植物內生真菌生物活性成分研究進展

黃 燕，曾東強，唐文偉*，杜良偉

1廣西大學農學院廣西農業環境與農產品安全重點實驗室；2廣西大學化學化工學院，南寧 530004

植物內生真菌是指寄居在健康植物的組織內，同時對宿主植物無明顯感染跡象的一類真菌[1]。1993年，Stierle等[2]從短葉紅豆杉(Taxusbrevifolia)韌皮部中分離得到一株活性菌株Taxomycesandreanae，然后從中分離得到一種重要的抗癌藥物紫杉醇(taxol)。自此，從內生真菌中尋找和發現新的生物活性物質的研究得到了越來越多的科研工作者的青睞。植物內生真菌的次生代謝產物結構類型豐富，有生物堿、聚酮、萜類、甾醇、蒽醌、黃酮、黃嘌呤、酚類、苝烯衍生物、呋喃二酮及環肽等多種結構類型，同時這些代謝產物的生物功能活性也多樣，有抗菌、抗病毒、抗癌、抗氧化、殺蟲、抗糖尿病和免疫抑制等[3-7]。此外，多數植物的內生真菌能夠產生與宿主植物相同或相似的生物活性代謝物[8]，有些內生真菌還能夠促使宿主植物特別是藥用植物的有效活性成分的合成[9]。因此，植物內生真菌活性代謝物質是抗生素、抗癌藥物或農藥的潛在先導，具有重大的研究意義和經濟價值。

近年來，有關內生真菌次級代謝物的綜述報道多集中在總結藥用植物內生真菌的活性物質[10]、抗腫瘤代謝物[11]或者某一屬種的植物(多為紅樹林植物)內生真菌活性成分[12-14]，而綜述植物內生真菌生物活性成分的文獻較少。因此，本文以化合物的結構類型為主線，對近三年來(2017～2019年)報道的從植物內生真菌中分離得到的具有生物活性的主要次級代謝產物做一評述。

1 植物內生真菌次級代謝物的結構類型及生物活性

近三年來，從植物內生真菌中分離得到的次級代謝產物主要包括生物堿、聚酮、萜類、甾體、蒽醌、(異)香豆素、吡喃酮、縮酚酸環醚和內酯等，其活性主要包括細胞毒活性、抗病毒、抗炎、抗氧化、抗病原菌和植物毒性等。

1.1 生物堿

生物堿是植物內生真菌次級代謝物中重要的一類化合物。大多數生物堿物質具有復雜的環狀結構，環內多包含氮元素，有顯著的生物活性。近三年，已從植物內生真菌代謝產物中分離鑒定出的有活性的生物堿類化合物見圖1，其生物活性主要包括抗腫瘤、生物酶抑制、抗炎、殺線蟲和抗菌活性等。

植物內生真菌中不少生物堿類化合物具有抗腫瘤細胞活性。半紅樹林植物苦檻藍(Myoporumbontioides(Sieb.et Zucc.) A.Gray)葉脈內生真菌PenicilliumchrysogenumV11中的penochalasin K(1)具有廣譜的細胞活性，對3種人的腫瘤細胞株(MDA-MB-435，SGC-7901和A549)均有較強的細胞活性，其IC50值分別達到4.65±0.45、5.32±0.58和8.73±0.62 μM[15]；半夏(Pinelliaternata(Thunb.) Breit.)根莖內生真菌PenicilliumbrefeldianumXMK-2中的生物堿成分同樣具有細胞活性，其中6,7-dehydropaxilline(2)、F(3)和N-demethylmelearoride A(4)對HepG2和MDA-MB-231細胞均有不同程度的抑制作用[16]；霍山石斛(DendrobiumhuoshanenseC.Z.Tang et S.J.Cheng)根莖內生真菌Stagonosporopsisoculihominis發酵液乙酸乙酯萃取物中的stagonoculiepine(5)和stagonoculiazin(6)在濃度為40 μmol時，均對肝癌細胞株SMMC-7721表現出較強的抑制作用，而對肺癌細胞株A549的抑制作用相對較弱[17]；一種不明植物的葉表面分離出來的內生真菌Aspergillustennesseensis的固體發酵產物乙酸乙酯萃取物中的versicoamide F(7)和G(8)能微弱地抑制腫瘤細胞株H460的增殖，IC50值分別為83.4和95.5 μM[18]；地衣(Cladoniasp.)內生真菌Apiosporamontagnei的大米固體發酵產物中的N-hydroxyapiosporamide(9)和apiosporamide(10)對小鼠淋巴瘤細胞L5178Y表現出較強的抑制作用，其IC50值分別為0.2和2.1 μM，效果顯著優于陽性對照kahalalide F(IC50=4.3 μM)[19]；而從埃及水葫蘆(Eichhorniacrassipes(Mart.) Solms)新鮮葉片中的內生真菌AspergillusversicolorKU258497的大米固體發酵產物中分離得到的aflaquinolone H(11)對L5178Y細胞增殖只有中等程度的抑制作用[20]；小麥(TriticumaestivumL.)內生真菌Microdochiummajus99049的發酵液乙酸乙酯萃取物中的brocaeloid A(12)、B(13)和D(14)則對人肝癌細胞HUH-7表現出抑制活性，IC50值均為80 μg/mL[21]。

