菌的苯酚酯類化合物(phenol ester)bagremycin B(44)和新化合物bagremycin C(45)，化合物44具有N-乙?；?(S)-半胱氨酸結(jié)構(gòu)，化合物45對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞(U87MG)有絲分裂的G0/G1周期有抑制作用。它們對(duì)U87MG、U251、SHG44和C6四種膠質(zhì)瘤細(xì)胞的IC50分別在7.3～13.3 μmol/L和2.2～6.4 μmol/L范圍內(nèi)。

二酮哌嗪類(diketopiperazines)化合物為環(huán)二肽結(jié)構(gòu)，即兩個(gè)氨基酸縮合而成的最小的環(huán)肽，且具有穩(wěn)定的六元環(huán)骨架[35]，該類化合物可通過抑制腫瘤細(xì)胞有絲分裂M周期[36]、抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)化酶Ⅱ活性[37]、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等機(jī)制來抑制腫瘤[38]。Qu等[39]從煙臺(tái)逛蕩河入海口沉積物來源的菌株223中分離到1個(gè)新型二酮哌嗪類化合物，鑒定為(3S)-(1,4)-二甲基-3-異丙基-(2,5)二酮哌嗪(46)，對(duì)HeLa細(xì)胞的IC50為18.7 μmol/L。

萜類(terpenoids)化合物由異戊二烯或異戊烷單元組成[21]，在致癌的起始階段可防止致癌物與DNA的相互作用，在促進(jìn)階段可抑制癌細(xì)胞的發(fā)育和遷移[40]。Martucci等[41]在美國舊金山灣潮灘沉積物中分離得到的菌株CNQ509中獲得2個(gè)新的萜類化合物naphthablins B(47)和C(48)，在濃度為33 μmol/L時(shí)，對(duì)HeLa細(xì)胞的抑制率分別為25%和32%。

醌類(quinones)化合物是具有不飽和的環(huán)二酮結(jié)構(gòu)或容易轉(zhuǎn)變成該結(jié)構(gòu)的天然有機(jī)成分[21]，該類化合物可作用于腫瘤細(xì)胞DNA，如產(chǎn)生自由基導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞DNA損傷、DNA烷基化、DNA交聯(lián)或抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶II的活性[42]。從海洋沉積物來源鏈霉菌分離的并四苯醌類化合物sharkquinone(49)，在10 μmol/L時(shí)能減少AGS對(duì)腫瘤壞死因子誘導(dǎo)的凋亡配體(TRAIL)的抗性，對(duì)AGS的IC50為7.3 μmol/L[43]。除此之外，研究者從中國西沙海域的海綿分離的菌株HDN-10-293中分離出醌類化合物naquihexcins A(50)，化合物50結(jié)構(gòu)中具有不飽和己糖醛酸，可抑制對(duì)阿霉素具耐藥性的人乳腺癌細(xì)胞(MCF-7 ADM)的增殖，IC50為16.1 μmol/L[44]。

從鏈霉菌中還獲得了其它化合物，如從地中海海綿來源菌株SBT345中分離出1個(gè)新的吩惡嗪類化合物(phenoxazin)strepoxazine A(51)，它對(duì)HL-60的IC50為8.3 μmol/L[45]。從菌株H74-21獲得的化合物streptomyceamide C(52)，對(duì)MCF-7的IC50為27.0 μmol/L[46]。有報(bào)道顯示，一些鏈霉菌含有的活性物質(zhì)，比現(xiàn)有的抗癌藥物具有更佳的抗癌效果。El-Naggar等[47]從埃及亞歷山大港西部分離了菌株AMS11，其培養(yǎng)上清液對(duì)HepG2的IC50為1.24±0.56 μmol/L，比治療肝癌的常用藥物5-氟尿嘧啶顯示更強(qiáng)的抗癌效果。

