一、基本信息
所属科技项目名称：北京市自然科学基金面上项目
项目主管部门：北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会
二、科技成果信息
科技成果名称：基于质谱信息可视化发掘盐湖放线菌新型抗菌药分子
科技成果类型：引进消化吸收再创新
科技成果所处阶段：实验室研究
科技成果应用领域：卫生和社会工作
三、科技成果简介
1. 项目成果简介
本项目基于前期建立的质谱信息可视化天然产物排重平台，以代谢组学分析和质谱-分子网络注释为核心技术，结合运用微生物OSMAC培养、高效活性筛选、基因组分析等技术，首次对我国青藏高原部分盐湖、河北九连城淖尔盐湖和西伯利亚Gudzhirganskoe盐湖进行放线菌多样性、抗菌活性以及活性次级代谢产物的发现研究。具体成果如下：
（1）从Gudzhirganskoe干涸盐湖15份不同地点土样通过纯培养方法分离鉴定1300余株放线菌；从Gudzhirganskoe盐湖的同一地点不同深度的8份土样通过纯培养方法分离鉴定600余株放线菌。从具有DNA合成抑制活性的菌株Streptomyces sp. S6b3-1代谢物中定向分离获得1个吩嗪类化合物LG-1并首次确定其绝对构型。抗菌活性检测显示LG-1对部分革兰氏阳性细菌具有明显的抑制作用。对Hoyosella属新物种Hoyosella lacisalsi S15b3-3开展OSMAC策略培养激活其抗鲍曼不动杆菌的活性，并分离获得2个吲哚类化合物，对鲍曼不动杆菌具有抑制活性。
（2）对九连城淖尔盐湖来源的17株活性放线菌进行质谱可视化的代谢组学分析。对抑菌活性较好的离群菌株L6进行差异产物的定向分离及结构鉴定，获得2个吲哚霉素（indolmycin）类化合物LG-3和LG-4。LG-3对金黄色葡萄球菌（MSSA和MRSA）表现出较好的抑制作用，MIC值均为0.25μg/mL。
（3）从藏北高原四个盐湖底泥样品通过纯培养方法共分离鉴定255株放线菌，其中46株菌在OSMAC发酵下显示抑菌活性，2株链霉菌株378和549具有DNA合成抑制活性。对菌株378和549通过质谱数据可视化策略注释鉴定到cosmomycin、hedamycin和kidamycin相关的19个活性化合物和3个潜在新化合物。从一株具有抗细菌活性的拟诺卡氏菌菌株N85中预测并分离鉴定3个萘醌类和吡喃酮类活性化合物。
（4）从青藏高原阿地区里两份盐碱土样品中分离鉴定406株放线菌。结合抗菌活性、双荧光蛋白筛选模型、基因组信息分析、GNPS分子网络预测等策略从菌株Amycolatopsis sp. A133中分离鉴定5个利福霉素类（rifamycin）化合物，其中化合物rifamycin W-M1作为天然来源的化合物首次发现。应用代谢组学主成分分析（PCA）方法优选出离群菌株Streptomyces sp. A806，通过质谱数据可视化策略及现代色谱分离技术从菌株A806中分离到4个棘霉素类新化合物，其中3个含有罕见的环戊烷并吡咯-1,3-二酮单元，并表现出一定的抗菌活性和细胞毒活性。
（5）从高原盐土来源的Embleya属菌株77的次级代谢产物中分离鉴定5个卡西霉素类（calcimycin）新化合物，命名为恩布利亚霉素A-E。恩布利亚霉素D产量高达160毫克/升，具有显著的体外抗革兰氏阳性菌作用及抗真菌活性。目前恩布利亚霉素的立体结构鉴定及动物体内药效和毒性实验正在进行中。
（6）从沙漠盐生植物来源小单孢菌TMD166次级代谢产物中定向分离到粘螯素类（myxochelins）新化合物6个，命名为孢螯素A-E，具有较强的抗肝纤维化活性及抗炎活性。
2. 项目成果的应用前景
（1）我国盐湖资源非常丰富，然而盐湖微生物来源的活性代谢产物研究迟缓，成果不足。通过本项目研究获得大批盐湖来源的活性菌株及活性产物，尤其是echinomycin、calcimycin类新抗生素的发现，在盐湖微生物资源的药用价值研究领域填补了国内空白；说明我国种类多样的盐湖微生物资源应作为微生物药物的重要来源，值得进一步深入挖掘和开发。
（2）卡西霉素是一种具有独特结构的吡咯聚醚类抗生素，具有抗菌、抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡等活性，目前作为不育症治疗药物已进入Ⅲ/Ⅳ期临床。我们获得的一系列恩布利亚霉素与卡西霉素结构相似，且具有较高的抗真菌活性。最近的一项研究表明，卡西霉素可通过靶向“Prp8内含肽蛋白剪接”的新机制有效抑制隐球菌。因此，恩布利亚霉素很可能具有治疗真菌感染的新颖作用机制。该类化合物有望成为抗真菌药物的先导化合物。以成果为工作基础，我们与北京世纪坛医院、南京师范大学、中科院上海免疫与感染研究所等单位联合申请了科技部国家重点研发计划项目-病原学与防疫技术体系研究专项-1.6重要和新发病原真菌耐药性进化规律及风险预警研究项目，已获批准（项目编号2024YFC2309600）。本课题组PI孙承航教授作为子课题负责人，本人为主要参与人，承担课题4：临床和环境来源的重要和新发病原真菌诊疗策略及应
