癌症是长期困扰医学界的疑难病症,仅次于心血管病为人类第二高死亡率的疾病,严重威胁着人们的健康与生命。寻找和研发具有抗癌活性的新型药物结构以及新型治疗手段已成为抗癌药物研发的重要工作。采用本课题组分离纯化得到的高纯度红曲Azaphilone化合物O(O1:红斑素Rubropunctatin和O2:红曲红素Monascorubrin,纯度大于99%),研究了光化学反应的影响因素和作用机制。可见光范围橙光对红曲Azaphilone化合物O的光化学反应影响最为显著,其作用光谱在597-622 nm。O在80%乙醇溶液的光化学反应速率显著高于无水乙醇,说明水可能参与了反应。HPLC-MS分析发现,乙醇分子亚甲基位置上的H可加成到O1侧链的共轭双键上。O1中含有共轭的羰基,结合RH(氢原子给体)氢自由基生成羰基自由基,由于共轭Π键的离域作用,得到末端加成产物。CH3CHOH等自由基可以进攻苯环侧链的双键,使共轭结构破坏,颜色消失。同时,羟基自由基与质子可以进攻O1上支链位组比较大的中间的六元环上共轭体系,形成新的物质。采用DPBF探针,检测到O1光化学反应时产生了单态氧。红曲Azaphilone化合物O1具有诱导子宫颈癌Hela细胞凋亡作用,光照条件进一步加剧了 Azaphilone化合物O1抗癌作用。光照条件下,Azaphilone化合物O1作用子宫颈癌Hela细胞 24h 的半数抑制浓度 IC50为 24.02±2.17μmol/L(无光照组 IC50 93.71±1.96μmol/L)。采用流式细胞仪通过PI单染实验表明,120μmol/L O1作用Hela细胞24h,Sub-G1峰占总细胞比例14.09%(无光照组Sub-G1峰占总细胞比例6.4%)。Annexin V-EGFP/PI双染实验表明,30 μmol/L药物作用Hela细胞24 h,正常细胞占细胞总数的54.1%,45.2%的细胞处于凋亡前期(无光照组正常细胞占细胞总数的59.7%,39.5%的细胞处于凋亡前期)。采用活性氧检测试剂盒检测发现,光照条件下O1作用于Hela细胞产生了活性氧,可能导致01对Hela细胞的生长抑制作用和凋亡作用显著提高。线粒体膜电位检测试剂盒(JC-1)检测结果表明,药物组FL2/FL1比值显著下降,01药物作用下,线粒体膜电位被去极化,进而促进细胞凋亡。Caspase 3,8和9的相对活性随着药物浓度的升高而升高,结果表明O1药物诱导Hela细胞凋亡的可能机制是通过激活上游的Caspase 8和Caspase 9,导致下游的Caspase 3激活最终诱导细胞凋亡的。然而,这种凋亡作用是经由何种分子信号途径仍不得而知,有待进一步探讨。红曲Azaphilone代谢产物01具有较好的抗癌活性作用。与紫杉醇相比,红曲Azaphilone类代谢产物毒性更小,且来源不受限制,价格便宜。有望开发成为一种新来源的纯天然抗癌药物。另一方面,此类化合物在光照下发生光化学反应,产生大量活性氧自由基有可能用于杀死癌细胞和癌组织,可望成为一种新型的抗癌光敏剂。本工作主要研究红曲Azaphilone代谢产物化疗和光疗双重抗癌作用机制,可为该类天然药物的研发提供指导。