圖4 化合物42～52的結(jié)構(gòu)Fig.4 Structures of compounds 42-52

2 稀有放線菌

稀有放線菌是鏈霉菌屬以外種類較少的放線菌類群。其中，小單孢菌屬的分離頻率僅次于鏈霉菌屬，是一類好氧、不抗酸的革蘭氏陽性菌，能產(chǎn)生慶大霉素等抗生素。據(jù)2017年統(tǒng)計(jì)，該屬共有72個(gè)種和7個(gè)亞種[48]。Gong等[49]從小單孢菌株MicromonosporacarbonaceaLS276的發(fā)酵液中分離出2個(gè)spirotetronate糖苷類化合物tetrocarcin A(53)和arisostatin A(54)(圖5)，spirotetronate類化合物是由一個(gè)螺原子相連的兩個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)組成[50]，化合物53、54對(duì)HepG2、HCT116、A549和人胃癌細(xì)胞(BGC823)的IC50范圍為5.33～19.7 μmol/L，此外它們對(duì)U87MG的IC50分別為0.50和2.42 μmol/L。Sarmiento-Vizcaíno等[51]從坎塔布里亞海阿維峽谷2000米深海沉積物來源的小單孢菌株M.matsumotoenseM-412中分離出保洛霉素G(55)，這是首次從小單孢菌屬菌種中分離出保洛霉素(paulomycin)的家族成員。化合物55對(duì)HepG2、MCF-7和人胰腺癌細(xì)胞(MIAPaCa-2)均具有細(xì)胞毒性，IC50在1.46～4.72 μmol/L之間。

從中國東海岸土壤來源的小單孢菌菌株FIM05328中分離出1個(gè)新的大環(huán)內(nèi)酰胺(macrolactams)化合物FW05328-1(56)，大環(huán)內(nèi)酰胺類化合物是十二元環(huán)及以上且含有一個(gè)或多個(gè)酰胺鍵的化合物[52]，化合物56對(duì)人食道癌細(xì)胞(EC109)具有很強(qiáng)的抑制作用，IC50為0.000 20 μmol/L[53]。梅顯貴等[54]從山東威海的海泥中得到異壁放線菌菌株ActinoalloteichuscyanogriseusWH1-2216-6，從其浸提物中獲得1個(gè)新的多環(huán)稠合大環(huán)內(nèi)酰胺類化合物(polycyclic tetramate macrolactams，PTMs)16-hydroxymaltophilin(57)，PTMs結(jié)構(gòu)由大環(huán)內(nèi)酰胺環(huán)(macrolactam ring)和多環(huán)稠合的三環(huán)結(jié)構(gòu)(carbocyclic ring)組成[55]，化合物57對(duì)HCT116、MCF-7、Jurkat細(xì)胞、人胰腺癌細(xì)胞(BXPC-3、PANC-1)以及L02的IC50在24.3～29.9 μmol/L范圍內(nèi)。

聚酮類(polyketides)化合物是一類由低級(jí)羧酸通過脫羧反應(yīng)形成的聚酮鏈骨架,經(jīng)過環(huán)化，芳香化或與脫氧糖等結(jié)構(gòu)單位連接而形成的化合物[56]。Yang等[57]從日本Sagami海灣800 m深海水來源的野野村氏菌菌株AKA32中分離出1個(gè)新的聚酮類化合物akazamicin(58)和2個(gè)已知化合物actinofuranone C(59)、N-formylanthranilic acid(60)，它們對(duì)小鼠黑色素瘤細(xì)胞株(B16)的IC50分別為1.7、1.2和25 μmol/L。從中國大連黑石礁海灣沉積物里的糖絲菌屬菌株10-10中提取出新的聚酮類化合物saccharothrixone D(61)，對(duì)HepG2的IC50為7.5 μmol/L[58]。

據(jù)報(bào)道，從中國廣東汕尾海參Holothuriamoebii泄殖腔中獲得的假諾卡氏菌菌株HS7的浸提物中分離出一個(gè)新的大環(huán)內(nèi)酯類化合物curvularin-7-O-α-D-glucopyranside(62)，具有α-D-吡喃葡萄糖取代基。該化合物對(duì)U251、結(jié)腸癌細(xì)胞(SW620、HCT-15)都表現(xiàn)出細(xì)胞毒性，IC50在20.8～32.2 μmol/L之間，另外還分離出2個(gè)已知化合物(11S,15R)-11-hydroxycurvularin(63)、(11R,15)-11-hydroxycurvularin(64)、trans-dehydrocurvularin(65)、curvularin(66)，以及2個(gè)化合物curvularin的酰基產(chǎn)物(67和68)(圖6)，化合物62～65、67、68對(duì)SW620、HCT-15以及膠質(zhì)瘤細(xì)胞C6、U87MG、SHG-44、U251均表現(xiàn)出抑制作用，其中化合物65表現(xiàn)出較強(qiáng)的細(xì)胞毒性，IC50值在0.59～3.39 μmol/L之間[59]。