一些內生真菌中的生物堿類化合物具有酶抑制活性。紅樹植物角果木(Ceriopstagal(perr.) C.B.Rob.)根部內生真菌CladosporiumcladosporioidesJG-12發酵產物乙酸乙酯提取物中的ilicicolin H(15)，(7R)-methoxypurpuride(16)和purpuride(17)，在濃度為1 g/L時均可以顯著抑制乙酰膽堿酯酶活性，抑制率分別為37.20%，26.94%和26.35%[22]；而另一種紅樹林植物海漆(ExcoecariaagallochaLinn.)新鮮枝條中的內生真菌Diaporthesp.SYSU-HQ3的發酵液的二氯甲烷萃取物中的diaporisoindole A(18)則對結核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis)蛋白酪氨酸磷酸酶B具有較強的抑制活性，IC50值為4.2 μM，效果比陽性對照齊墩果酸(IC50= 22.1 μM)更為顯著[23]；同樣地，來自自海洋紅樹林植物秋茄(Kandeliaobovata)葉片中的內生真菌Talaromycessp.(HZ-YX1)的大米固體發酵物乙酸乙酯提取物的talaramide A(19)，對分枝桿菌蛋白激酶(PknG)有很好的抑制作用，其IC50值為55 μM，其效果優于陽性對照AX20017(IC50=98 μM)[24]；從紅海褐藻(Padinapavonica)內生真菌Fusariumequiseti的發酵液的乙酸乙酯萃取部分中分離得到的cyclo(L-Tyr-L-Pro)(20)、cordycepin(21)和adenosine(22)均具有抗丙型肝炎病毒(HCV)蛋白酶的活性，其中化合物20對HCV NS3-NS4A蛋白酶的抑制作用最強，而21和22的抑制活性一般，IC50值分別為8.20±1.7、25.4±2.3和21.3±4.12 μg/mL[25]。

生物堿類化合物除了具有細胞毒活性、酶抑制活性外，還具有抗炎、殺線蟲活性。從三七(Panaxnotoginseng(Burk.) F.H.Chen)根部內生真菌FusariumtricinctumSYPF 7082的菌絲乙酸乙酯提取物中分離得到的[-(α-oxyisohexanoyl-N-methyl-leucyl)2-](23)，在濃度為25 μM時，顯著地抑制了小鼠巨噬細胞株RAW264.7中一氧化氮的生成，表現出很強的抗炎活性，其IC50值為18.10±0.16 μM[26]；而(7R)-methoxypurpuride(16)和purpuride(17)還具有全齒復活線蟲抑制活性，在濃度為2.5 g/L時，抑制率分別達78.2%和80.7%，效果強于陽性對照阿苯達唑(抑制率37.2%)[22]。

部分植物內生真菌中的生物堿類化合物具有抑菌活性，包括對一些植物病原菌也具有抑菌活性。Penochalasin K(1)對植物病原真菌Colletotrichumgloeosporioides和Rhizoctoniasolani的抑制作用較強，MIC值分別為6.13和12.26 μM，抑菌效果優于多菌靈(MIC值分別為65.38和32.69 μM)[15]；從夾竹桃(NeriumindicumMill.)根內生真菌Penicilliumsp.R22的大米固體發酵物的乙酸乙酯萃取物中分離得到的3-O-methylviridicatinviridicatol(24)，viridicatol(25)和5-hydroxy-8-methoxy-4-phenylisoquinolin-1(2H)-one(26)，在抗真菌活性測試中，均對供試病原真菌表現出很強的抑制作用，其中24對Alternariabrassicae、Alternariaalternata及Valsamali，25對Alternariabrassicae、Botrytiscinerea及Valsamali，26對Alternariabrassicae、Alternariaalternata及Botrytiscinerea均表現出抑制作用，其MIC值均為31.2 μg/mL，而在抗細菌活性測試中，25對Staphylococcusaureus的抑制作用顯著，MIC值為15.6 μg/mL，但24和26的抗細菌活性則較弱[27]。

圖1 生物堿類化合物(1～26)的化學結構Fig.1 The chemical structures of alkaloids (1-26)

1.2 聚酮

聚酮類化合物是乙酰基與丙酰基的聚合而成的天然產物，2017～2019年報道的該類化合物主要生物活性有抑制α-葡萄糖苷酶活性、細胞毒作用和抑菌等。近三年，從植物內生真菌代謝產物中分離鑒定出的有活性的聚酮類化合物見圖2。

