产品名称: 莫能菌素钠
英文名: Monensin sodium
中文别名: 莫能菌素(17090-79-8)；莫能菌素 A; 莫能霉素; 莫能霉素钠盐
英文别名: Monensin(17090-79-8); Monensin A;
Cas 号: 22373-78-0
产品编码:BP2018
分子式: C36H62O11
分子量: 670.881
来源:
物理性状: White Powder
化合物类型: Antibiotics
纯度: 99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，标准包装10mg，20mg，50mg；可以按客户需求包装。
可以满足克级以上大量需求，详情请咨询。
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莫能菌素钠的HPLC图谱
储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃
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天然产物作为药物发现的重要源泉，在人类与疾病的长期斗争中扮演着不可替代的角色。在众多具有生物活性的天然产物中，莫能菌素钠（Monensin sodium）以其独特的离子载体特性和广泛的药理活性，引起了药理学界持续而深入的研究兴趣。莫能菌素钠最初于1967年从链霉菌（Streptomyces cinnamonensis）的发酵产物中分离得到，属于聚醚类离子载体抗生素家族。作为一种具有口服活性的抗生素，莫能菌素钠最早被广泛应用于兽医领域，特别是作为抗球虫药物在家禽养殖中发挥重要作用。然而，随着研究的不断深入，科学家们逐渐发现莫能菌素钠的药理活性远不止于抗菌和抗寄生虫作用。近年来，莫能菌素钠在抗肿瘤、调节细胞信号通路、影响外泌体分泌等方面的潜在应用价值日益受到关注，使其成为天然产物药理学研究领域的一个热点分子。本文将从化学结构、理化性质、药理活性、作用机制、成药性评价及临床应用前景等多个维度，对莫能菌素钠的研究进展进行系统综述，以期为该化合物的深入研究与开发提供参考。
莫能菌素钠的化学名称为莫能菌素钠A，分子式为C36H61NaO11，分子量为670.88 g/mol。从结构上看，莫能菌素钠属于聚醚类离子载体抗生素，其核心结构由一条含有多个四氢呋喃和四氢吡喃环的线性聚醚链构成，末端含有一个羧酸基团。这一独特的结构使其能够形成类似于“甜甜圈”的环状构象，其中亲脂性的外部骨架使其能够嵌入生物膜的脂质双层中，而内部的极性空腔则能够选择性地结合阳离子。莫能菌素钠的钠盐形式使其在生理条件下具有良好的稳定性，其CAS号为22373-78-0。
莫能菌素钠的理化性质参数为其药理学应用提供了重要的基础信息。其脂水分配系数（LogP）为3.4938，表明该化合物具有中等程度的亲脂性，这与其能够嵌入细胞膜脂质双层的特性相一致。拓扑极性表面积（TPSA）为153.37 Ų，这一数值相对较高，反映了分子中存在多个极性氧原子。莫能菌素钠的水溶性较低，仅为0.0776 mg/mL，这一特性在一定程度上限制了其给药方式，通常需要借助适当的溶剂或制剂技术来提高其生物利用度。值得注意的是，莫能菌素钠的血脑屏障穿透能力较低，这一特性在全身给药时可能减少中枢神经系统的副作用，但也限制了其在脑部疾病治疗中的应用。此外，hERG抑制试验结果为阴性，Ames试验结果为0.0，表明莫能菌素钠在遗传毒性和心脏毒性方面的风险较低，这为其进一步的药物开发提供了有利的安全性基础。
莫能菌素钠并非来源于植物，而是由放线菌中的链霉菌属微生物次级代谢产生。具体而言，产生莫能菌素钠的菌株为肉桂色链霉菌（Streptomyces cinnamonensis）。这一发现源于20世纪60年代美国礼来公司（Eli Lilly and Company）的研究人员对土壤微生物代谢产物的系统筛选。链霉菌作为天然产物的重要来源，其基因组中蕴含着丰富的生物合成基因簇，能够产生结构多样、活性广泛的次级代谢产物。莫能菌素钠的生物合成途径涉及聚酮合酶（PKS）催化的复杂反应过程，包括聚酮链的延伸、环化、氧化修饰以及最终的钠离子配位等步骤。
