基于分子網(wǎng)絡(luò)與成像質(zhì)譜技術(shù)揭示白肉靈芝中新型三萜類成分及空間分布特征
發(fā)布時(shí)間:2025-10-24 閱讀次數(shù)：46次
靈芝（Ganoderma）作為一種傳統(tǒng)的藥食兩用真菌，長期以來在亞洲地區(qū)被廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)免疫力、抗腫瘤、保肝等方面。靈芝主要的生物活性成分包括多糖、三萜類、甾體和聚酮類化合物。三萜類化合物尤其是羊毛甾烷型三萜（lanostane-type triterpenoids）因其多樣的生物活性（如抗腫瘤、抗病毒、抗炎、降血脂等）而備受關(guān)注。
白肉靈芝（Ganoderma leucocontextum）是青藏高原特有的靈芝品種，其化學(xué)成分和生物活性研究相對較少。質(zhì)譜成像技術(shù)（Mass Spectrometry Imaging, MSI），能夠在組織切片上直接可視化代謝物的空間分布，為理解天然產(chǎn)物的生物合成、積累及其生態(tài)功能提供重要信息。
中國科學(xué)院微生物所劉宏偉研究員課題組由白肉靈芝子實(shí)體中系統(tǒng)分離并鑒定了18個(gè)新型三萜類化合物，評估其抗肝癌活性，并結(jié)合基質(zhì)輔助激光解吸電離質(zhì)譜成像 (MALDI-MSI) 技術(shù)首次揭示了這些成分在子實(shí)體中的空間分布規(guī)律。
01 白肉靈芝中化學(xué)成分鑒別及其空間分布特征研究
以LCMS數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)結(jié)合分子網(wǎng)絡(luò)分析，指導(dǎo)目標(biāo)化合物鑒別，本研究從白肉靈芝中共發(fā)現(xiàn)鑒別得到50個(gè)化合物，包括18個(gè)新型羊毛脂烷型三萜 (Ganoleucocontins A–R，化合物1-18)及32個(gè)已知化合物。
通過UV、CD、NMR、HRESIMS、ECD計(jì)算等多種光譜技術(shù)，結(jié)合化學(xué)衍生化方法，全面解析了新化合物的平面結(jié)構(gòu)與立體構(gòu)型。其中，化合物12–15、17和18為一類新型的通過3-羥基-3-甲基戊二酰 (HMG) 連接的三萜二聚體，為首次報(bào)道。圖1顯示了白肉靈芝中18個(gè)新發(fā)現(xiàn)三萜化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)。
圖1 基于分子網(wǎng)絡(luò)鑒別得到的新化合物
以人肝癌細(xì)胞Huh7為模型，通過CCK-8法評估所有化合物的細(xì)胞毒性，并進(jìn)一步研究了活性化合物對細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期、Caspase-3/7活性及相關(guān)基因表達(dá)的影響。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明部分化合物對肝癌細(xì)胞有抑制作用，能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和周期阻滯。
通過MALDI-MSI技術(shù)對新鮮白肉靈芝子實(shí)體進(jìn)行可視化分析，獲得不同三萜類化合物質(zhì)譜圖像并進(jìn)行分析。白肉靈芝中的三萜類成分（如Ganodermanontriol、Ganoderic acid S、Ganoderiol F等）主要富集于菌蓋和菌柄的邊緣皮層。HPLC分析進(jìn)一步證實(shí)，菌蓋和菌柄的外層（皮部）三萜含量顯著高于內(nèi)部組織，從化學(xué)生態(tài)學(xué)角度分析，這種分布可能有助于靈芝抵抗生物和非生物脅迫。
圖2顯示了白肉靈芝子實(shí)體取樣部位的光學(xué)圖像以及代表性三萜化合物的質(zhì)譜圖像，并通過HPLC分析進(jìn)一步確定不同三萜類化合物在不同部位的含量分布差異。
圖2 白肉靈芝MALDI-MSI分析結(jié)果及不同部位三萜類化合物HPLC定量分析結(jié)果比較
02 小結(jié)
本工作基于LCMS數(shù)據(jù)與分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的分離策略，成功從白肉靈芝中發(fā)掘出18個(gè)結(jié)構(gòu)新穎的三萜類化合物，并首次報(bào)道了一類由HMG連接的三萜二聚體。白肉靈芝中多種化合物表現(xiàn)出顯著的抗肝癌活性，機(jī)制涉及誘導(dǎo)凋亡與細(xì)胞周期阻滯。MALDI-MSI技術(shù)的應(yīng)用不僅直觀揭示了活性成分在靈芝組織中的空間分布規(guī)律，也為今后藥用真菌的“部位特異性”利用提供了科學(xué)依據(jù)。這一技術(shù)手段在中藥資源品質(zhì)評價(jià)、活性成分定位、乃至生態(tài)功能研究中具有廣闊的應(yīng)用前景。
島津iMScope QT成像質(zhì)譜分析平臺(tái)
本文涉及內(nèi)容非醫(yī)療用途，僅供專業(yè)人士學(xué)習(xí)及相關(guān)研究參考使用。
參考文獻(xiàn)：Dong et al. (2025 ) Molecular Networking Combined with MALDI-MSI Reveals New Lanostane-Type Triterpenoids with Anti-Hepatocellular Carcinoma Activity and Their Spatial Distribution in the Fruit Body of Ganoderma leucocontextum ACS Omega 10, 23, 24740–24755