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1、海鞘中生物活性物质研究进展陈小闻岭南师范学院生命科学与技术学院，湛江，524048摘 要：在海洋生物中，海鞘是种类较为丰富的背囊动物，是以单体或群体生活的海洋动物。海鞘类在系统分类上占有特殊的位置，并因其含有强特异性生理活性物质，海鞘被视为研究生物学、免疫化学和神经生理学等学科的较为理想的生物之一。我国海鞘资源相当丰富，目前已发现有 103 种，其中渤海有 5 种、黄海有 21 种、东海有 24 种、南海有 53种。今年的研究表明，海鞘含有多种生理活性物质，是除海绵以外人类获取具有显著生理活性物质的重要生物资源。关键词：海鞘；生物碱；环肽；多硫化物Research Progress of Bi
2、oactive subsrances from AscidiansChen xiao-wen (Life Science and Technology School, Lingnan Normal University, Zhanjiang, 524048)Abstract:In marine organisms, species ascidian is abundant backpack animal, is single or group living marine animal. Ascidians occupies a special position in the classific
3、ation system, and it contains strong specific physiological active substances, ascidians is regarded as one of the ideal biological study biology, immunohistochemistry and neurophysiology and other disciplines. Ascidians resources in China is rich, has found 103 species, including 5 species in Bohai
4、, the Yellow Sea 21, China 24, China 53. This study shows that, the ascidian contains many physiologically active substance, is in addition to sponge outside human access to important biological resources has significant physiological active substances.Keywords: sea squirts, alkaloids, cyclic peptid
5、es, polysulfide海鞘是接近脊索动物门的高等无脊椎动物 1,属于脊索动物,尾索动物亚门,海鞘纲,它与尾索动物亚门的另外 2个纲一起被称为被囊动物.全世界大约有 2 000 种被囊动物, 其中海鞘占大多数 2. 我国海鞘资源相当丰富,已纪录中国沿海海鞘类有 66种,其中渤海有 5 种,黄海有 21种,东海有 2 种,南海有 53种 3. 海鞘以单体或群体行固着式生活,形态差异很大,单体生活的海鞘体长从 1 cm 15 cm不等,群体生活的海鞘常附生于岩石上,通常呈薄层状,最厚可达 5 cm. 20世纪 80 年代以来,从中发现了许多抗肿瘤、抗病毒、抗微生物以及免疫调节、生物催化等生理
6、活性物 47 。海鞘中含有种类丰富、结构新颖的次生代谢产物，具有多种生物活性，是海洋抗肿瘤活性先导化合物的重要来源之一。1 肽类从海鞘中发现一类重要的代谢产物就是肽类，这些肽类大多数具有较好的抗肿瘤活性，且从结构上可分为环肽和非环肽。1.1环肽1981年 Rinehart8从海鞘 Trididemnum solidum 中分离得到环肽类抗肿瘤活性成分 Didemnins，实验证实有抗多种肿瘤细胞的活性，以抗子宫癌、肺癌、胃癌、间皮瘤和肉瘤最为明显，其中 Didemnin B的抗肿瘤活性最强。Didemnin B是由 7个氨基酸和 2个羧酸组成的带有分支的环缩肽，是第一个进入临床研究的海洋抗肿瘤
7、药物，低浓度（0.01g/mL）时即对乳腺癌、卵巢癌、肾癌、白血病、间皮瘤及肉瘤等有较强的细胞毒活性，能抑制 DNA、RNA以及蛋白质合成。对黑色素瘤 B16细胞周期作用的研究表明，Didemnin B可杀伤各期细胞尤其是 G/S期细胞。但是，期临床试验发现，人工合成的Didemnin B在推荐剂量范围内无明显疗效，并且大剂量时出现显著的毒性反应。Patellamides，lissoclinamides，Ulicylamide，Tawicyclamide A和 B是从 lissoclinum patella中分离出来的环肽，它们具有中等细胞毒活性，IC50值在数 g/mL 之间。其中的 Pat
8、ellamide D能明显地提高人白血病 MDR细胞株对抗癌药物的敏感性。Cycloxaoline 是来自 L.bistratum的环六肽。Shiori9等在研究了数种环肽后发现，恶唑啉环在环或非环状肽类化合物表现细胞毒活性中有重要作用，无恶唑啉环的 Tawicyclamides对人类结肠癌细胞株仅有轻微的细胞毒活性 (IC50: 30g/mL)而 L.bistratum 中所含二环六肽Cycloxaoline细胞毒活性最强(IC 50 : 0.5g/mL ，MRC5CVI 成纤细胞和 T24 膀胱癌细胞)从澳大利亚海鞘的代谢产物中分离出环七肽 Mollamide，其对 P388, A549,