莫能菌素钠的工业生产主要采用微生物发酵法。发酵过程通常在含有碳源（如葡萄糖、淀粉）、氮源（如大豆粉、玉米浆）和无机盐的培养基中进行，通过优化发酵条件（温度、pH、溶氧量、发酵周期等）来提高目标产物的产量。发酵结束后，莫能菌素钠的提取通常包括以下几个关键步骤：首先，通过离心或过滤分离发酵液中的菌丝体；其次，利用有机溶剂（如乙酸乙酯、甲醇等）从发酵液中萃取目标产物；然后，通过减压蒸馏去除溶剂得到粗提物；最后，采用柱层析、重结晶等方法进行纯化，获得高纯度的莫能菌素钠产品。现代分离技术的发展，如高速逆流色谱、制备型高效液相色谱等，为莫能菌素钠的高效纯化提供了更多选择。
莫能菌素钠最早且最经典的应用是作为抗球虫药物。球虫病是由艾美耳属（Eimeria）等球虫寄生于动物肠道上皮细胞引起的一种原虫病，对家禽养殖业造成巨大的经济损失。莫能菌素钠通过干扰球虫体内的离子平衡，特别是影响Na+/H+交换，导致球虫细胞内的pH稳态被破坏，进而抑制其生长和繁殖。研究表明，莫能菌素钠对多种艾美耳球虫（如Eimeria tenella、Eimeria acervulina、Eimeria maxima等）均具有良好的杀灭效果。在兽医临床中，莫能菌素钠通常以饲料添加剂的形式使用，通过预防性给药来控制球虫病的发生。其作用靶点涉及球虫的线粒体功能（MITO）、ATP合成酶（ATP6）以及顶质体（APIC）等关键细胞器，通过多靶点协同作用发挥抗球虫效果。
作为离子载体抗生素，莫能菌素钠对多种革兰氏阳性菌具有显著的抗菌活性。其抗菌机制主要基于对细菌细胞膜离子梯度的破坏，导致细胞内离子浓度失衡，进而影响细菌的正常代谢活动。研究表明，莫能菌素钠对金黄色葡萄球菌、链球菌、梭菌等病原菌均表现出抑制作用。然而，莫能菌素钠对革兰氏阴性菌的活性相对较弱，这主要归因于革兰氏阴性菌外膜的存在限制了药物的渗透。在抗真菌方面，莫能菌素钠对某些致病真菌如念珠菌属（Candida）也显示出一定的抑制活性，但其抗真菌谱相对较窄。值得注意的是，莫能菌素钠的抗菌活性与其离子载体特性密切相关，通过改变细胞膜对一价阳离子的通透性，干扰跨膜离子梯度，从而影响细菌的能量代谢和物质转运过程。
除了抗球虫作用外，莫能菌素钠对其他寄生虫也表现出一定的活性。研究显示，莫能菌素钠对疟原虫（Plasmodium）具有抑制作用，能够干扰疟原虫在红细胞内的发育。其抗疟机制可能与干扰疟原虫的离子稳态和能量代谢有关。此外，莫能菌素钠对某些线虫和吸虫也显示出一定的杀灭效果。这些发现拓展了莫能菌素钠在抗寄生虫领域的应用潜力，特别是在耐药性日益严重的背景下，开发具有新作用机制的抗寄生虫药物具有重要的临床意义。
近年来，莫能菌素钠的抗肿瘤活性成为研究热点。多项体外和体内研究证实，莫能菌素钠对多种肿瘤细胞系具有显著的细胞毒性作用，包括乳腺癌、前列腺癌、肺癌、结肠癌、肝癌、黑色素瘤等。其抗肿瘤机制涉及多个方面：首先，莫能菌素钠能够抑制Wnt信号通路，这一通路在多种肿瘤的发生发展中发挥关键作用；其次，莫能菌素钠通过干扰细胞内离子平衡，特别是Na+/H+交换，导致细胞内酸化，进而诱导肿瘤细胞凋亡；此外，莫能菌素钠还能够影响自噬过程、抑制肿瘤细胞迁移和侵袭、逆转多药耐药等。值得注意的是，莫能菌素钠对肿瘤干细胞也显示出一定的选择性杀伤作用，这为其在肿瘤治疗中的应用提供了新的思路。研究发现，莫能菌素钠能够导致多泡体（MVB）显著增大，并调节外泌体的分泌，这一发现揭示了其在细胞间通讯调控中的潜在作用，也为肿瘤微环境的研究提供了新的视角。
