海南医科大学杨献文团队J. Nat. Prod.：深海真菌Penicillium roseopurpureum中Eremophilane倍半萜的发现及其抗神经炎症活性研究|抗神经炎症|杨献文|海南医科大学|深海真菌|细胞|蛋白

背景

阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）等神经退行性疾病以进行性神经元损伤和功能障碍为特征，涉及神经炎症、氧化应激和细胞死亡等相互关联环节，寻找神经保护活性分子是天然药物研究的重要方向。小胶质细胞维持中枢神经系统稳态，但持续或过度激活会加重损伤。炎症刺激下，诱导型一氧化氮合酶（NOS2/iNOS）表达升高，促进NO过量生成，并与活性氧和促炎因子相互促进，形成炎症与氧化损伤循环，因此调节小胶质细胞炎症及NOS2相关过程是重要切入点。铁死亡则提供另一条线索：其以铁依赖性脂质过氧化为特征，与抗氧化防御失衡相关；SLC7A11参与胱氨酸摄取和谷胱甘肽合成，其表达变化影响细胞对氧化应激和铁死亡的敏感性。因此，评价天然产物抗神经炎症潜力时，需兼顾炎症抑制、细胞毒性和氧化还原稳态。天然产物骨架丰富、立体化学多样，是先导化合物的重要来源；深海真菌经培养可获得发酵产物，为分离、鉴定和活性研究提供材料。艾里莫芬烷型倍半萜具有6/6双环碳骨架，可通过氧化程度、取代基和立体构型变化形成多样结构，已报道抗菌、抗炎和神经保护活性，但其抗神经炎症关键靶点尚不明确；结构相近化合物也可能活性与毒性差异显著，需兼顾二者以指导结构优化。基于此，海南医科大学杨献文团队以分离自大西洋2987米沉积物的深海真菌 Penicillium roseopurpureum为研究对象，系统分离次级代谢产物并评价活性，结合定量蛋白质组学、分子模拟和斑马鱼模型，探索其抗神经炎症作用及机制，为深海天然产物开发和神经保护先导化合物优化提供依据。

概述

近日，海南医科大学海南省医学科学院杨献文团队在Journal of Natural Products发表研究论文，从深海真菌Penicillium roseopurpureum中分离获得16个艾里莫芬烷型（Eremophilane）倍半萜，其中8个为新化合物eremopenicillins A–H（1–8）。经细胞活性评价、定量蛋白质组学、分子对接与分子动力学模拟，以及斑马鱼体内实验，发现化合物1和10具有抗神经炎症活性，其关键靶点为NOS2。

图文解析

研究所用菌株分离自大西洋2987米的深海沉积物。对其发酵产物进行系统分离，获得16个化合物，综合运用高分辨质谱、核磁共振、DP4+概率分析、旋光及电子圆二色谱计算等方法，完成了结构解析与立体化学确定。化合物1和2均含有较少见的氯代苯乙酸酯片段，分别连接于C-3和C-8，其结构差异为考察取代位置对生物活性的影响提供了直接比较基础。化合物4的结构还得到单晶X射线衍射分析的进一步支持。这些发现丰富了深海真菌来源艾里莫芬烷型倍半萜的结构类型，也为后续构效关系分析提供了样本。

图1. 深海真菌P. roseopurpureum中分离获得的16个倍半萜结构

在LPS诱导的BV-2小胶质细胞炎症模型中，以NO生成抑制为指标筛选发现，部分化合物呈浓度依赖性活性，其中化合物1和10（sporogen-AO 1）的IC₅₀分别为6.9 μM和1.0 μM。初步构效关系表明，6α,7α-环氧基、C-8位氧化状态及取代基位置均影响活性：在C-3位引入3-氯-4-羟基苯乙酸酯片段可增强活性，而在C-8位相同修饰效果较弱，提示取代基连接位置也是结构优化需关注的因素。结合细胞毒性，确定其SI分别为10.0和5.2，表明化合物1具有更宽的选择性窗口，而化合物10活性更强。

