植物和微生物在地球上的存在历史悠久,种类繁多；经过进化预选以及其他一些生物或非生物因素的共同作用,其防御体系和代谢系统高度发达,所产生的代谢产物具有结构新颖、活性独特等特色,成为生物医学和重大创新药物研究领域中具有独特优势的资源。目前,世界销售额前20位的药物品种均为小分子药物；天然产物在一些疾病治疗领域的出现几率非常高,如78%抗感染药物和74%抗肿瘤药物都是天然产物,或是从天然产物衍生而来；天然产物在肿瘤治疗中已取得较好的临床应用效果,如紫杉醇、羟基喜树碱等。据估计,仅高等真菌在全球就有超过140’000种,其中只有约1/10被发现,而这其中仅有极少部分的化学成分被分析。因此,依然有很大的潜力从高等真菌中发现有利于人类健康的化合物。担子菌纲、多孔菌科野生高等真菌地花菌Albatrellus confluens在传统中药中的应用历史悠久。为发现该高等真菌中自然发生的生物活性代谢产物,中国科学院昆明植物研究所的研究人员分析了Albatrellus confluens子实体的化学成分,从其中提取分离得到一系列化合物,包括Grifoli、Neogrifolin、Albaconol以及Neoalbaconol等。前三个化合物为已知结构,都具有一定抗肿瘤活性；Neoalbaconol是一个新结构小分子化合物。化合物抗肿瘤的主要效应是特异性抑制肿瘤细胞生长、诱导肿瘤细胞死亡。目前,细胞死亡大致可分为以下几种方式：坏死(Necrosis),凋亡(Apoptosis),自噬性细胞死亡(Autophagic Cell Death)以及一种近几年来最新被定义的死亡方式：程序性坏死(Necroptosis,或者Programmed Necrosis)。坏死一般指外界损伤作用导致细胞不能存活的被动、无序,伴随炎症发生的死亡方式。凋亡是特异刺激诱导的死亡相关信号通路作用下的主动细胞死亡,是一种正常的生理程序,该过程中没有炎症反应。自噬发生最明显、最有力的证据是细胞质中出现自噬泡,其在维持细胞内环境稳定、对抗微生物入侵、应对营养缺乏等方面具有重要作用。程序性坏死是一种新定义的程序性细胞死亡方式,分子机制还不很明确,其特征是具有坏死的细胞形态,细胞出现能量危机,伴随自噬的发生,细胞膜完整性破坏,可以被小分子抑制剂Nercostatin-1特异性抑制等。这些细胞死亡方式既可以独立存在,也可以同时存在多种死亡方式,决定细胞的生存状态；在不同背景下这些死亡方式也具有不同的相互作用,如自噬可以协同凋亡导致细胞死亡,也可以拮抗凋亡增加细胞存活；而程序性坏死通常伴随有自噬发生,但自噬对程序性坏死的作用决定于特定的背景。PI3K/Akt/mT0R信号通路整合了生长因子、营养信号和能量代谢信号通路,在细胞生长调节中处于中心地位,其异常活化与多种肿瘤发生密切相关。活化的PI3K使Akt和PDK1结合,促进PDK1对AktSer308的磷酸化,导致其活化。Akt通过磷酸化作用激活或抑制下游一系列底物如mTOR、NF-κB、GSK-β和Bad、Caspase9等,从而调节细胞的能量代谢、增殖、分化、凋亡以及迁移等。己糖激酶家族是Akt在能量代谢中的重要靶标分子,Akt通过增加线粒体HK2活性,直接偶联糖代谢和线粒体ATP合成；同时,Akt的抗早期凋亡也是通过HK2实现的。由于PI3K/Akt/mTOR信号通路的功能众多,靶向该通路的化合物可能通过改善细胞不同方面的表型来实现其抗肿瘤效应。为研究化合物Neoalbaconol的抗肿瘤效应,我们首先观察了其对不同肿瘤细胞系和正常组织永生化细胞系生长的影响。Neoalbaconol对一系列来自鼻咽癌、乳腺癌、黑色素瘤、白血病、肺癌、结肠癌以及前列腺癌的肿瘤细胞具有显著的生长抑制作用,对于人源和鼠源永生化细胞株作用较小。在鼻咽癌裸鼠移植瘤模型中,Neoalbaconol可一定程度上抑制移植瘤生长,对C666-1细胞裸鼠移植瘤的抑制率为58.5%。在体外,我们发现该化合物以时间和剂量依赖的方式诱导细胞死亡,导致Annexin-Ⅴ阳性细胞增加,caspase8,9以及caspase3和PARP剪切,说明死亡受体途径和线粒体途径凋亡的发生；但是caspase泛抑制剂zVAD-fmk对Neoalbaconol诱导的细胞死亡挽救作用很小,而程序性坏死抑制剂necrostatin-1可以较好的挽救该化合物导致的细胞死亡,同时在其诱导的细胞死亡过程中,细胞发生自噬,葡萄糖摄入和ATP合成都受到抑制,可见细胞能量代谢被抑制。细胞周期分析发现化合物Neoalbaconol对细胞周期进展没有明显影响。这些现象说明Neoalbaconol可以诱导细胞凋亡、自噬和程序性坏死,而程序性坏死是其抑制肿瘤细胞生长的主要机制。为研究Neoalbaconol诱导的这几种细胞死亡机制之间的关系,我们观察了zVAD-fmk、自噬抑制剂3-MA对细胞凋亡、自噬和细胞存活的影响。zVAD-fmk可以抑制细胞凋亡,但对自噬和细胞存活的影响很小；3-MA抑制了细胞自噬发生,极大地促进了Neoalbaconol诱导的细胞死亡,减少细胞存活,对细胞凋亡却没有影响。我们进一步发现该化合物诱导的自噬依赖于JNK的活化,JNK抑制剂SP600125抑制了细胞中自噬的发生,并导致细胞存活减少；而且,作为靶向Class III PI3K的自噬抑制剂,3-MA也抑制了细胞中JNK的活化,进而抑制了自噬发生。因此,我们认为在Neoalbaconol作用下,细胞凋亡独立导致细胞死亡,而自噬是细胞应对程序性坏死中细胞能量代谢危机的存活机制。鉴于PI3K/Akt信号通路在细胞能量代谢中的轴心地位,我们观察了Neoalbaconol对该通路的影响。Neoalbaconol可以在不同细胞中抑制组成型或者激动剂诱导的Akt及其下游关键蛋白因子的活性；计算机模拟认为化合物Neoalbaconol靶向Akt上游活化蛋白PDK1,通过结合于该蛋白的ATP结合域而抑制其活性,从而抑制了PI3K/Akt信号通路。作为Akt的重要靶标和促进糖代谢的关键因子之一,Neoalbaconol在mRNA水平和蛋白水平抑制了HK2；同时该化合物促进了糖代谢负调控因子TIGAR的表达。进一步研究发现细胞中ATP合成、HK2表达以及自噬的发生都依赖于Akt的活性。裸鼠移植瘤组织切片免疫组化试验证实了该化合物在体内抑制了PI3K/Akt信号通路。以上实验研究说明天然产物Neoalbaconol通过抑制PI3K/Akt信号通路,导致细胞发生能量代谢危机,诱导自噬发生；通过细胞凋亡和程序性坏死等死亡机制导致肿瘤细胞死亡、抑制肿瘤生长。其体内外生物学作用提示Neoalbaconol在肿瘤治疗和化学预防中具有一定潜力,可以作为抗肿瘤先导化合物作进一步研究。