莫能菌素钠最核心的作用机制是其作为离子载体的功能。莫能菌素钠能够选择性地结合一价阳离子，特别是Na+，并介导其跨膜转运。具体而言，莫能菌素钠分子在生物膜中形成环状构象，其内部的极性空腔通过氧原子与Na+形成配位键，而外部的疏水骨架则使其能够自由地在脂质双层中扩散。通过这种“穿梭”机制，莫能菌素钠能够将Na+从膜的一侧转运至另一侧，从而破坏细胞膜两侧的离子梯度。更为重要的是，莫能菌素钠介导的Na+/H+交换机制，即每转运一个Na+进入细胞，同时将一个H+排出细胞，这种电中性交换过程直接影响细胞内的pH稳态。离子梯度的破坏进而影响多种依赖离子梯度的生理过程，包括营养物质转运、能量代谢、信号转导等。
Wnt信号通路在胚胎发育、组织再生和肿瘤发生中发挥关键作用。莫能菌素钠被证实是一种有效的Wnt信号传导抑制剂。研究表明，莫能菌素钠能够抑制Wnt/β-catenin信号通路的活性，其作用机制可能与干扰细胞内离子环境有关。具体而言，莫能菌素钠通过改变细胞内Na+和H+浓度，影响β-catenin的磷酸化状态和降解过程，进而抑制Wnt靶基因的转录。此外，莫能菌素钠还可能通过影响Wnt受体的内吞和循环过程来调控信号转导。鉴于Wnt信号通路在多种肿瘤中的异常激活，莫能菌素钠作为Wnt抑制剂在肿瘤治疗中具有潜在的应用价值。
莫能菌素钠一个引人注目的作用是导致多泡体（MVB）显著增大并调节外泌体分泌。外泌体是细胞分泌的纳米级囊泡，在细胞间通讯中发挥重要作用，参与肿瘤转移、免疫调节、神经退行性疾病等多种病理过程。研究发现，莫能菌素钠处理细胞后，细胞内MVB的体积显著增大，同时外泌体的分泌量和组成发生改变。这一现象的机制可能与莫能菌素钠对细胞内离子平衡的影响有关。离子环境的改变可能影响MVB的形成、成熟和分泌过程，特别是影响内体分选转运复合体（ESCRT）的功能。此外，莫能菌素钠还可能通过影响细胞骨架重排和膜动力学来调节外泌体分泌。这一发现为研究外泌体生物学提供了新的工具，也为开发以外泌体为靶点的治疗策略提供了新的思路。
莫能菌素钠对线粒体功能的影响也是其作用机制的重要方面。作为离子载体，莫能菌素钠能够破坏线粒体膜电位，影响线粒体的离子稳态。线粒体是细胞能量代谢的中心，其内膜两侧的质子梯度是ATP合成的驱动力。莫能菌素钠通过干扰线粒体膜的离子通透性，导致质子梯度下降，进而抑制ATP的合成。对于快速增殖的肿瘤细胞而言，其对能量代谢的高度依赖性使其对线粒体功能的干扰尤为敏感。此外，莫能菌素钠还可能通过影响线粒体钙离子稳态和活性氧（ROS）的产生来诱导细胞凋亡。
莫能菌素钠的成药性参数为其药物开发提供了重要的参考。如前所述，其分子量为670.88 Da，略高于传统小分子药物的“五规则”上限（500 Da），但考虑到天然产物的特殊性，这一分子量仍在可接受范围内。LogP值为3.4938，表明其具有适中的亲脂性，有利于跨膜转运。TPSA值为153.37 Ų，这一数值较高，提示其口服吸收可能受到一定限制。水溶性较低（0.0776 mg/mL）是其成药性的一个挑战，需要通过制剂技术来改善。血脑屏障穿透能力低，虽然限制了其在脑部疾病中的应用，但减少了中枢神经系统毒性的风险。hERG抑制试验阴性表明其心脏毒性风险较低，Ames试验阴性则提示其遗传毒性风险较低。综合来看，莫能菌素钠具有良好的安全性基础，但其理化性质参数提示需要在制剂和给药途径方面进行优化。
莫能菌素钠的药代动力学特征与其理化性质密切相关。口服给药后，莫能菌素钠在胃肠道的吸收相对有限，生物利用度较低，这与其水溶性差和分子量较大有关。在兽医临床中，莫能菌素钠通常以饲料添加剂的形式长期给药，通过持续的低剂量暴露来达到预防和治疗效果。吸收后，莫能菌素钠在体内分布广泛，但由于其亲脂性，倾向于在脂肪组织和富含脂质的器官中蓄积。莫能菌素钠的代谢主要发生在肝脏，通过细胞色素P450酶系进行氧化代谢，代谢产物主要通过胆汁排泄进入肠道，部分经粪便排出体外。其半衰期相对较长，这与其在组织中的蓄积有关。值得注意的是，莫能菌素钠在动物体内的药代动力学特征存在种属差异，这需要在临床应用中予以考虑。
