Nat Prod Rep | 综述：海洋软体动物的化学、化学生态学以及成药潜力研究进展

2022-08-06 14:34

海洋软体动物，尤其是复足纲后鳃亚纲裸鳃目生物，是一类色彩艳丽、移动缓慢、没有坚硬外壳保护的底栖无脊椎动物，又被称之为“海洋蝴蝶”（marine butterfly）。这些软体动物由于失去了坚硬物理外壳的保护，为了进化生存，它们“聪明的”发展出了一种化学防御策略，即代谢产生出一系列小分子化合物作为“化学武器”，用于抵御上游食物链动物的捕食而生存。这一现象为科研人员提供了一条有别于传统方法从自然界寻找具有生理活性药物先导化合物的筛选模型。

近年来，软体动物与其上、下游食物链生物之间的化学生态学关系（Prey-predator relationship）成为海洋天然产物研究的前沿热点。许多软体动物产生的次生代谢产物被发现具有重要生态学意义及特殊的生物学功能，从而使得它们与其食源生物之间的化学生态学关系得以阐明。同时，具有化学防御功能的小分子化合物也显示出新颖化学多样性和广泛生物活性而被进行药物相关的开发研究。软体动物已经成为海洋新药研究中的一类重要药源生物。

      近日，烟台新药创制山东省实验室郭跃伟团队继上月受邀在天然产物领域权威综述性期刊Nat. Prod. Rep.发表关于海洋天然产物结构纠错及其错因分析的综述文章后，本年度第二次应邀以“Recent Advance on the Marine Mollusks-derived Natural Products: Chemistry, Chemical Ecology and Therapeutical Potential”为题，对过去十年间国际上报道的海洋软体动物来源的次生代谢产物的化学结构类型、化学生态学效应、药理活性等方面进行了系统、全面的综述。该文在2022年8月8日被最新一期Nat. Prod. Rep.在线报道。

    研究团队首先归纳总结了过去十年间报道的不同种软体动物的生物学分类，发现它们可追溯到五个亚纲（Autobranchia, Caenogastropoda, Heterobranchia, Patellogastropoda 和Vetigastropoda）。然后根据每种软体动物的采集地点，汇总了近十年所研究的软体动物的全球分布。

      接着，研究人员对软体动物来源的300余个次生代谢产物根据结构类型进行分类，包括肽33个、生物碱38个、萜192个、聚酮54个、甾体20个和其他化合物20个，并详细阐述了每个化合物可能的来源（与软体生物之间的食物链关系）、结构鉴定以及报道的生物活性。

      其中，肽类化合物表现出显著的细胞毒性和神经调节作用，部分生物碱和大环聚酮类显示出重要的细胞毒性，这些结果为从海洋中寻找药物先导化合物提供了重要参考。

      科研人员还从不同类型化合物结构的角度出发，重点阐述了每一类化合物的生态学意义。其中，大部分化合物可以作为软体动物及其食源生物（如海藻、海绵、珊瑚等）之间“捕食者-猎物”化学生态学关系的标志，少数化合物可以作为软体与细菌之间共生/寄生关系的标志。

      有趣的是，有部分γ-吡喃酮类全新骨架的聚酮分子是囊舌目软体动物多叶鳃海麒麟摄取海藻的叶绿体后生物合成得到的，这一现象也被称为“盗食之体”。

      化学生态学的研究为更快速从软体动物中寻找具有药理活性的分子类型提供重要线索，成为海洋天然药物研究的重要突破口，为多维度揭示天然产物的成药性研究提供了新思路。

      烟台新药创制山东省实验室郭跃伟研究员和课题组成员李序文研究员为该研究通讯作者，上海药物所博士研究生陈子慧（导师郭跃伟）为论文第一作者。该项工作得到国家自然科学基金重大项目、优青项目和国家重点研发计划青年科学家项目以及中科院上海药物所新药研究国家重点实验室的资助。

      全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/np/d2np00021k

（供稿部门：郭跃伟课题组；供稿人：苏明智）