(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011095539.1
(22)申请日 2020.10.14
(71)申请人 东南大学
地址 211102 江苏省南京市江宁区东南大
学路2号
(72)发明人 林凤鸣 杨子华源
(74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所
(普通合伙) 32204
代理人 杨晓莉
(51)Int.Cl.
A61K 41/00(2020.01)
A61P 31/04(2006.01)
(54)发明名称
聚酮化合物sorbicillinoids作为水溶性光
敏剂的应用
(57)摘要
本发明公开了聚酮化合物sorbicillinoids
作为水溶性光敏剂的应用，sorbicillinoids能 够在微量紫外光催化下产生大量单线态氧，有效
杀死革兰氏阳性菌。本发明将真菌次级代谢产物
sorbicillinoids作为新型可溶性光敏剂，实现
氏阳性菌的方法，解决了现有光敏剂水溶性差，
以及紫外光在光动力抗菌生物相容性差的问题。
此外sorbicillinoids具有水溶性好，制备方法
简单，
生物安全性好等优点。权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 112206321 A 2021.01.12
C N 112206321
A
1.聚酮化合物sorbicillinoids作为水溶性光敏剂的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水溶性光敏剂用于抗菌。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水溶性光敏剂用于抗革兰氏阳性菌。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述革兰氏阳性菌包括金黄葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和藤黄球菌。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，将革兰氏阳性菌与sorbicillinoids孵育后，在紫外线下照射。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述sorbicillinoids浓度为50-500μg/mL。
权 利 要 求 书1/1页CN 112206321 A
聚酮化合物sorbicillinoids作为水溶性光敏剂的应用
技术领域
[0001]本发明属于生物技术，具体涉及聚酮化合物sorbicillinoids作为水溶性光敏剂的应用。
背景技术
[0002]每年由细菌感染引起的疾病如肺炎和败血症威胁着数百万人的生命。目前，应对细菌感染使用最广泛的策略就是使用抗生素(Science 2009,325,1089–1093)。但是，近几十年来抗生素的滥用导致细菌的耐药性增加和多重耐药性细菌的出现。因此，迫切需要开发新的抗生素和有效的抗菌疗法。目前已经成功开发了许多新型抗生素，如碳点(J.Mater.Chem.B.2019,7,5104–5114)和阳离子抗菌肽(Nat.Microbiol.2016,1,16162)。此外，新的抗菌疗法也已用于细菌感染，例如光动力疗法 (P h o t o c h e m.P h o t o b i o l.S c i.2004,3,436–450)和光热疗法(A C S Appl.Mater.Interfaces2019,11,17177–17183)。抗菌光动力疗法(Antimicrobial Photodynamic Therapy,APDT)是一种有望替代传统抗生素使用的有前景的抗菌方法(ACS Appl.Mater.Interfaces 2017,9,15943–15951)。APDT的作用机理是通过适当波长的光照射光敏剂，从而将分子氧转化为活性氧(Reactive Oxygen Species，ROS)，主要成分是单线态氧(1O2)。具有较高活性的ROS可能会破坏重要
的生物大分子包括脂质、蛋白质和DNA，最终导致细菌死亡(J.Clin.Transl.Res.2015,1,140–167)。与传统抗生素相比，APDT仅光照细菌感染位置，不会对其他部位造成损害，从而实现了选择性抗菌。更重要的是，APDT可以对大部分细菌造成杀伤作用但不产生耐药性。
[0003]当前用于APDT的大多数光敏剂水溶性差，在溶液中易聚集，严重降低了APDT的抗菌效果(Chem.Soc.Rev.2018,47,7369–7400)。通常使用多种修饰方法来提高光敏剂的亲水性。例如将光敏剂通过物理封装或化学共价连接到纳米颗粒载体，如多肽纳米颗粒(Adv.Funct.Mater.2015,25,2961–2971)、聚合物纳米颗粒(ACS Appl.Mater.Interfaces 2015,7,28027–28034)和脂质体(Langmuir 2008,24,10209–10215)。但是这些物理化学修饰手段通常非常耗时并且会有一些不良效应如生物相容性低。这可能会限制APDT的临床应用。困扰APDT的另一个问题是某些光敏剂如金属氧化物如氧化锌(ZnO)和二氧化钛(TiO2)需要利用紫外光实现光动力效果。但是紫外光会对人体造成损伤，而且其组织渗透性较差。因此，迫切需要为APDT系统到新的光敏剂以克服这些问题。一些来自真菌和植物的天然产物可以用作光敏剂，如金丝桃素、姜黄素、降乳素和阳离子核黄素。这些化合物通常来自次级代谢途径。来源于天然产物的光敏剂具有生物相容性好、来源广泛和单线态氧产量高的优点。Sorbicillinoids是从海洋和陆生子囊菌(如木霉菌、顶头孢霉、曲霉菌、青霉菌等)中分离出的聚酮化合物。这些化合物大多数具有一些特征性结构，包括双环或三环结构。近年来有研究表明sorbicillinoids可用于抗氧化(J.Antibiot.2012,65,45–47)、抗菌(J.Nat.Prod.2015,78,2699–2703)和抗癌(Org.Lett.2019,21,1311–1314)，但是尚未有关于将sorbicillinoids类作为光敏剂用于光动力疗法的研究报道。