莫能菌素钠的安全性评价是其临床应用的重要基础。在兽医临床中，莫能菌素钠的治疗指数相对较窄，过量使用可能导致中毒。急性毒性主要表现为神经毒性症状，包括共济失调、肌肉无力、呼吸困难等，严重时可导致死亡。慢性毒性研究显示，长期高剂量暴露可能导致心肌损伤、肝肾功能异常等。然而，在推荐剂量下，莫能菌素钠的安全性良好。值得注意的是，莫能菌素钠对某些动物种属（如马）的毒性较高，这可能与种属间药代动力学差异有关。在人类中，莫能菌素钠的毒性数据相对有限，但基于其作用机制和动物实验数据，需要谨慎评估其临床应用的潜在风险。
莫能菌素钠在兽医领域的应用已有数十年的历史，特别是在家禽抗球虫病方面，其效果得到了广泛认可。然而，随着耐药性的发展和公众对食品安全关注度的提高，莫能菌素钠在兽医临床中的应用面临新的挑战。一方面，需要开发新的给药方案和联合用药策略，以延缓耐药性的产生；另一方面，需要加强残留监测和停药期管理，确保动物源性食品的安全性。此外，莫能菌素钠在反刍动物生产中的应用，如作为生长促进剂，也值得进一步研究。
莫能菌素钠的抗肿瘤活性为其在人类医学中的应用提供了新的方向。鉴于其独特的离子载体机制和Wnt信号通路抑制活性，莫能菌素钠可能成为肿瘤治疗的新候选药物。特别是对于Wnt信号通路异常激活的肿瘤类型，如结直肠癌、肝癌、乳腺癌等，莫能菌素钠可能具有较好的治疗效果。此外，莫能菌素钠对肿瘤干细胞的选择性杀伤作用，使其在预防肿瘤复发和转移方面具有潜在优势。然而，从兽医用药到人类抗肿瘤药物的转化，需要克服诸多障碍，包括制剂优化、毒性评估、临床试验设计等。纳米制剂、脂质体包裹等新型给药系统的开发，可能有助于提高莫能菌素钠的抗肿瘤疗效并降低毒副作用。
莫能菌素钠调节外泌体分泌的独特作用，使其成为外泌体生物学研究的重要工具。通过调控MVB的大小和外泌体的分泌，莫能菌素钠可用于研究外泌体在细胞间通讯、肿瘤微环境调控、免疫调节等方面的功能。此外，莫能菌素钠还可能用于开发以外泌体为靶点的治疗策略，如通过抑制肿瘤来源外泌体的分泌来阻断肿瘤转移。这一研究方向尚处于早期阶段，但具有重要的科学意义和应用前景。
鉴于莫能菌素钠的多靶点作用机制，联合用药策略可能成为提高其治疗效果的重要途径。例如，莫能菌素钠与常规化疗药物的联合使用，可能通过协同作用增强抗肿瘤效果；与免疫检查点抑制剂的联合使用，可能通过调节外泌体分泌来改善肿瘤免疫微环境；与其他离子载体或离子通道调节剂的联合使用，可能通过协同干扰离子稳态来增强抗肿瘤活性。这些联合用药策略需要进一步的临床前和临床研究来验证其有效性和安全性。
莫能菌素钠的化学结构为其结构修饰提供了多种可能性。通过对其聚醚骨架、末端羧酸基团以及糖基侧链进行化学修饰，可能获得具有更优药理活性和药代动力学特征的衍生物。例如，通过引入新的官能团来改善水溶性、提高选择性、降低毒性等。此外，基于莫能菌素钠的离子载体机制，开发具有不同离子选择性的类似物，可能拓展其在其他疾病领域的应用。结构-活性关系研究将为莫能菌素钠衍生物的合理设计提供重要指导。
莫能菌素钠作为从链霉菌中发现的聚醚类离子载体抗生素，其研究历程充分体现了天然产物从发现到应用再到新功能挖掘的典型路径。从最初作为抗球虫药物在兽医领域的广泛应用，到近年来在抗肿瘤、外泌体调控等前沿领域的突破性发现，莫能菌素钠的药理学研究不断拓展着人们对这一古老天然产物的认识。其独特的离子载体机制、多靶点作用特征以及良好的安全性基础，使其在多个疾病治疗领域展现出潜在的应用价值。然而，从实验室研究到临床应用，莫能菌素钠仍面临诸多挑战，包括理化性质的优化、给药途径的改进、毒副作用的控制等。未来，随着结构修饰、制剂技术、联合用药策略等方面的深入研究，莫能菌素钠及其衍生物有望在人类疾病治疗中发挥更大的作用。同时，莫能菌素钠的研究也为其他天然产物的药理学研究提供了有益的借鉴，展示了从传统用途中发现新功能、从已知化合物中挖掘新价值的科学范式。
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