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当前,在世界范围内,乳腺癌仍是女性的第一“杀手”,其发病率和致死率仍处于持续增长中,预计未来几年会显著增加。早期乳腺癌患者是可以通过手术治疗,但术后药物治疗也是必需的辅助手段,是预防癌症复发的主要治疗措施。虽然近些年抗肿瘤药物研发取得了长足的进步,但仍存在副作用大、靶向效果差和药价高昂等弊端,仍需进一步在减毒增效、提升靶向性和降低成本等方面进行优化。
土槿它滨(命名Gamzarpabine,简称GAP)是土槿皮乙酸(pseudolaric acid,简称PAB)和吉西他滨(Gemcitabine,简称Gem)共价合成的二聚体化合物,PAB是中药“土槿皮”中提取出来的候选药物化合物,具有抑制肿瘤增殖、诱发凋亡或自噬等效果,但因其水溶性较差,限制了其成药途径。Gem是一种抗肿瘤化药,可对多种癌症起抑制作用且效果显著,但毒副作用较大,也限制了其临床应用范围。本课题设计将PAB与Gem二者共价结合,即可增强PAB水溶差,同时降低了Gem毒性过大的缺陷,以实现减毒增效的目的。莽吉柿(Garcinia mangostana),俗称山竹,其果皮提取物具有抗氧化、抗紫外辐射和钙拮抗等多种生物活性,最近证实也存在抑瘤活性,但其抗肿瘤机制不清。本课题组从山竹果皮内提取和鉴定了一种黄酮类化合物“芒果醚”(Mango Ether),旨在探明其抑瘤作用机制。
本课题组与邵志宇老师课题组合作,利用Mitsunobu法合成了GAP和硅胶色谱法提纯了芒果醚。为了进一步检测GAP和芒果醚的体外抗乳腺癌效果和作用机制,以正常人乳腺细胞MCF-10作为对照,探析对MCF-7、SUM1315MO2和MDA-MB-231三种乳腺癌细胞增殖的影响,实验结果表明两种化合物对MCF-7细胞都具有剂量和时间依赖性抑制作用。24h给药处理后,GAP的IC50值为40μmol/L,而芒果醚的IC50值为20μmol/L,同时出现凋亡小体。蛋白质免疫印迹反应检测凋亡信号途径显示:Bcl-2呈剂量依赖性下调,而Bax上调,Cytochrome C显著上调,Procaspase-9也明显下调,这表明GAP和芒果醚可通过促发线粒体依赖性凋亡途径而抑制了MCF-7增殖。另外,划痕实验检测结果显示,GAP对MCF-7和SUM1315MO2两种细胞有迁移抑制作用,而给药MDA-MB-23后没有出现明显的迁移现象;芒果醚可有效减弱MCF-7细胞迁移。软琼脂的细胞集落试验观察到了给药GAP后,MCF-7的细胞集落数量会随着化合物的浓度增加而减少。细胞流式实验结果由于样品准备问题,无法准确判断GAP对细胞周期的影响。但是通过RNA-Seq检测了GAP影响细胞信号通路的相关因子,结果表明GAP引起细胞凋亡的可能跟多条信号通路相关,也甚至可能跟MAPK、p53细胞凋亡信号途径密切相关,而不只是局限于线粒体凋亡通路。
总之,土槿它滨和山竹果皮提取物“芒果醚”具有抑制乳腺癌MCF-7细胞增殖、诱发凋亡与阻抑迁移功效,这些数据为后续新药研发提供了前期实验证据。
土槿它滨(命名Gamzarpabine,简称GAP)是土槿皮乙酸(pseudolaric acid,简称PAB)和吉西他滨(Gemcitabine,简称Gem)共价合成的二聚体化合物,PAB是中药“土槿皮”中提取出来的候选药物化合物,具有抑制肿瘤增殖、诱发凋亡或自噬等效果,但因其水溶性较差,限制了其成药途径。Gem是一种抗肿瘤化药,可对多种癌症起抑制作用且效果显著,但毒副作用较大,也限制了其临床应用范围。本课题设计将PAB与Gem二者共价结合,即可增强PAB水溶差,同时降低了Gem毒性过大的缺陷,以实现减毒增效的目的。莽吉柿(Garcinia mangostana),俗称山竹,其果皮提取物具有抗氧化、抗紫外辐射和钙拮抗等多种生物活性,最近证实也存在抑瘤活性,但其抗肿瘤机制不清。本课题组从山竹果皮内提取和鉴定了一种黄酮类化合物“芒果醚”(Mango Ether),旨在探明其抑瘤作用机制。
本课题组与邵志宇老师课题组合作,利用Mitsunobu法合成了GAP和硅胶色谱法提纯了芒果醚。为了进一步检测GAP和芒果醚的体外抗乳腺癌效果和作用机制,以正常人乳腺细胞MCF-10作为对照,探析对MCF-7、SUM1315MO2和MDA-MB-231三种乳腺癌细胞增殖的影响,实验结果表明两种化合物对MCF-7细胞都具有剂量和时间依赖性抑制作用。24h给药处理后,GAP的IC50值为40μmol/L,而芒果醚的IC50值为20μmol/L,同时出现凋亡小体。蛋白质免疫印迹反应检测凋亡信号途径显示:Bcl-2呈剂量依赖性下调,而Bax上调,Cytochrome C显著上调,Procaspase-9也明显下调,这表明GAP和芒果醚可通过促发线粒体依赖性凋亡途径而抑制了MCF-7增殖。另外,划痕实验检测结果显示,GAP对MCF-7和SUM1315MO2两种细胞有迁移抑制作用,而给药MDA-MB-23后没有出现明显的迁移现象;芒果醚可有效减弱MCF-7细胞迁移。软琼脂的细胞集落试验观察到了给药GAP后,MCF-7的细胞集落数量会随着化合物的浓度增加而减少。细胞流式实验结果由于样品准备问题,无法准确判断GAP对细胞周期的影响。但是通过RNA-Seq检测了GAP影响细胞信号通路的相关因子,结果表明GAP引起细胞凋亡的可能跟多条信号通路相关,也甚至可能跟MAPK、p53细胞凋亡信号途径密切相关,而不只是局限于线粒体凋亡通路。
总之,土槿它滨和山竹果皮提取物“芒果醚”具有抑制乳腺癌MCF-7细胞增殖、诱发凋亡与阻抑迁移功效,这些数据为后续新药研发提供了前期实验证据。