《AMB Express》：Genomic and spectroscopic analysis for antimicrobial metabolite profiling of Microbacterium testaceum endophyte
编辑推荐：
野生植物蕴藏着独特的内生菌群，可产生强效抗菌代谢产物，用于对抗威胁生命的病原体。本研究从埃及吉萨地区采集的Pluchea dioscoridis (L.) DC（Barn?f）叶片内部组织中分离得到4株细菌内生菌（LP1、LP2、LP3、LP4）。研究人员采用
野生植物蕴藏着独特的内生菌群，可产生强效抗菌代谢产物，用于对抗威胁生命的病原体。本研究从埃及吉萨地区采集的Pluchea dioscoridis (L.) DC（Barn?f）叶片内部组织中分离得到4株细菌内生菌（LP1、LP2、LP3、LP4）。研究人员采用杯琼脂扩散法测定其对应提取物（P1、P2、P3、P4）对标准菌株、多重耐药（MDR）菌株及白色念珠菌（Candida albicans）的抗菌活性。结果显示，P4提取物对所有测试病原体均表现出广谱活性及潜在的抗病毒活性。内生菌株LP4经显微镜形态观察与全基因组测序（WGS）鉴定为Testaceum微杆菌（Microbacterium testaceum）CCASU?2025?88株。该菌株提取物对标准及多重耐药病原体具有广谱抗菌活性，同时对7型腺病毒（Adenovirus 7）、1型单纯疱疹病毒（HSV?1）及2型单纯疱疹病毒（HSV?2）具有抗病毒活性，细胞毒性试验显示其无毒性浓度为7.32?μg/mL，表明LP4代谢产物具有良好的生物活性潜力。化学谱分析结合抗微生物次级代谢产物基因组挖掘工具（AntiSMASH）与液相色谱?电喷雾串联质谱（LC–ESI–MS）分析，推测存在一种化合物可能为Microansamycin B，该判定仍为初步推定，但该化合物表现出强效抗菌活性，进一步证实Testaceum微杆菌代谢产物的生物活性潜力。综上所述，基于LC–ESI–MS证据，Testaceum微杆菌CCASU?2025?88株是Microansamycin B类化合物的潜在来源。这是首次报道本地分离的内生Testaceum微杆菌产生Microansamycin B。建议后续优化其生产条件并纯化分离目标产物。
随着抗生素滥用导致全球多重耐药（MDR）及广泛耐药（XDR）病原体日益增多，针对“ESKAPE”病原菌的治疗与管理面临严峻挑战。内生菌作为植物组织内的共生微生物，可产生大量结构多样的抗菌次级代谢产物，是新型抗菌药物的重要来源。然而，针对埃及本地野生植物内生菌的化学多样性及其生物活性研究仍较缺乏，因此，研究人员开展了从本地植物中筛选具有广谱抗菌及抗病毒活性的内生菌株，并解析其代谢产物谱的工作，相关成果发表于《AMB Express》。
研究人员采用了多项关键技术方法。样本来源于埃及吉萨干旱沙质土壤中生长的未栽培Pluchea dioscoridis (L.) DC植株叶片。通过表面消毒与组织研磨分离内生菌，获得纯培养后，利用乙酸乙酯提取次级代谢产物。抗菌活性检测采用杯琼脂扩散法与微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）。细胞毒性与抗病毒活性分别通过甲基噻唑基四氮唑（MTT）试验与细胞病变效应（CPE）法评估。菌株鉴定结合显微镜形态观察与全基因组测序（WGS）完成。代谢产物谱通过抗微生物次级代谢产物基因组挖掘工具（AntiSMASH）预测生物合成基因簇，并结合液相色谱?电喷雾串联质谱（LC–ESI–MS）进行化学结构推定。
在结果部分，研究人员首先分离得到4株革兰氏阳性内生菌，其中LP4为短杆状，菌落呈淡黄色。抗菌活性筛选显示，仅P4提取物对所有测试病原体具有显著抑制作用，MIC值范围为4至32?μg/mL，因此被选为后续研究对象。细胞毒性试验显示，P4提取物的半数细胞毒性浓度（CC50）为131.98?μg/mL，安全浓度为7.32?μg/mL。抗病毒试验表明，P4提取物对HSV?1抑制效果最佳，病毒滴度降低2.34?log10，对腺病毒7与HSV?2也表现出轻度至中度抗病毒活性。全基因组测序鉴定LP4为Testaceum微杆菌CCASU?2025?88株，并在NCBI GenBank登记（PRJNA1327108）。AntiSMASH分析发现该菌株含有ε?聚?L?赖氨酸（ε?PL）、类胡萝卜素（萜烯）、Clifednamide A（聚酮）及Microansamycin B（五聚酮）四类保守的生物合成基因簇。LC–ESI–MS分析共推定出15种次级代谢产物，主要包括苯丙素类、吩嗪类、蒽醌类及二酮哌嗪类，其中Microansamycin B为主要候选活性成分。
讨论部分指出，Testaceum微杆菌CCASU?2025?88株对标准及临床MDR病原体均具良好抑制效果，其代谢产物兼具抗菌、抗真菌与抗病毒潜力。ε?PL基因簇的高度保守性解释了其广谱抗菌作用，而Microansamycin B的推定则丰富了该菌株的代谢潜能。吩嗪类与蒽醌类等已知活性成分的存在进一步支持了其生物活性来源。这是首次在本地分离的内生Testaceum微杆菌中发现Microansamycin B类化合物的产生潜力。研究人员认为，后续应优化发酵条件以提高目标产物产量，并开展更广泛的MDR病原体活性评价，以推进其药物开发应用。