對α-葡萄糖苷酶具有抑制活性的聚酮類化合物的報道有：紅樹植物木欖(Bruguieragymnorrhiza(L.) Poir.)的新鮮果實內生真菌AspergillusversicolorZJ-ML1的發酵產物乙酸乙酯提取物中的dehydropalitantin(27)和3-hydroxy-2-oxo-2H-chromene-6-carboxylic acid(28)，在藥理活性測試中，它們均表現出中等強度的α-葡萄糖苷酶抑制活性，其IC50值分別為410.8和465.3 μM，優于陽性對照阿卡波糖的活性(IC50=840.2 μM)[28]。

聚酮衍生物中具有細胞毒活性的化合物的主要報道有：紅樹植物銀葉樹(HertieralittoralisDryand.)的根部內生真菌Penicilliumchermesinum中的2-chloro-3,4,7-trihydroxy-9-methoxy-1-methyl-6H-benzo[c]chromen-6-one(29)，對4種癌細胞株(HuCCA-1、HepG2、A549和MOLT-3)均表現出微弱的細胞毒活性，其IC50值范圍為14.94～115.71 μM[29]；南歐球花(Globulariaalypum)中的內生真菌PreussiasimilisDSM 104666的發酵液中的雙環聚酮化合物preussilides A-F(30～35)，對不同哺乳動物細胞株表現出不同程度的細胞毒性，引起L929細胞的核酸斷裂，IC50值范圍為2.5～80.0 μM，同時30和32對小鼠成纖維細胞(L929)和癌細胞株(HeLa KB.3.1、U2OS以及僅限于32的MCF-7)的IC50值均低于10 μM，說明這兩個化合物具有典型的構效關系[30]；從埃及水葫蘆內生真菌Aspergillusversicolor的發酵產物中分離得到的sterigmatocystin(36)和alternariol(37)，與標準抗增殖劑kahalalide F(IC50=4.3 μM)相比，均對小鼠淋巴瘤細胞L5178Y顯示出中等的細胞毒性，IC50值分別為2.2和16.3 μM[20]；dothiorelone M(38)、K(39)和cytosporone B(40)從廣藿香(Pogostemoncablin(Blanco) Benth.)的內生真菌PhomopsisphyllanthicolaA658中分離得到，在體外細胞毒測試中均對4種腫瘤細胞株(SF-268、MCF-7、HepG-2和A549)表現出微弱的抑制作用[31]。

圖2 聚酮類化合物(27～62)的化學結構Fig.2 The chemical structures of polyketides (27-62)

部分聚酮類化合物還具有抑菌活性，從而使內生菌也表現出抑菌的活性。Preussilides A(30)和C(32)來源于南歐球花內生真菌PreussiasimilisDSM 104666，抑菌活性測定表明對Mucorplumbeus僅表現出輕微的抗真菌活性，32對Aspergillusfumigatus表現出很強的抑制作用，MIC值為8.3 μg/mL，比陽性對照環己酰亞胺(MIC=33.3 μg/mL)強，而30的抑制效果(MIC=35.5 μg/mL)與環己酰亞胺相當[30]；番荔枝科端心本屬植物(Duguetiastelechantha)根內生真菌TalaromycesstipitatusDgCr2 2.1b的發酵液中的paecillin B(41)和D(42)、secalonic acid A(43)和versixanthone A(44)，微泡稀釋法測定表明對C.tropicalis顯示出不同程度的抗真菌活性，與陽性對照氟康唑(MIC=5 μg/mL)相比，化合物42(MIC=15.6 μg/mL)、44(MIC=31.3 μg/mL)、41(MIC=62.6 μg/mL)和43(MIC=125 μg/mL)的抑制作用依次降低[32]；紅樹林植物海蓮(Bruguierasexangula)下胚軸中的內生真菌Phyllostictacapitalensis中的6,8-dihydroxy-5-methoxy-3-methyl-1H-isochromen-1-one(45)對P.aeruginosa和S.aureus均表現出微弱的抑制作用，而3,4-dihydroxybenzoic acid(46)的抑菌活性更具有廣譜性，對5種供試病原菌(Pseudomonasaeruginosa、Enterococcusfaecalis、Staphylococcusaureus、Escherichiacoli和Candidaalbicans)均有抑制作用[33]；而(2S)-2,3-dihydro-5,6-dihydroxy-2-methyl-4H-1-benzopyran-4-one(47)和4-ethyl-3-hydroxy-6-propenyl-2H-pyran-2-one(48)分離自另一種紅樹林植物角果木(Ceriopstagal)內生真菌Colletotrichumgloeosporioides的發酵液，在抗植物病原細菌的活性測試中，47僅對Bacilluscereus具有抑制活性，而48對Bacillussubtilis、Staphylococcusaureus和Streptomycesalbus均表現出抑制作用[34]；艾蒿(ArtemisiaargyiH.Lév.& Vaniot)的根內生真菌TrichodermakoningiopsisQA-3的發酵產物中的14個高氧聚酮化合物15-hydroxy-1,4,5,6-tetra-epi-koninginin G(49)、4′-hydroxykoninginin U(50)、14-ketokoninginin B(51)、koningiopisin E(52)、14-hydroxykoninginin B(53)及E(54)、7-O-methylkoninginin B(55)及D(56)、koninginin B(57)、D(58)、E(59)、F(60)、U(61)及V(62)，均對人類病原菌EscherichiacoliEMBLC-1和水生病原菌EdwardsiellamegiQDIO-10及VibrioalginolyticusQDIO-5有抑制作用，其中49對Vibrioalginolyticus的MIC值為1 μg/mL，活性與陽性對照氯霉素相當；此外，61和51還分別對V.harveyiQDIO-7和E.tardaQDIO-2表現出抑菌活性，而且化合物51、54和61均對植物病原真菌CeratobasidiumcornigerumQDAU-8有較強的抑制作用[35]。