图2. 化合物的抗神经炎症活性、细胞毒性、初步构效关系及LPS诱导斑马鱼炎症模型评价

为探究化合物1和10的作用机制，采用定量蛋白质组学分析，结果显示差异蛋白主要富集于精氨酸生物合成和铁死亡等通路；整合预测靶点、疾病相关蛋白与差异表达蛋白后，筛选出关键候选靶点NOS2。分子对接显示，两者与NOS2的预测结合能分别为−9.5和−10.4 kcal/mol，分子动力学模拟进一步提示其复合物构象相对稳定，提示可能通过NOS2相关途径发挥作用。此外，两化合物对SLC7A11的调节趋势相反：化合物1上调其表达，化合物10则下调其表达。SLC7A11参与细胞氧化还原稳态维持，其变化与铁死亡易感性密切相关，提示SLC7A11的差异性调节可能与二者细胞毒性和选择性窗口不同有关，为后续兼顾活性与安全性的结构优化提供了研究方向。

图3. 化合物1和10与NOS2的分子对接及分子动力学模拟结果

为进一步评价体内效果，研究采用LPS、AlCl₃和MPTP诱导的三类斑马鱼模型，分别考察炎症反应、氧化应激和神经行为异常。在LPS诱导的炎症模型中，化合物1和10均能降低ROS积累并减少异常中性粒细胞募集，显示出体内抗炎和减轻氧化应激的作用。在AlCl₃诱导的神经行为损伤模型中，两者均改善幼鱼游泳距离、活动时长及部分明暗交替刺激下的行为表现。在MPTP诱导模型中，两者也表现出运动行为改善，但程度不同，其中化合物10对总游泳距离和活动时长的增加达到统计学显著水平。这些结果从体内炎症指标和行为学层面支持了代表性化合物的神经保护潜力，为进一步研究提供了依据。

图4. 化合物1和10对AlCl₃或MPTP诱导斑马鱼行为异常的改善作用

总结与展望

本研究从深海真菌中发现8个新的艾里莫芬烷型倍半萜，通过体外细胞活性、蛋白质组学、计算模拟及斑马鱼实验，形成了结构发现—活性评价—机制探索的研究链条。其中，化合物1安全性较好；化合物10抗神经炎症活性更强，但细胞毒性同样显著。NOS2作为候选靶点以及SLC7A11的差异性调节，提示化合物1和10可能通过不同的作用机制发挥抗神经炎症效应。本研究拓展了海洋天然产物的化学与生物学认识，也为神经保护先导化合物的发现与优化提供了参考。

论文信息

论文题目：Eremophilane Sesquiterpenes from the Deep-Sea-Derived Penicillium roseopurpureum 3A00218 and Their Anti-Neuroinflammatory Activity

作者：Zheng-Biao Zou†（邹正彪）, Zi-Han Xu† （徐梓涵）, Xiao-Wei Zhao （赵小维）, Chun-Lan Xie （谢春兰）, Shan-Shan Nie （聂闪闪）, Lei Wang （王蕾）, Xian-Wen Yang* （杨献文）

作者单位：海南医科大学/海南省医学科学院

共同第一作者：Zheng-Biao Zou、Zi-Han Xu

通讯作者：杨献文

发表期刊：Journal of Natural Products

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jnatprod.6c00785

本研究获得国家自然科学基金（22177143）及海南医科大学科技创新项目（RZ2500002135）支持。

课题组与作者简介

杨献文课题组简介及合照：

通讯作者：杨献文

杨献文，二级研究员，博导，自然资源部高层次科技创新领军人才，入选全球前2%顶尖科学家“终身科学影响力排行榜”（2025年）及“年度科学影响力排行榜”（2020～2025年）。中国药学会海洋药物专业委员会委员、中国药理学会海洋药物药理专业委员会委员、中国海洋湖沼学会药学分会理事。Chinese Chemical Letters、Marine Drugs、Chemistry & Biodiversity、沈阳药科大学学报等期刊编委。

长期从事海洋天然产物活性成分研究，已构建国际领先的海洋微生物化合物库（CoLMM）；先后主持20多项科研项目，包括国家重点研发计划项目课题、国家自然科学基金（6项）等20多项科研项目；以通讯/第一作者在Advanced Science、Journal of Medicinal Chemistry、Organic Letters等期刊上发表SCI学术论文130余篇；授权/申请发明专利35项，包括美国专利3项；部分技术成果已实现转化，产生重大经济和社会效益，受到人民日报、科技日报等媒体报道；以第1完成人获自然资源科学技术奖、福建省科技进步奖等部省级科技二等奖4项。