发明内容
[0004]发明目的：针对上述现有技术，本发明提供了聚酮化合物sorbicillinoids作为水溶性光敏剂的应用。
[0005]技术方案：本发明公开了聚酮化合物sorbicillinoids作为水溶性光敏剂的应用。[0006]其中，所述水溶性光敏剂用于抗菌，特别是抗革兰氏阳性菌。
[0007]所述革兰氏阳性菌包括但不仅限于金黄葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和藤黄球菌。[0008]具体的，将革兰氏阳性菌与sorbicillinoids混合孵育后，在紫外线(2mW/cm2)照射20-120min，优选25min。
[0009]其中，sorbicillinoids浓度为50-500μg/mL。优选300μg/mL。
[0010]有益效果：本发明所述聚酮类物sorbicillinoids具有良好的APDT性能，在低剂量紫外线照射下产生单线态氧，对革兰氏阳性菌菌具有良好的杀菌效果；所述sorbicillinoids具有很好的水溶性和稳定性，适合应用于含水生物体系中的抗菌；s o r b i c i l l i n o i d s对细胞几乎没有光毒性和暗毒性，并不具有溶血性；并且sorbicillinoids由微生物发酵工程获得，制备方法简单、来源丰富、具有可持续性。本发明将真菌次级代谢产物sorbicillinoids作为新型可溶性光敏剂，实现无毒剂量紫外线辅助的APDT，用于灭活革兰氏阳性菌的方法，解决了现有光敏剂水溶性差，以及紫外光在光动力抗菌生物相容性差的问题。
附图说明
[0011]图1为本发明制得的sorbicillinoids对金黄葡萄球菌的细菌存活率；[0012]图2为本发明制得的sorbicillinoids对枯草芽孢杆菌的细菌存活率；
[0013]图3为本发明制得的sorbicillinoids对藤黄微球菌的细菌存活率；
[0014]图4为本发明制得的sorbicillinoids对肺泡上皮细胞AT-II的细胞毒性；[0015]图5为本发明制得的sorbicillinoids的溶血性评价。
具体实施方式
[0016]下面结合具体实施例对本申请做出详细说明。
[0017]实施例1
[0018]Sorbicillinoids的制备，具体可参见专利CN109486688A，包括以下步骤：[0019](1)将里氏木霉ZC121的孢子接种于沙氏葡萄糖培养基(SDB)中，于28℃活化培养2天；
[0020](2)将活化的里氏木霉菌丝接种于含有葡萄糖的TMM培养基中，28℃发酵培养5天；[0021](3)通过高速离心分离菌丝和发酵液，得到含有无机盐、sorbicillinoids等的发酵液上清；
[0022](4)将发酵液上清烘干，溶于甲醇中，滤去不溶于甲醇的无机盐；
[0023](5)将过滤液蒸发得到sorbicillinoids。
[0024]实施例2
[0025]测试实施例1的sorbicillinoids对金黄葡萄球菌的抑菌能力，方法如下：[0026]选取培养过夜的金黄葡萄球菌，离心后用生理盐水稀释至细菌在600nm处的吸
光度为0.5左右，此时细菌的个数约为1×108CFU/mL。将金黄葡萄球菌与含有不同浓度sorbicillinoids(0、50、100、200、250和300μg/mL)孵育30分钟后，在紫外线(2mW/cm2)照射25min，同时，同样条件下不加紫外光照作为对照。将菌液涂匀在LB琼脂板上，放置12小时，实验结果见图1，实验结果表明300μg/mL sorbicillinoids即可杀死99.5％金黄葡萄球菌。
[0027]实施例3
[0028]测试实施例1的sorbicillinoids对枯草芽孢杆菌的抗菌能力，方法与实施例2相同。实验结果见图2，实验结果表明300μg/mL sorbicillinoids即可杀死98.9％枯草芽孢杆菌。
[0029]实施例4
[0030]测试实施例1的sorbicillinoids对藤黄微球菌的抗菌能力，方法与实施例1相同。实验结果见图3，表明300μg/mL sorbicillinoids即可杀死99.9％藤黄微球菌。
[0031]实施例5
[0032]测试实施例1的sorbicillinoids对动物细胞的光毒性和暗毒性，方法如下：[0033]将5×104个/mL肺泡上皮细胞AT-II分别与浓度为0、50、100、150、200、250、300、350、400和450μg/mL的sorbicillinoids孵育，在紫外线(2mW/cm2)照射25min后放入培养箱24小时，同时，同样条件下不加紫外光照作为对照。利用酶标仪采用MTT检测法测定sorbicillinoids对AT-II细胞的毒性，结果见图4。实验结果表明，不论是否有紫外线照射，与450μg/mL sorbicillinoids共孵育的AT-II细胞仍有80％以上的存活率，而该浓度远低于sorbicillinoids的抗菌浓度300μg/mL。这表明sorbicillinoids的APDT对动物细胞的具有非常低的暗毒性和光毒性，表现出了良好的生物相容性。
[0034]实施例6
[0035]测试实施例1的sorbicillinoids的溶血性，方法如下：
[0036]从小鼠中采集新鲜血液，在2000rpm下离心5min从血液中获得红细胞(RBC)，并将其重悬于0.9％NaCl中。将获得的RBC用不同浓度的sorbicillinoids(50、100、200、250和300μg/mL)在37℃下处
理2h，然后以2000rpm离心5分钟。将所得的上清液转移至96孔板，用酶标仪在492nm处进行吸光度测量。将分别用磷酸盐缓冲盐水(PBS)和Triton X-100(T)处理的RBC分别设为阴性对照和阳性对照。所得结果如图5所示，抗菌浓度范围(0-300μg/mL) sorbicillinoids没有溶血性，表明其具有良好的生物相容性。
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