1.3 萜類

萜類化合物廣泛分布于植物體內和內生真菌次級代謝物中，是由異戊二烯或異戊烷基團形成的一類天然化合物。2017～2019年從植物內生真菌中分離得到的具有生物活性的萜類化合物見圖3。

圖3 萜類化合物(63～91)的化學結構Fig.3 The chemical structures of terpenes (63-91)

植物中的部分萜類化合物具有細胞毒作用及抗病毒活性，而內生真菌中同樣擁有細胞毒作用及抗病毒活性的化合物。紅樹植物角果木(Ceriopstagal)鮮葉中的內生真菌Penicilliumsp.J-54中的eudesmane-型倍半萜類化合物penicieudesmol B(63)，在體外細胞毒活性測試中對白血病細胞株K562表現出微弱的抑制作用，其IC50值為90.1 μM，效果遠不及陽性對照紫杉醇(IC50=9.5 μM)[36]；另一紅樹植物木果楝(XylocarpusgranatumKoenig)中的內生真菌Eupenicilliumsp.HJ002的發酵液中的吲哚二萜類化合物penicilindole A(64)和B(65)，在細胞毒活性測試中均對A549、HeLa和HepG2表現出不同程度的細胞毒性，與陽性對照5-氟烷(IC50=36.8，76.9 μM)相比，其中64對A549和HepG2的抑制效果最好，其IC50值分別為5.5和1.5 μM[37]；同樣地，紅樹林植物白骨壤(Avicenniamarina(Forsk.) Vierh.Hailanci)果實中的內生真菌Aspergillusversicolor大米固體發酵產物中的氧吲哚二萜anthcolorin H(66)和甲氧萜7-deoxy-7,14-didehydro-12-acetoxy-sydonic acid(67)和(E)-7-deoxy-7,8-didehydro-12-acetoxy-sydonic acid(68)，均對人惡性上皮細胞HeLa表現出微弱的細胞毒活性[38]；由此可以看出，紅樹林植物內生真菌是抗腫瘤代謝成分的重要來源之一。從黃草烏(AconitumvilmorinianumKom.)根內生真菌Phomasp.YE3135發酵液乙酸乙酯萃取物中分離得到的14-正十二烷型倍半萜phomanolide(69)，對甲型流感病毒(H1N1)表現出抗病毒活性，其效果(IC50=2.96±0.64 μg/mL)比陽性藥劑阿比朵爾(IC50=0.15±0.04 μg/mL)稍弱[39]。

部分萜類化合物還對一些生物酶系具有活性。從黃瓜(CucumissativusLinn)的根內生真菌PaecilomycesformosusLHL10中分離得到的倍萜化合物YW3548(70)，對α-葡萄糖苷酶和脲酶均表現出顯著的抑制作用(IC50值分別為61.80±5.7和75.68±6.2 μg/mL)[40]；4個四環三萜化合物integracide A(71)、E(72)和2-deoxyintegracide A(73)、B(74)從青蒿(ArtemisiaannusL.)的內生真菌Hypoxylonsp.6269的菌絲體的乙醇提取物中分離得到，在耦合和鏈轉移(ST)試驗中，均具有抗HIV-1整合酶的活性，其中71、73和74在耦合反應和ST反應中表現出較強的活性，IC50值范圍分別為4.95～7.62 μM和6.51～10.82 μM，而72在兩種試驗中的活性均較弱，此外構效分析表明化合物結構中完整的4,4-二甲基麥角甾烷骨架是必不可少的，而C-3位的硫酸酯基(71、73和74)和C-2位的羥基消失(73和74)分別在ST反應和耦合反應中發揮著重要作用[41]；鉤藤(Uncariarhynchophylla(Miq.) Miq.ex Havil.)健康組織中的內生真菌ColletotrichumgloeosporioidesGT-7中的倍半萜colletotrichine B(75)，在酶(單胺氧化酶MAO、乙酰膽堿酯酶AChE和磷酸肌醇3-激酶PI3Kα)抑制活性測試中，僅對AChE具有抑制作用，IC50值為38.0±2.67 μg/mL[42]。