9、 HT29和 CV1 细胞瘤的 IC50分别为 1, 2.5, 2.5和 2.5 g/mL。另外Mollamide还能抑制 RNA的合成 (IC50：1 g/mL ，这些研究成果均支持上述结论。机理研究表明，Ulithiacyclamide 主要抑制蛋白质合成，而对 DAN合成基本没有影响 10-13。1.2非环肽海鞘代谢产物中非环肽相对较少,而且大多数活性不强。Mcdonald 等从海鞘 Botryllus 中分离得到系列化合物 botryllamides A-D 14,这些化合物属苯丙氨酸衍生物。其中只有 botryllamide D 对 HCT-116细胞有抑制作用。M.J.Vazque
10、z 等从同种海鞘中分离出二肽 caledonin ,该二肽中含有 n-辛烷链的六元环,由于其结构独特,可能与金属离子在细胞膜运行有关。2 生物碱类生物碱(alkaloid)是天然的含氮有机化合物,但不包括氨基酸、蛋白质、核苷等。生物碱是研究得最早的一类有机化合物,它广泛分布于植物界,源于植物中的许多生物碱已成为重要的药物,因此一直是天然有机化学的重要研究领域之一。海鞘中又发现许多新型的生物碱,大多显示特殊的生理活性。生物碱是研究得最早的一类重要天然有机化合物,也一直是天然有机化学的重要研究领域之一. 海鞘中也发现了许多新型的生物碱. Wesley等 15从采自太平洋的海鞘 Akademik o
11、parin 中发现了 lukianol A 和 B , 属吡咯并恶嗪酮类化合物.Lukianol A 对人表皮癌细胞( KB) 有抑制作用( MIC :1 g/mL). Lukianols 与 lamel larins 类 16,17化合物的结构相似.Lamellarin I 、K 和L对 P388和 A549 ,细胞均有明显的细胞毒性( IC50: 0. 25 g/mL), lamel larin K和 L 还显示中等的免疫调节活性. Staurosporine 类生物碱是Kinnel18和 Horton 等 19首次从海洋生物中得到的吲哚并 2 , 3 -a 咔唑类化合物. 11 -hy-
12、droxystaurosporine和 staurosporine aglycone( Ic252c) 均有强烈的细胞毒性和蛋白激酶 C( PKC) 抑制活性 .Radchenko 等 20又合成了 Polycarpine , 并对合成产物进行了各种抗肿瘤活性试验,均显示出极强的活性,特别是,在小鼠体内对 P388 、L 1210、Ehrlich 癌细胞有强抑制作用; 在体外,对取自 Raus 肉瘤和鸟成骨髓细胞病毒的逆转录酶有强抑制作用( IC50: 5. 010-6mol/L); 对取自小鼠脑的 Na+ ,K+ -ATP 酶有强抑制活性( IC50: 5. 0 10-7mol/L); 对
13、IMPAH( ino-sine monophosphate dehydrogenase )的 IC 50值为 0. 03mol/L.3 聚醚类bistramide A是从海鞘 Lissoclinum bistratum 中分离得到的聚醚类化合物。bistramide A 10100 nmol/L时会引起人 HL-60细胞株不完全分化，对肺癌 A549和乳腺癌 MCF-7细胞株的 IC50值分别为 1.0，2.9 nmol/L，且在 5 nmol/L浓度时可抑制 A549细胞株集落形成，该生物活性由蛋白激酶 c（PKC）介导 21。深入研究表明，它能通过对磷酸化作用的影响干扰微管组装，同时引起
14、DNA损伤 22。bistramide B是 bistramide A的乙酰化产物，对膀胱癌细胞株 T24和小鼠的 LD50分别为 0.07，1.5 mg/kg。此外还分离出了 bistramide C、D、K，对人小细胞肺癌细胞株 NSCLC-N6等 6个肿瘤细胞具有细胞毒活性，活性最强的 bistramide C 的 IC50为 0.03 g/mL。bistmmide K可阻滞 NSCLC-N6细胞株于 Gl期 23。Statsuk 等 24发现肌动蛋白是 bistramide A的细胞受体。bistramide A破坏肌动蛋白的细胞骨架，解聚体内的 F-肌动蛋白，并以 1:1与单体 G-
15、肌动蛋白结合。4 大环内酯类海鞘中分离出的大环内酯数量不多,但都具有较强生理活性。从Lissoclinum patella 中得到 patellazoles A-C是含有噻唑环的大环内酯。其二十四环结构通过大量的 2D-NMR实验确定 25,而噻唑环则是经与取代噻唑比较后确定。Patellazole B 对 KB细胞株的 IC50为 600pg/mL。从海鞘 Eudistoma cf.rigida中分出的 IejimalidesA-D是另一类二十四元环的大环内酯,其结构也是依靠 2D-NMR确定的 26。其中,IejimalidesA 与 B对 L1210细胞的 IC50分别为 62g/mL
16、和 32g/mL;对 L5178鼠黑色素瘤细胞 IC50分别为 22g/mL 和1g/mL。日本生物海洋科学大学化学系胡明月等从日本冲绳海域的 Lissoclinum sp.中分离得到一种抗肿瘤活性的十四元大环内酯 haterumalide B,该物质的结构特点是一个五元呋喃环与十四元环稠合,感兴趣的事在环的 8-位上含有卤素元素氯。药理活性表明,该化合物在浓度为 0.01ug/mL时能完全抑制海胆受精卵的首次分裂。5 萜类从海鞘中很少分离出萜类化合物,styeloide 是首次从海鞘 Styela plicata中分出的西松烷型二萜,这类化合物常常从软珊瑚中得到。另一个很罕见的二萜是含氯的 Dichlorolissoclimide,它的结构中含有一个少见的琥珀酰亚胺片段27。该化合物具有很强的细胞毒性:对 KB细胞 IC50为 14g/mL,对 P388鼠黑色素瘤细胞 IC50为 1g/mL。从 Aplidium
