Bracken Fern Carcinogen, Ptaquiloside, Forms a Guanine O6?Adduct in DNA
蕨类植物致癌物 Ptaquiloside 可在 DNA 中形成鸟嘌呤 O6 位点加合物
?? 导读
2025年1月，英国谢菲尔德大学核酸研究所的通讯作者 David M. Williams 教授与第一作者 Fourat Keskin 博士，在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》期刊上发表了题为《Bracken Fern Carcinogen, Ptaquiloside, Forms a Guanine O6?Adduct in DNA》的研究论文。
?? 摘要
蕨类植物中常见的毒性成分 Ptaquiloside（PTQ）是一种致癌性 illudane 类型配糖体，其衍生物 PTQ dienone 可与 DNA 碱基发生加成反应，已知可形成 N7-guanine 和 N3-adenine 加合物。该研究首次证实 PTQ dienone 还可在 DNA 中形成 O6-guanine 加合物（O6-PTBguanine）。由于 O6-烷基化鸟嘌呤在突变生成中作用显著，且该加合物难以被 DNA 修复酶 MGMT 识别修复，因此本研究提出了一种 PTQ 致癌性的分子机制。
?? 引言
蕨类植物（Pteridium sp.）广泛分布于全球温带和亚热带地区，被证实对牲畜具有显著毒性，可导致视网膜退化、白细胞减少、出血以及消化道和膀胱肿瘤等慢性疾病。其主要毒素 PTQ 在环境中可通过降雨冲刷进入水体与土壤，进而污染饮用水、奶制品和肉类。虽然其潜在人类致癌性已被国际癌症研究机构（IARC）列为“可能致癌物”，但其分子作用机制尚不明确。
?? 研究内容
目标与方法：
本研究旨在检测 PTQ dienone 是否能在 DNA 中形成 O6-guanine 加合物； 合成标准物 O6-PTB-dG（O6-(pterosin B)-2′-deoxyguanosine）并与 DNA 加合物进行对比分析；
使用 LC-MS/MS、核磁共振和 PAGE 技术进行结构解析和酶修复识别实验。
关键发现：
PTQ dienone 可与 DNA 中鸟嘌呤 O6 位点反应生成 O6-PTBguanine（O6-PTBG），为首次报道；
相较于传统 O6-methylguanine，加合物 O6-PTBG 更难被 MGMT 修复，IC50 值显著偏高（约200 nM vs. 2 nM）；
电泳迁移实验表明 S. pombe 来源的 DNA 修复蛋白 Atl1 可与 O6-PTBG 形成稳定复合物，提示其在细胞识别中的潜在作用；
加合物形成比例为 O6:N7 = 1.4:1，提示该毒素为“硬亲电体”，倾向于攻击鸟嘌呤的 O6 位点。
?? 总结与展望
该研究首次证实 PTQ dienone 可在 DNA 中形成具有突变潜力的 O6-guanine 加合物，为蕨类植物毒性和致癌性提供了直接分子证据。由于 O6-PTBG 难以通过 MGMT 修复，可能在体内积累并导致基因突变。此外，该结构与抗肿瘤药物 Illudin S 相似，提示其毒性可能通过转录或复制耦合的核苷酸切除修复（NER）途径完成清除。研究结果对于环境致癌物的风险评估和机制研究具有重要启示。
?? 原文链接
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c07187
