基于分子网络与成像质谱技术揭示白肉灵芝中新型三萜类成分及空间分布特征
灵芝（Ganoderma）作为一种传统的药食两用真菌，长期以来在亚洲地区被广泛应用于增强免疫力、抗肿瘤、保肝等方面。灵芝主要的生物活性成分包括多糖、三萜类、甾体和聚酮类化合物。三萜类化合物尤其是羊毛甾烷型三萜（lanostane-type triterpenoids）因其多样的生物活性（如抗肿瘤、抗病毒、抗炎、降血脂等）而备受关注。
白肉灵芝（Ganoderma leucocontextum）是青藏高原特有的灵芝品种，其化学成分和生物活性研究相对较少。质谱成像技术（Mass Spectrometry Imaging, MSI），能够在组织切片上直接可视化代谢物的空间分布，为理解天然产物的生物合成、积累及其生态功能提供重要信息。
中国科学院微生物所刘宏伟研究员课题组由白肉灵芝子实体中系统分离并鉴定了18个新型三萜类化合物，评估其抗肝癌活性，并结合基质辅助激光解吸电离质谱成像 (MALDI-MSI) 技术首次揭示了这些成分在子实体中的空间分布规律。
01
以LCMS数据为基础结合分子网络分析，指导目标化合物鉴别，本研究从白肉灵芝中共发现鉴别得到50个化合物，包括18个新型羊毛脂烷型三萜 (Ganoleucocontins A–R，化合物1-18)及32个已知化合物。
通过UV、CD、NMR、HRESIMS、ECD计算等多种光谱技术，结合化学衍生化方法，全面解析了新化合物的平面结构与立体构型。其中，化合物12–15、17和18为一类新型的通过3-羟基-3-甲基戊二酰 (HMG) 连接的三萜二聚体，为首次报道。图1显示了白肉灵芝中18个新发现三萜化合物化学结构。
图1 基于分子网络鉴别得到的新化合物
以人肝癌细胞Huh7为模型，通过CCK-8法评估所有化合物的细胞毒性，并进一步研究了活性化合物对细胞凋亡、细胞周期、Caspase-3/7活性及相关基因表达的影响。细胞实验表明部分化合物对肝癌细胞有抑制作用，能诱导细胞凋亡和周期阻滞。
通过MALDI-MSI技术对新鲜白肉灵芝子实体进行可视化分析，获得不同三萜类化合物质谱图像并进行分析。白肉灵芝中的三萜类成分（如Ganodermanontriol、Ganoderic acid S、Ganoderiol F等）主要富集于菌盖和菌柄的边缘皮层。HPLC分析进一步证实，菌盖和菌柄的外层（皮部）三萜含量显著高于内部组织，从化学生态学角度分析，这种分布可能有助于灵芝抵抗生物和非生物胁迫。
图2显示了白肉灵芝子实体取样部位的光学图像以及代表性三萜化合物的质谱图像，并通过HPLC分析进一步确定不同三萜类化合物在不同部位的含量分布差异。
图2 白肉灵芝MALDI-MSI分析结果及不同部位三萜类化合物HPLC定量分析结果比较
02
本工作基于LCMS数据与分子网络结合的分离策略，成功从白肉灵芝中发掘出18个结构新颖的三萜类化合物，并首次报道了一类由HMG连接的三萜二聚体。白肉灵芝中多种化合物表现出显著的抗肝癌活性，机制涉及诱导凋亡与细胞周期阻滞。MALDI-MSI技术的应用不仅直观揭示了活性成分在灵芝组织中的空间分布规律，也为今后药用真菌的“部位特异性”利用提供了科学依据。这一技术手段在中药资源品质评价、活性成分定位、乃至生态功能研究中具有广阔的应用前景。
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本文涉及内容非医疗用途，仅供专业人士学习及相关研究参考使用
参考文献：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
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