圖5 化合物53～62的結(jié)構(gòu)Fig.5 Structures of compounds 53-62

在巴西圣彼得和圣保羅群島沉積物來源的馬杜拉放線菌菌株BRA 177的乙酸乙酯粗提物中分離出3個(gè)紅色素類(red pigments)化合物nonylprodigiosin(69)、cyclononylprodigiosin(70)和methylcyclooctilprodigiosin(71)，它們對(duì)HCT116、MCF-7、黑色素瘤細(xì)胞(SK-Mel-147)、人胚肺成纖維細(xì)胞(MRC-5)等的IC50范圍為0.26～4.25 μmol/L[60]。

Sun等[61]從深海沉積物來源的擬諾卡氏菌菌株YIM M13066中分離出2個(gè)新的二酮哌嗪類化合物nocazine F(72)和nocazine G(73)，它們對(duì)U251、MCF-7、肺癌細(xì)胞(H1299)、HeLa、PC-3和人肝正常細(xì)胞(HL7702)均有抑制作用，除了nocazine G對(duì)U251的IC50大于40 μmol/L之外，nocazine F和nocazine G對(duì)其它腫瘤細(xì)胞均有較強(qiáng)的抑制作用，IC50值在2.60～22.5 μmol/L范圍內(nèi)。El-Naggar等[47]分離出2株新的擬諾卡氏菌菌株AMS10A和AMS10B，它們的上清液對(duì)HCT116或HepG2的作用與陽性對(duì)照藥物5-氟尿嘧啶相比，顯示出更好的抗癌效果，其中菌株AMS10A的上清液對(duì)HepG2的IC50為0.74±0.47 μmol/L，菌株AMS10B的上清液對(duì)HCT116的IC50為2.53±2.49 μmol/L。

3 具有選擇性抗腫瘤活性化合物的放線菌

一些放線菌的活性化合物對(duì)腫瘤細(xì)胞有抑制作用，但對(duì)正常的組織細(xì)胞沒有明顯毒性，對(duì)抗腫瘤表現(xiàn)出選擇性。從糖絲菌屬菌株Saccharothrixsp.中分離出芳香族聚酮類化合物tetracenomycin X(74)，該化合物通過下調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1引起的細(xì)胞周期停滯，發(fā)揮抗腫瘤活性，該化合物對(duì)H157、H1975、HCC827、H460和A549五種肺癌細(xì)胞有抑制作用，但幾乎不影響肺成纖維細(xì)胞的增殖，表現(xiàn)出選擇性抗腫瘤作用，其中對(duì)A549和H460細(xì)胞的IC50分別為7.58±2.21和0.60±0.26 μmol/L[62]。從?？?Haliplanellalineata)來源的鏈霉菌菌株ZZ406中分離出1個(gè)新的蒽醌類衍生物(anthraquinone derivative)化合物(75)，對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞U87MG、U251和SHG44的IC50在4.7～8.1 μmol/L之間，選擇性指數(shù)高(>12.3～21.3)，具有成為抗神經(jīng)膠質(zhì)瘤新藥的潛力，有較高的研究價(jià)值[63]。另外，從泰國安達(dá)曼海海綿獲得的鏈霉菌菌株GKU 220中分離出新的肽類化合物rakicidin F(76)對(duì)鼠結(jié)腸癌細(xì)胞(26-L5)有選擇性抑制作用，IC50為17 μmol/L[64]。從鹿角珊瑚(Acroporaformosa)分離的小單孢菌菌株M.marinaKJ816786中得到高效生物表面活性素(surfactin)，經(jīng)鑒定，表面活性素含有脂肪酸(-CH3CH2-)、棕櫚油酸、脂肽單酯和芳香族質(zhì)子和碳，它通過切割線粒體膜電位誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，對(duì)MCF-7的IC50為50 μg/mL，而對(duì)正常細(xì)胞系不產(chǎn)生明顯毒性[65]。放線菌抗腫瘤化學(xué)物質(zhì)匯總表見表1。

圖6 化合物63～76的結(jié)構(gòu)Fig.6 Structures of compounds 63-76

表1 放線菌抗腫瘤化學(xué)物質(zhì)匯總表

續(xù)表1(Continued Tab.1)