植物內生真菌中的萜類化合物亦有不少被發現具有抑菌作用的。從海洋褐藻(Sargassumsp.)表面酯化的新鮮組織中的內生真菌Trichodermaasperellumcf44-2中分離得到的環戊烷倍半萜7,10-epoxycycloneran-3,11,12-triol(76)和鄰二萜11-hydroxy-9-harzien-3-one(77)，在濃度為20 μg/disk時，均對海洋病原細菌Vibrioparahaemolyticus表現出抑制作用，效果優于陽性對照氯霉素[43]；從三七(Panaxnotoginseng)內生真菌PenicilliumjanthinellumSYPF 7899中分離得到的austin(78)，對Bacillussubtilis和Staphylococcusaureus表現出中等的抗細菌活性，MIC值分別為50和60 μg/mL[44]；海蓮的內生真菌Phyllostictacapitalensis中的甲氧萜guignardone A(79)和J(80)，在抑菌活性測試中，均對Pseudomonasaeruginosa和Staphylococcusaureus表現出微弱的抑菌活性[33]；trichocadinins B-G(81～83)是從艾蒿根內部組織的內生真菌TrichodermavirensQA-8中分離得到，在抑菌生物測定中，81～86均表現出廣譜的抑細菌活性，其中86對水生病原菌Edwardsiellatarda和Vibrioanguillarum的抑制效果與氯霉素相當，此外81對13種病原真菌都具有抑制作用，而化合物81～86均對黃瓜枯萎病菌表現出抑菌活性，MIC值在1到64 μg/mL之間[45]；從耐澇植物中華蚊母樹(Distyliumchinense)的內生真菌IrpexlacteusDR10-1的無性菌絲培養基中分離得到的海藻糖倍半萜irpexlacte A(87)，在抗細菌活性測試中，與陽性對照慶大霉素(MIC=0.18 μM)相比，對P.aeruginosa表現出中等的抑制作用，MIC值為24.1 μM[46]。

近年來，從植物內生真菌中尋找新的植物源除草劑也漸漸引起人們的關注。例如，冷杉烷型二萜hydroxyldecandrin G(88)從落葉樹香椿(Toonasinensis(A.Juss.) Roem.)內生真菌Xylariasp.XC-16的發酵產物中分離得到，在化感作用生物測定中，與草甘膦(IC50=42.31±0.66 μM)相比，對小麥(T.aestivum)的芽伸長表現出強烈的抑制作用(IC50=23.58±0.43 μM)[47]，這說明該化合物具有非常優越的除草劑先導結構的開發價值。

除上述常見的生物活性外，植物內生真菌中的萜類化合物還具有一些其他功能作用。例如，從貫葉連翹(HypericumperforatumL.)葉片中的內生真菌Aspergillussp.TJ23中分離得到的橋聯螺環雜萜類化合物spiroaspertrione A(89)是苯唑西林的有效增強劑，在增效試驗中將苯唑西林抑菌的MIC值降低32倍來抑制耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistantStaphylococcusaureus，MRSA)的生長[48]；而從茭白(Zizaniacaduciflora)葉子內生真菌Annulohypoxylontruncatum的發酵產物乙酸乙酯提取部分中分離得到的annulohpoxylotol A(90)，在核轉錄因子(NF-κB)活性測試中以劑量依賴的方式顯著地抑制NF-κB的活性，IC50值為7.11 μM，而annulohpoxylotol B(91)只適度地抑制了NF-κB的轉錄活性，IC50值為19.24 μM，此外構效分析表明C-8上的羥基起著重要作用，這為開發新型抗炎藥提供了科學依據[49]。

1.4 甾醇類

甾醇類化合物是一類由三個己烷環及一個環戊烷稠合而成的環戊烷多氫菲衍生物，廣泛存在于生物體內。2017～2019年從植物內生真菌代謝產物中分離鑒定出的有生物活性的甾醇類化合物見圖4。

圖4 甾醇類化合物(92～117)的化學結構Fig.4 The chemical structures of sterols (92-117)

