Salvadora persica 对 Mucor circinelloides 的抗真菌作用：代谢物分析及作用机制

《South African Journal of Botany》：Antimycotic effects of Salvadora persica on Mucor circinelloides: Metabolite profiling and mechanisms

抗念珠菌病研究揭示Salvadora persica乙醇提取物通过抑制1,3-β-葡聚糖苷转移酶发挥显著活性，UPLC-HRESIMS鉴定出31种代谢物，含8种与靶酶强结合的黄酮苷类成分，体外抑制浓度（31.25 μg/mL）与氟康唑相当。

　　

Dalia El Amir|Naglaa Afifi|Marwa S. El-Hawary|Ramadan Yahia|Refaat B. Hamed|Omar M. Aly|Mohamed A. Farag|Asmaa I. Owis

埃及本尼苏夫大学药学院药用植物学系，本尼苏夫62514

摘要

Mucor circinelloides引起的毛霉菌病是一种危及生命的真菌感染，目前可用的抗真菌治疗选择有限，这凸显了寻找新治疗方法的必要性。本研究采用结合体外和计算机模拟的方法，探讨了Salvadora persica（俗称Miswak）地上部分的乙醇提取物的抗真菌潜力。通过UPLC-HRESIMS代谢组学分析，鉴定了31种化合物，主要为黄酮苷类和酚类成分。针对参与细胞壁生物合成的关键酶1,3-β-葡聚糖转移酶的分子对接实验显示，某些黄酮醇苷类（尤其是鼠李糖苷衍生物）具有较好的结合亲和力，其结合模式与共结晶配体相似。结构-活性关系分析表明，糖基化模式和鼠李糖取代基对酶的相互作用至关重要。体外抗真菌实验表明，该提取物对M. circinelloides具有显著活性，最低抑菌浓度和杀菌浓度分别为15.62 μg/mL和31.25 μg/mL，与参考抗真菌药物氟康唑（MFC = 31.25 μg/mL）相当。总体而言，这些发现首次提供了代谢组学、生物学和计算科学证据，支持Salvadora persica对抗M. circinelloides的抗真菌作用，同时强调了进一步分离活性成分并在体内验证其疗效和安全性的必要性。

引言

毛霉菌病是一种极具侵袭性且常常致命的机会性真菌感染，主要影响免疫系统受损的个体。尽管在COVID-19大流行期间报告的病例数有所增加，尤其是在糖尿病控制不佳或接受皮质类固醇治疗的患者中，但毛霉菌病仍然是大流行之外的一个严重临床问题。该疾病的特点是血管侵袭迅速、组织坏死广泛，即使接受抗真菌治疗，死亡率也常常超过40-50%（Hoenigl等，2022；Lynch等，2023）。

临床上，毛霉菌病有多种形式，包括鼻眶脑型、肺部型、胃肠道型、皮肤型和播散型，其中鼻眶脑型最为常见且严重。疾病的发展与宿主免疫力低下、诊断延迟以及真菌快速增殖密切相关，这些因素都导致了患者的不良预后（Hoenigl等，2022；Lynch等，2023）。

毛霉菌病通常被称为“黑真菌”，因为它会导致广泛的组织坏死，主要由毛霉菌目（Mucorales）的真菌引起，包括Rhizopus、Lichtheimia和Mucor等物种（Choudhary等，2021）。其中，Mucor circinelloides（别名：Rhizomucor regularior、Rhizomucor variabilis，var. regularior）被认为是最具临床相关性的新兴病原体之一（Liu，2018；Borkar，2021；Sharma等，2021；Nimoshini等，2023）。尽管临床管理方面取得了进展，但毛霉菌病的治疗仍然具有挑战性。目前的治疗策略依赖于积极的手术清创、纠正潜在风险因素以及尽早开始全身抗真菌治疗（Choudhary等，2021）。两性霉素B仍是首选治疗方法，而在耐多烯类抗真菌药物的情况下，推荐使用伊沙康唑和泊沙康唑作为替代方案。然而，这些疗法常受到严重不良反应（如肾毒性）的限制，且由于真菌株的遗传变异和适应性突变，存在内在耐药性，因此迫切需要更安全、更有效的抗真菌药物（Borkar，2021；Gayathri和Soundarya，2024；Hetta等，2025）。