種屬Genus菌種Species菌的來源Origin化學(xué)物質(zhì)種類Chemical作用的腫瘤細(xì)胞Sensitive cell lineIC50 (μmol/L)參考文獻(xiàn)Ref.Streptomyces sp.THS-55MangroveAlkaloids(27～30)HeLa0.8～13.8 24Streptomyces sp.CHQ-64MangroveAlkaloids(31)HeLa,NB4,A549,H19750.003,0.037,0.56,0.49 25Streptomyces sp.CHQ-64SpongeAlkaloids(32)HeLa16.73 26Streptomyces sp.219807MangroveMacrolides(33)Hela,MCF-70.30,0.33 28S.althioticus MSM3SeaweedMacrolides(34)MCF-7,DLD-1,A5493.8～8.729Streptomyces sp.HZP-2216ESeaweedMacrolides(3和,36)U251,C60.12～1.08 30S.caniferus sp.GUA-06-05-006APolychaetesMacrolides(37和38)A549,MDA-MB-231,HT290.7～9.2 31Streptomyces sp.IMB7-145SedimentMacrolides(39～41)HeLa3.0～9.0 32S.antibioticus sp.H12-15MangroveBenzamido nine-membered dilac-tones(42和43)SF-26833.6,41.6 μg/mL33Streptomyces sp.Q22MangrovePhenol ester(44和45)U87MG,U251,SHG44,C67.3～13.3,2.2～6.4 34Streptomyces sp.223SedimentDiketopiperazines(46)HeLa18.7 39Streptomyces sp.CNQ509SedimentTerpenoids(47和48)HeLaNot given41Streptomyces sp.EGY1SedimentQuinones(49)AGS7.3 43Streptomyces sp.HDN-10-293SpongeQuinones(50)MCF-7 ADM16.1 44Streptomyces sp.SBT345SpongePhenoxazin(51)HL-608.3 45S.bingchenggensis ULS14SedimentUnidentified(25和26)HeLa,AGS,MCF-7,K562,HL-600.030～4.4 mg/mL23Streptomyces sp.H74-21MangroveUnidentified(52)MCF-727.0 46Streptomyces sp.AMS11SedimentUnidentifiedHepG21.24±0.56 47Streptomyces sp.ZZ406AnemoneAnthraquinone de-rivative(75)U87MG,U251,SHG444.7～8.1 63Streptomyces sp.GKU 220SpongePeptides(76)26-L517 64MicromonosporaMicromonospora carbona-cea LS276SpongeSpirotetronate gly-cosides(53和54)U87MGA549,BGC823,HCT116,HepG20.50,2.425.3～19.7 49M.matsumotoense M-412SedimentPaulomycin(55)MIAPaCa-2,MCF-7,HepG21.46～4.72 51M. sp.FIM05328SedimentMacrolactams(56)EC1090.00020 53M.marina KJ816786CoralSurfactinMCF-750 μg/mL65ActinoalloteichusActinoalloteichus cyanogri-seus WH1-2216-6SedimentPolycyclic tetra-mate macrolactams(57)HCT116、MCF-7、Jurkat、BXPC-3,PANC-124.3～29.9 54NonomuraeaNonomuraea sp. AKA32SeawaterPolyketides(58)B161.7 57

續(xù)表1(Continued Tab.1)

種屬Genus菌種Species菌的來源Origin化學(xué)物質(zhì)種類Chemical作用的腫瘤細(xì)胞Sensitive cell lineIC50 (μmol/L)參考文獻(xiàn)Ref.SaccharothrixSaccharothrix sp.10-10SedimentPolyketides(61)HepG27.5 58Saccharothrix sp.Not given Polyketides(74)A549,H4607.58±2.21,0.60±0.26 62PseudonocardiaPseudonocardia sp.HS7Sea cucumberMacrolides(62)SW620,HCT-15,U25120.8～32.2 59ActinomaduraActinomadura sp.BRA 177SedimentRed pigments(69～71)HCT116,MCF-7,SK-Mel-1470.26～4.25 60NocardiopsisNocardiopsis sp.YIM M13066SedimentDiketopiperazines(72和73)H1299,HeLa,MCF-7,PC-33.87～8.17,2.6～8.73 61N.halotolerans AMS10BN.halotolerans AMS10ASedimentSedimentUnidentifiedUnidentifiedHCT116HepG22.53±2.49 0.74±0.47 47