植物內生真菌中的部分甾醇類化合物同樣具有細胞毒活性。從三七(Panaxnotoginseng)葉片中的內生真菌Xylariasp.PH30434的固體發酵產物中分離得到的甾醇衍生物(24R)-22,23-dihydroxy-ergosta-4,6,8(14)-trien-3-one 23-β-D-glucopyranoside(92)在濃度為40 μM時，對乳腺癌細胞株MCF-7表現出明顯的抑制作用，抑制率為72%[50]；翅莢決明(CassiaalataLinn.)葉片中的內生真菌Fusariumsolani的發酵產物中的3,5,9-trihydroxyergosta-7,22-diene-6-one(93)，在抗細胞增殖活性測試中，對非洲綠猴腎細胞株表現出顯著的細胞毒作用，致死率接近35%[51]；5個甾體化合物demethylincisterol A3(94)、ergosta-5,7,22-trien-3-ol(95)、stigmastan-3-one(96)、stigmast-4-en-3-one(97)和stigmast-4-en-6-ol-3-one(98)從紅樹植物紅茄苳(RhizophoramucronataPoir.)內生真菌Pestalotiopsissp.中分離得到，在體外細胞毒活性測試中，均對3種供試癌細胞株(Hela、A549和HepG2)表現出顯著的細胞毒性，其中94的活性最好，此外，研究表明94主要以劑量依賴的方式抑制了G0/G1期的細胞周期，顯著誘導了晚期細胞凋亡或壞死，并對3種供試細胞均同時產生了嚴重損害，說明94是一個潛在的抗癌藥物[52]；(22E,24R)-5α,8α-epidioxyergosta-6,22-dien-3β-ol(99)是從煙草(NicotianatabacumL.)內生真菌FusariumsambucinumTE-6的發酵產物中分離得到的，對人腎癌細胞Caki-1表現出較好的細胞毒活性，其在24 h和48 h的IC50值分別為7.81和0.83 μg/mL[53]；demethylincisterol A3(94)和A5(100)從云南紅豆杉(TaxusyunnanensisCheng et L.K.Fu)樹皮中的內生真菌AspergillustubingensisYP-2中分離得到，體外細胞毒活性結果表明，以阿霉素(0.94和1.16 μM)為參考，94對A549和HepG2的抑制作用較強，其IC50值分別為5.34和12.03 μM，而100對供試細胞株的活性較弱，IC50值分別為11.05和19.15 μM[54]。

植物內生真菌中的甾體化合物常見的活性還有抗炎作用。從青灰葉下珠(PhyllanthusglaucusWall.ex Muell.Arg)內生真菌Phomopsissp.TJ507A中分離得到的3個麥角甾烷型甾體化合物phomopsterone B(101)、dankasterone A(102)和calvasterol B(103)體外抗炎活性結果表明，在小鼠巨噬細胞RAW264.7中，均對脂多糖(LPS)誘導一氧化氮(NO)產生表現出較強的抑制作用，其IC50值分別為4.65、13.04和8.7 μM[55,56]；而海洋鹽生植物蘆葦(Phragmitescommunis)根莖中的內生真菌Gaeumannomycessp.JS0464中的β-sitosterol(104)、5α,8α-epidioxyergosta-6,9(11),22-trien-3-ol(105)、ergosterol peroxide(106)和5α,8α-epidioxy-(22E,24R)-23-methylergosta-6,22-dien-3β-ol(107)，在體外抗炎活性測試中，均能使脂多糖刺激BV-2小膠質細胞產生的一氧化氮減少，但106對細胞具有毒性作用，而104、105和107卻不會使細胞失活[57]。

此外，植物內生真菌中的甾體化合物還有乙酰膽堿酯酶抑制作用和抑菌活性。從海洋刺松藻(Codiumfragile)內生真菌Eurotiumrubrum中分離得到的11個甾醇類化合物3β,5α-dihydroxy-10α-methyl-6β-acetoxy-ergosta-7,22-diene(108)、3β,5α-dihydroxy-6β-acetoxyergosta-7,22-diene(109)、(22E,24R)-ergosta-7,22-dien-6β-methoxy-3β,5α-diol(110)、(22E,24R)-ergosta-7,22-dien-3β,5α,6α-triol(111)、(22E,24R)-ergosta-7,22-dien-3β,5α,6α-triol(112)、(22E,24R)-3β,5α,9α-trihydroxyergosta-7,22-dien-6-one(113)、(22E,24R)-3β,5α-dihydroxyergosta-7,22-dien-6-one(114)、(22E,24R)-5α,8α-epidioxyergosta-6,22-dien-3β-ol(99)、(22E,24R)-5α,8α-epidioxyergosta-6,22-dien-3β-acetate(115)、(22E,24R)-ergosta-7,22-dien-3β-ol(116)和(22E,24R)-ergosta-4,6,8(14),22-tetraen-3-one(117)，在乙酰膽堿酯酶抑制活性測試中，均對AChE表現出微弱的抑制作用[58]；從堿蓬(Suaedaglauce)根莖中的內生真菌TalaromycespinophilusGMF19中分離得到的ergosterol(95)，在抗真菌活性測定中，對4種植物病原真菌(V.mali，P.piricola，C.gloeosporioides和R.cerealis)均具有抑制活性，尤其對C.gloeosporioides的MIC值為32 μg/mL，略高于多菌靈(MIC=16 μg/mL)[59]。