在这种情况下，天然产物长期以来一直是抗微生物药物的宝贵来源。Salvadora persica（Salvadoraceae科）传统上被用作咀嚼棒，并有作为抗菌剂的民族医学使用记录（Abdellatif等，2024；Lewis和Elvin-Lewis，2003；Azizan等，2025）。最近的植物化学和药理学研究表明，S. persica富含生物活性黄酮类、酚酸、甾醇和含硫化合物，其中许多具有抗菌、抗炎和抗氧化作用。特别是黄酮类化合物如山柰酚和异鼠李糖苷衍生物已被证明可以干扰真菌细胞壁酶和炎症信号通路（Azizan等，2025；Kobetitsch等，2024；Veyiso?lu等，2024；Kumar和Sharma，2021）。这一机制对于Mucor属真菌尤为重要，因为它们的致病性和抗真菌耐药性与快速的β-葡聚糖细胞壁更新密切相关，从而支持将S. persica作为针对Mucor感染的有希望的候选药物。

在我们之前的研究中，从S. persica地上部分提取的富含黄酮的提取物产生了几种具有生物活性的糖基化黄酮醇，包括对SARS-CoV-2的抗病毒潜力（Owis等，2020；Owis等，2021）。此外，多项研究报告了S. persica提取物对口腔和牙周病原体（包括Candida和Aspergillus物种）的抗真菌活性。这些发现与其作为天然抗菌剂用于治疗口腔和黏膜感染的长期民族医学用途一致（Noumi等，2010；Al-Bayati和Sulaiman，2008；Alili等，2014；Saddiq和Alkinani，2019；Asma和Yasmine，2021；Farag等，2021）。然而，尽管对其抗菌特性进行了广泛研究，但目前尚无研究评估S. persica对M. circinelloides的抗真菌活性或探讨其潜在的分子机制。这一知识空白是本研究的主要动机。

代谢组学已成为全面表征复杂植物提取物的强大分析方法。特别是液相色谱-高分辨率电喷雾离子化质谱（LC-HRESIMS）能够快速鉴定多种次级代谢物，无需繁琐的分离步骤（Owis等，2020）。同时，分子对接已成为探索配体-靶标相互作用和指导抗真菌药物发现的重要工具。

因此，本研究旨在利用LC-HRESIMS表征S. persica地上部分的乙醇提取物的代谢谱，并通过结合体外抗真菌实验和计算机模拟分子对接来评估其对M. circinelloides的抗真菌潜力。对接模拟针对的是参与真菌细胞壁生物合成的关键酶1,3-β-葡聚糖转移酶，该酶在哺乳动物细胞中不存在（Limongi等，1990）。通过关联代谢组学、生物学和计算数据，本研究首次揭示了S. persica对抗M. circinelloides的抗真菌作用机制。

植物材料及乙醇提取物的制备

2023年1月，从埃及吉萨的El-Orman植物园采集了Salvadora persica L.的新鲜地上部分（茎和叶）（坐标：30.0280° N, 31.2146° E）。植物材料由El-Orman植物园前主任Eng. Trease Labib和米尼亚大学植物学与微生物学系植物生态学教授Prof. Nasser Barakat进行分类鉴定。一份凭证标本（编号2018-BuPD 70）被存放在该植物园的标本馆中。

S. persica地上部分提取物的UPLC-MS代谢组学分析

使用正负离子模式对S. persica地上部分的乙醇提取物进行UPLC-MS分析，鉴定出31种代谢物，属于多个化学类别（表1），包括11种黄酮类、10种酚酸、2种低分子量酚类化合物、2种脂肪酸、1种生物碱、3种甾醇、1种脂肪醇和1种木脂素。其中22种代谢物通过负离子模式被鉴定出来，而仅有9种...

结论

毛霉菌病是一种机会性真菌感染，对免疫系统受损的患者尤其构成重大临床挑战。本研究首次揭示了Salvadora persica对抗Mucor circinelloides的抗真菌作用机制。UPLC-HRESIMS分析鉴定了31种代谢物，其中8种化合物与参与细胞壁生物合成的关键酶1,3-β-葡聚糖转移酶具有强烈的预测相互作用。体外实验证实了其强大的抗真菌活性...

CRediT作者贡献声明

Dalia El Amir： 监督。Naglaa Afifi： 原稿撰写、实验研究、数据分析。Marwa S. El-Hawary： 原稿撰写、实验研究、数据分析。Ramadan Yahia： 数据管理。Refaat B. Hamed： 监督。Omar M. Aly： 原稿撰写、方法学设计、实验研究、数据分析。Mohamed A. Farag： 数据分析。Asmaa I. Owis： 文稿审阅与编辑、监督、方法学设计。

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