4 總結(jié)與展望

根據(jù)所查閱的2015年以來的文獻(xiàn)表明，研究報(bào)道涉及的海洋放線菌有42種，其中鏈霉菌屬29種，小單孢菌屬4種、擬諾卡氏菌屬3種、糖絲菌屬2種、野野村氏菌屬、假諾卡氏菌屬、馬杜拉放線菌屬和異壁放線菌屬各1種，鏈霉菌屬超過一半。在來源方面，21種放線菌來源于海洋沉積物，13種來源于海洋動(dòng)植物，6種來自紅樹林，1種來自海水，1種來源未知，可見海洋沉積物來源的放線菌占了很大部分。

海洋放線菌在適應(yīng)特殊生存環(huán)境的過程中產(chǎn)生了豐富的的代謝產(chǎn)物。文獻(xiàn)報(bào)道的76個(gè)抗腫瘤活性物質(zhì)主要可歸納為多類不同的化合物。其中報(bào)道最多的是生物堿(19個(gè))，后面依次是大環(huán)內(nèi)酯(10個(gè))、肽類(6個(gè))、角環(huán)素類(4個(gè))、二酮哌嗪(3個(gè))、紅色素類(3個(gè))、萜(2個(gè))和大環(huán)內(nèi)酰胺(2個(gè))等。這些活性物質(zhì)多數(shù)為鏈霉菌所產(chǎn)生，有一些為稀有放線菌的產(chǎn)物。從稀有放線菌中發(fā)現(xiàn)了聚酮類，還有一些尚未鑒定的新化合物。

活性研究表明，海洋放線菌次生代謝物對(duì)多種癌細(xì)胞具有抑制作用。包括：宮頸癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、肝癌、胃癌、胰腺癌、食道癌、肺癌、前列腺癌、膠質(zhì)瘤、黑色素瘤和白血病細(xì)胞等。一些海洋放線菌的活性物質(zhì)對(duì)癌細(xì)胞具有很強(qiáng)的抑制作用，IC50很低，如大環(huán)內(nèi)酰胺類化合物FW05328-1對(duì)食道癌細(xì)胞的IC50低至0.20 nmol/L，肽類化合物ala-geninthiocin對(duì)肺癌細(xì)胞的IC50為6 nmol/L。此外，有些活性化合物具擇性抗腫瘤作用。這些高效和選擇性抗腫瘤的化合物有很高的潛在應(yīng)用價(jià)值，值得進(jìn)一步研究和開發(fā)。

已研究的海洋放線菌大多數(shù)來源于沿海地區(qū)，只占全部海洋的大約7%～8%，遠(yuǎn)深海放線菌活性化合物的研究仍然具有廣闊的前景。目前已發(fā)掘的藥用放線菌多數(shù)為鏈霉菌，而其它稀有或未知種屬放線菌仍然具有很大的挖掘空間。然而，雖然海洋放線菌抗腫瘤活性物質(zhì)的篩選、分離純化和藥理研究取得了一定的進(jìn)展，但是最終進(jìn)入市場(chǎng)的活性化合物卻較少，產(chǎn)出效率低[66]。主要原因在于，活性化合物篩選有一定的盲目性，而且天然活性物質(zhì)產(chǎn)量較低，難以滿足生產(chǎn)需求。此外，一些天然活性物質(zhì)對(duì)正常細(xì)胞有毒副作用，限制了海洋放線菌抗腫瘤活性物質(zhì)的進(jìn)一步開發(fā)利用。針對(duì)存在問題，首先，可通過基因分析和勘探技術(shù)，選擇性定向分離海洋放線菌，減少篩選工作的盲目性。再者，深入解析活性產(chǎn)物的合成代謝途徑，利用基因工程技術(shù)激活和調(diào)控活性化合物關(guān)鍵合成酶基因的表達(dá)，結(jié)合育種、發(fā)酵及分離純化工藝優(yōu)化，促進(jìn)活性化合物的擴(kuò)大生產(chǎn)。最后，深入研究海洋放線菌活性化合物抗腫瘤機(jī)制，探明主要作用靶點(diǎn)，研究靶向抗腫瘤藥物，提高藥效，減少毒副作用。

總言之，我國幅員廣大，擁有黃海、渤海、東海、南海等遼闊海域，隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，我國在海洋放線菌活性產(chǎn)物的研究和應(yīng)用上還有巨大潛力和寬闊前景。