1.5 蒽醌類

在天然產物中，蒽醌常存在于高等植物和低等植物地衣類和菌類的代謝產物中。2017～2019年從植物內生真菌代謝產物中分離鑒定出的有活性的蒽醌類化合物見圖5。

圖5 蒽醌類化合物(118～143)的化學結構Fig.5 The chemical structures of anthraquinones (118-143)

蒽醌類化合物的生物活性多樣，細胞毒活性是主要活性之一。從水蕹科植物(Aponogetonundulatus)根內生真菌Fusariumsolani中分離得到的氮雜蒽醌7-desmethylscorpinone(118)和7-desmethyl-6-methylbostrycoidin(119)，均對4種人類腫瘤細胞系(HeLa、MDA MB 231、MIA PaCa2和NCI H1975)表現出一定的細胞毒活性，IC50值在低微摩爾至亞微摩爾之間[60]；而翅莢決明葉片中的內生真菌Fusariumsolani中的bostrycoidin(120)對非洲綠猴腎細胞顯示出明顯的抑制作用，細胞致死率接近25%[51]；nigrosporone A(121)、B(122)和fusaquinon A(123)是從酸棗(Choerospondiasaxillaris(Roxb.) B.L.Burtt & A.W.Hill)葉子中的內生真菌Nigrosporasp.BCC 47789的發酵液的乙酸乙酯萃取物中分離得到的，在體外細胞毒測試中，122對NCI-H187(IC50=0.25 μM)和Vero細胞(IC50=0.72 μM)具有選擇性細胞毒作用，而121和123則對MCF-7和NCI-H187顯示出中度至弱的細胞毒活性(IC50=7.32～110.36 μM)[61]；從木菠蘿(ArtocarpusheterophyllusLam.)葉片中的內生真菌Diaporthelithocarpus的發酵產物中分離得到的emodin(124)對小鼠白血病P-388細胞表現出顯著的抑制作用，IC50值為0.41 μg/mL[62]。

蒽醌類化合物的醫學活性除抗腫瘤細胞活性外，還有抗炎、抗氧化作用。分離自喜馬拉雅紅豆杉(Taxusfauna)中的內生真菌PenicilliumpolonicumNFW9的二聚蒽醌(R)-1,1′,3,3′,5,5′-hexahydroxy-7,7′-dimethyl[2,2′-bianthracene]-9,9′,10,10′-tetraone(125)，以楝酰胺(IC50=0.08 μM)作對照，對NF-κB表現出中等的抑制作用，抑制率是68.91%，IC50值為4.09 μM[63]；1-O-methyl-6-O-(α-D-ribofuranosyl)-emodin(126)和1-O-methylemodin(127)從蘆葦的內生真菌Gaeumannomycessp.JS0464中分離得到，在抗炎活性測試中，在不引起細胞死亡的情況下，均能使脂多糖刺激的小膠質細胞BV-2各自產生31%和43%的一氧化氮[57]；而bostrycoidin(120)除具有細胞毒活性外，還具有顯著的抗氧化活性，其IC50值為1.6 μg/mL，活性與抗氧化劑丁基羥基茴香醚(1.2)、水溶性維生素E(1.3)和維生素C(1.5)相當[51]。

此外，蒽醌化合物還對一些重要的生物酶具有抑制作用。紅海褐藻內生真菌Fusariumequiseti中的ω-hydroxyemodin(128)，在丙型肝炎病毒蛋白酶(hepatitis C virus protease，HCV PR)抑制活性試驗中，對HCV NS3-NS4A蛋白酶具有明顯的抑制作用，IC50值為10.7 μg/mL,此外其作為人胰蛋白酶抑制劑的選擇性大約是HCV PR的4倍[25]；從鹽地堿蓬(Suaedasalsa(L.) Pall.)中的內生真菌Eurotiumrubrum的固體發酵產物中分離得到的rubrumol(129)，在濃度為100 μM時，其松弛活性強于喜樹堿，對拓撲異構酶I(Topo I)的弛豫作用也具有抑制活性，其IC50值為23 μM[64]。