两位共同第一作者的中文姓名、个人简介及照片

邹正彪：博士、助理研究员，迄今以第一作者在Org. Lett.、Chin. Chem. Lett.、J. Nat. Prod.、Bioorg. Chem.等领域内经典期刊发表SCI论文10余篇。

徐梓涵：南京理工大学23级博士研究生，以第一作者发表SCI论文2篇。

杨献文研究员课题组长期招收药学、化学、医学、微生物学、生物信息学等相关专业的青年人才（D类或E类）、博士后和技术员

https://www.muhn.edu.cn/hnyky/info/1561/15061.htm

（一）青年人才（D/E类）

1.岗位职责

（1）在资深PI 指导下独立开展课题研究，完成各项科研任务；

（2）牵头申报国家级、省部级科研及人才项目；

（3）协助指导研究生、博士后，参与实验室建设与日常管理工作。

2.应聘条件

（1）获得或即将获得药学、化学、医学、微生物学、生物信息学等相关专业博士学位；

（2）具备独立科研能力，身心健康，责任心强，具有良好团队协作精神与学术诚信

（3）D 类人才：年龄原则上不超过35周岁；有博士后经历；主持1项自然科学类国家级项目，或在QS/US News 世界前200 高校及科研机构拥有3年以上教学/科研经历；且满足以下其一：以第一/通讯作者发表本领域中科院一区SCI论文3篇，或在Nature，Cell，Science，JAMA，NEJM，Lancet及其子刊发表论文1篇，或单篇论文IF≥20；

（4）E 类人才：年龄原则上不超过30周岁；以第一作者发表中科院一区SCI论文2篇，或单篇论文IF≥10。

3.薪资与福利待遇

（1）薪酬待遇：认定为学校D类人才，税前年薪50-60万元；认定为学校E类人才，税前年薪25-35万元。

（2）科研支持：D类人才提供100万元科研启动金；E类人才提供30万元科研启动金；

（3）安居保障：D类人才提供50-80万元安家费；E类人才提供30万元安家费。

（4）可按海南自贸港最新引进人才住房补贴政策规定申请租/购房补贴，享受教职工子女入托入学福利；

（5）可申报海南省各类人才项目，享受海南自贸港个税优惠政策。

（二）博士后

1.岗位职责

（1）与PI制定研究计划，独立承担科研任务；

（2）申请博士后科学基金，参与实验室其他科学研究基金申请；

（3）协助PI培养研究生。

2.岗位要求

（1）获得或即将获得天然药物化学、药学、化学、医学、生物化学、微生物学、生物信息学等相关专业博士学位，在国际主流期刊发表或即将发表第一作者论文。

（2）对科学研究有强烈兴趣，具备独立开展科研工作和解决问题的能力。

（3）富有团队协作精神，身心健康，可以长期稳定工作。

3.薪资待遇

（1）薪酬及福利：基本薪酬税前为30万元/年（含政策性补贴)。导师根据科研项目及课题情况给予博士后相应的绩效津贴，不超过20万元/年，与学校教职工享受同等社会保险、公积金等福利。2）租/购房补贴：可按相关规定申请海南省租/购房补贴，现行标准为3000元/月，聘期内支持，累计发放不超过36个月，具体以海南省或学校最新规定为准。

（3）子女就学：享受与学校教职工子女同等的子女入托、入学等福利政策。

（4）符合海南省人才引进政策的，可申请享受海南省相应人才待遇。

（5）可享受海南省为博士后提供的科研资助，并按学校相关科研成果奖励办法享受科研奖励。可申请中国博士后科学基金。

（6）对外交流：在站期间可根据科研需要申请出国（境）开展学术交流、合作研究。

（三）实验室技术员（化学、微生物学各1名）

1.工作职责

（1）负责实验室科研项目辅助工作，为研究组提供实验技术支撑；

（2）协助完成实验室公共事务。

2.岗位要求

（1）化学、微生物学、药学、生物学或相关专业硕士及以上学历，曾发表SCI论文者优先考虑；

（2）具有较强的英文阅读与写作能力；

（3）富于责任心及团队协作精神，工作认真负责；