美科学家合成海洋海绵分子 或攻克罕见癌症

在海洋药物研发的深水区，来自美国佛罗里达州立大学的科研团队取得了一项突破性进展。该团队成功合成了两种源自太平洋深海海绵共生细菌的新型天然产物分子，这一成果不仅标志着有机合成化学在复杂分子构建上的技术跃升，更为罕见癌症的药物开发提供了极具潜力的候选化合物。相关研究结果已发表在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上，为海洋生物活性物质的工业化应用奠定了科学基础。

这项研究的人物是该校化学与生物化学系的博士研究生扎卡里·法伊尔斯通（Zackary Firestone）。他领导团队成功合成了两种关键分子：四氢哈利西酰胺B（Tetradehydrohaliciclamine B）及其异构体表-四氢哈利西酰胺B（Epi-tetradehydrohaliciclamine B）。这两种分子Zui初是从太平洋海域发现的巨大刺海绵（Acanthostrongylophora ingens）体内分离出的共生细菌中获得的。海洋海绵及其共生的微生物群落长期以来被视为生物活性分子的宝库，但受限于提取难度和产量极低，其药用潜力一直难以充分释放。

四氢哈利西酰胺B早在2018年便被发现具有独特的药理机制，即能够抑制细胞内的蛋白酶体。蛋白酶体是负责清除细胞内受损或错误折叠蛋白质的关键复合物。在某些罕见的恶性肿瘤中，如多发性骨髓瘤和套细胞淋巴瘤，癌细胞高度依赖这种“清理机制”来排除毒性蛋白，从而维持生存并扩散。因此，蛋白酶体抑制剂已成为治疗此类癌症的核心手段之一。然而，由于天然来源的分子提取量微乎其微，且化学结构极其复杂，长期制约了对其药效的深度评估。

相比之下，表-四氢哈利西酰胺B于2019年被发现，此前尚未有公开的生物学研究报道。尽管其生物活性尚待全面解析，但其独特的分子结构已引起合成有机化学界的广泛关注。法伊尔斯通指出，通过实验室全合成技术获得这些复杂分子，不仅解决了原料稀缺的问题，更使得研究人员能够对分子结构进行微调，以优化其药代动力学性质和靶向能力。

该研究的核心难点在于分子几何构型的精准控制。法伊尔斯通是首位成功合成具有特定几何构型这两种分子的科学家，这一突破对于确保分子与人体靶点（如蛋白酶体）的结合至关重要。他的工作是在乔尔·M·史密斯教授（Joel M. Smith）领导的史密斯实验室进行的。该实验室长期致力于探索复杂分子的新颖合成路径，旨在为小分子新药的研发提供坚实的科学支撑。史密斯教授高度评价了法伊尔斯通在应对复杂合成挑战时所展现出的坚韧与严谨。

值得注意的是，作为原料的巨大刺海绵主要分布于印度尼西亚沿海地区，因其蕴含多种生物活性分子而备受全球研究者青睐。采集过程极具挑战性，潜水员需单独收集样本并立即冷冻，以防止化学成分在运输过程中降解。这一案例生动展示了从海洋生态采样到实验室合成，再到临床前评估的完整创新链条，为后续开发针对难治性癌症的新型疗法打开了新窗口。