蒽醌類化合物由于多羥基的存在，有抑菌活性的化合物較多。3個蒽醌化合物7-(γ,γ)-dimethylallyloxymacrosporin(130)、macrosporin(131)及7-methoxymacrosporin(132)和2個氫蒽醌tetrahydroaltersolanol B(133)及altersolanol L(134)從紅樹植物苦檻藍(Myoporumbontioides)葉片中的內生真菌Phomasp.L28的發酵物中分離得到，在植物病原真菌抑制活性測試中，131顯示廣譜的抗真菌活性，值得注意的是，其對F.oxysporum(MIC=3.75 μg/mL)的抑制活性甚至優于多菌靈(MIC=6.25 μg/mL)，相比之下，130和132對6種供試真菌表現出中等至弱的活性，表明130～132這三個化合物具有典型的構效關系，此外134對P.italicum(MIC=35 μg/mL)和R.solani(MIC=50 μg/mL)具有中等的抗真菌活性，而133對除P.italicum(MIC=80 μg/mL)以外的所有供試病原真菌均沒有活性[65]；bostrycoidin(120)在100 μg/disc的劑量下，對B.megaterium，S.aureus，P.aeruginosa和E.coli這四種植物病原細菌均表現出明顯的抑制作用[51]；nigrosporone B(122)對M.tuberculosis(MIC=172.25 μM)、B.cereus(MIC=21.53 μM)和E.faecium(MIC=10.78 μM)均顯示出抗細菌活性[61]；兵豆(LensculinarisMedic.)中的內生真菌Ascochytalentis中的lentiquinones A(135)、B(136)、C(137)和lentisone(138)對Bacillussubtilis均表現出抗細菌活性，而在抗真菌活性測試中，只有135對真菌Verticilliumdahlia、Penicilliumallii、Rhizoctoniasp.和Phomaexigua具有抑制作用[66]；emodin(124)和1,2,8-trihydroxyanthraquinone(139)分離自木菠蘿葉片中的內生真菌Diaporthelithocarpus，在抗菌活性測試中，124對M.luteus、B.subtilis、E.coli、P.fluorescences和S.cerevisiae這5種細菌均表現出顯著的抑制作用，而139則對B.subtilis、E.coli和S.cerevisiae具有抗細菌活性[62]；從印楝(AzadirachtaindicaA.Juss)果實中的內生真菌Paraconionthyriumsp.YM 311593的發酵液的乙酸乙酯萃取物中分離得到danthron(140)，對Pyriculariaoryzae表現出微弱的抗真菌活性，MIC值為128 μg/mL，弱于多菌靈(MIC=4 μg/mL)[67]；pachybasin(141)、1-hydroxy-3hydroxymethyl-9,10-anthraquinone(142)和aloe emodin(143)分離自大葉落地生根(Kalanchoedaigremontiana)的內生真菌菌株KIB-H11595，在抗菌活性評價中，141和143對青霉菌有抑菌效果，而142則對棉花枯萎病菌具有一定抑制作用[68]。

此外，有的蒽醌化合物還具有除草活性。例如，在葉片穿刺試驗中，lentisone(138)對所有供試植物的葉片造成最大程度的壞死；而lentiquinone A(135)對家獨行菜(Lepidiumsativum)的根長的抑制活性最高，與對照相比，抑制了近70%的根生長；另外在對寄生雜草Phelipancheramosa種子萌發的抑制活性測試中，與對照組相比，138完全抑制了種子萌發，而135則使雜草種子的發芽率降低了60%[66]。

1.6 其他類化合物

植物內生真菌次級代謝產物結構多樣，除以上幾種主要的結構類型的化合物具有生物活性以外，其他一些非常見的特征化合物類型也具有生物活性，化合物來源及活性見表1，化合物的結構見圖6～圖10。

表1 植物內生真菌中具有活性的其他類化合物

續表1(Continued Tab.1)

續表1(Continued Tab.1)

圖6 細胞松弛素類化合物(144～157)的化學結構Fig.6 The chemical structures of cytochalasins (144-157)

圖7 (異)香豆素類化合物(158～172)的化學結構Fig.7 The chemical structures of (iso-)coumarins (158-172)

圖8 吡喃酮類化合物(173～196)的化學結構Fig.8 The chemical structures of pyrones (173-196)

圖9 縮酚酸環醚類化合物(197～209)的化學結構Fig.9 The chemical structures of depsidones (197-209)

圖10 內酯類化合物(210～227)的化學結構Fig.10 The chemical structures of lactones (210-227)

2 結論和展望

綜上所述，我們知道植物內生真菌次級代謝物結構類型多樣，有生物堿、聚酮、萜類、甾體和蒽醌等，此外這些代謝物也富含多種生物活性，如抗腫瘤、生物酶抑制、抑菌、抗炎和除草等活性，因而在醫藥研發和農業生產等[100-102]方面顯現出巨大的應用潛力，成為各界研究的熱點。

目前，在植物內生真菌生物活性代謝產物方面的研究雖取得了一定的成果，但是仍然存在諸多問題：(1)植物內生真菌發酵與培養大部分僅停留在實驗室研究水平，導致其生物活性成分產量很低，很難大批量地將其商業化生產；(2)內生真菌在植物體內以及體外單獨培養兩種情況下的次級代謝產物合成途徑及其代謝調控機制尚不明確，其作為微生物制劑在相關領域中的大規模實際應用鮮有報道；(3)從分子水平上探索內生真菌次級代謝產物的產生機制的相關研究較少；(4)從組學(基因、蛋白、代謝等)水平研究內生真菌活性代謝物的研究有待深入研究。因此，如能夠解決上述問題，便為植物內生真菌活性成分的開發與利用提供了更多的參考依據。