【摘 要】
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青蒿素是一种优良的抗疟药物,因其对疟疾治疗具有毒副作用小,药物活性好等优质特性而被广泛使用。近年研究发现,青蒿素对于肥胖、癌症和红斑狼疮等威胁人类身体健康的疾病具有较好疗效,因此,寻找青蒿素对肥胖、癌症等疾病的调控靶点蛋白已成为研究热点。尽管青蒿素市场需求量大,但是,其生产来源相对较狭窄,迫切需要较大规模、廉价快捷的生产青蒿素。通过研究青蒿素在黄花蒿体内的产生途径,可以有效地提高青蒿素的产量,降低
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青蒿素是一种优良的抗疟药物,因其对疟疾治疗具有毒副作用小,药物活性好等优质特性而被广泛使用。近年研究发现,青蒿素对于肥胖、癌症和红斑狼疮等威胁人类身体健康的疾病具有较好疗效,因此,寻找青蒿素对肥胖、癌症等疾病的调控靶点蛋白已成为研究热点。尽管青蒿素市场需求量大,但是,其生产来源相对较狭窄,迫切需要较大规模、廉价快捷的生产青蒿素。通过研究青蒿素在黄花蒿体内的产生途径,可以有效地提高青蒿素的产量,降低青蒿素在工业中生产成本、生产难度,提高其产量,以满足市场的需求。本工作主要是探究青蒿素前体在黄花蒿体内合成青蒿素的方式,以及青蒿素对肝癌细胞(HepG2)脂肪累积调控和宫颈癌细胞(HeLa)生长抑制过程的靶点蛋白鉴定。目前,青蒿素前体物质二氢青蒿酸(DHAA),青蒿乙素(ARB)以及青蒿酸(AA)在黄花蒿体内合成青蒿素的途径仍不清晰。本研究工作发现,在使用ARB、AA和DHAA喂养黄花蒿叶片时,光照条件下使用DHAA喂养的黄花蒿叶片中可以检测到青蒿素含量增加,但是提取的黄花蒿蛋白未发现这三种青蒿素前体催化合成青蒿素的现象。研究还发现,在含有亚甲基蓝、三氟乙酸以及光照等条件的环境中,DHAA可以转化成青蒿素。在光照等条件下,亚甲基蓝可以使环境中的单线氧升高,DHAA在含有单线氧的酸性环境中可以转化为青蒿素。研究发现:在富含游离脂肪酸(Free fatty acid,FFA)并且缺乏其他营养成分的情况下,HepG2细胞可以大量吸收累积FFA,HepG2细胞中吸收的脂肪酸与环境中FFA的浓度及培养的时间正相关关系。浓度为1 mM的FAA喂养HepG2细胞36小时后的脂肪累积量为正常培养细胞的4倍。在使用FAA喂养HepG2细胞过程中加入青蒿素和青蒿琥酯后,发现细胞中的FFA含量降低,比如,加入125μM青蒿素后,细胞内FAA含量降低了50%。此外,青蒿素对于HepG2细胞的毒性较弱,可以排除由于青蒿素杀伤细胞而导致细胞数量减少,从而造成检测到的FFA含量降低的现象。基于活性蛋白谱学研究方法(ABPP),可以利用青蒿素光亲和探针(AD)来获取与青蒿素特异性结合的靶点蛋白。通过Gene Cards检索,找到4111个与肥胖有关的基因,使用AD探针标记发现的411个蛋白中有249个蛋白与肥胖有关。通过KEGG与GO进行的通路分析发现,青蒿素可以调控细胞内脂肪酸的代谢。在Gene Cards和蛋白质互作网络(PPI)中筛选,发现了ACACA、ACADSB、ACADVL、FABP1、FASN和HADHB等与脂肪代谢调控相关蛋白。对其进行分子对接分析发现,它们的结合自由能都小于-8.0 kcal/mol,也就是说,青蒿素可以通过与上述蛋白相互作用来实现对脂肪酸代谢的调控。在青蒿素诱导的HeLa细胞凋亡研究中发现,在48小时内,500μM的青蒿素可以杀伤50%的K562细胞,而在相同条件下只能杀伤20%HeLa细胞。同样条件下,500μM青蒿素中加入500μM氯化血红素后,可以杀伤90%的HeLa细胞。青蒿素可以与多种药物协同治疗癌症。单一青蒿素对于HeLa细胞杀伤较弱,那么从青蒿中提取含有青蒿素的化合物能否对HeLa细胞有较好的杀伤效果。为此,采用水、乙醇以及氯仿法分别提取青蒿中的化合物,并检测其中青蒿素的含量以及其它化合物成分。研究发现,氯仿提取的化合物(AEC)中青蒿素的含量最高,并且对于HeLa和K562细胞的毒性最强,IC50分别为56.7μg/ml和166.0μg/ml。DAPI染色和Annexin v-fitc/PI染色发现,AEC能诱导HeLa细胞凋亡,从而达到抗癌作用。使用药物亲和反应靶点稳定性(DARTS)方法,通过蛋白质谱分析,获得了AEC作用于HeLa细胞中的141个差异蛋白。采用GO和KEGG分析上述差异蛋白组,构建PPI蛋白互作网络图,发现AEC可能通过作用于GAPDH、CAT、PKM、HSP等蛋白诱导细胞凋亡。AEC可以调控金属蛋白酶,这些在细胞内的金属蛋白酶能够降低细胞外基质和突破屏障等,从而在肿瘤的侵袭以及转移过程中发挥关键作用。AEC也可能对血管内皮生长因子起作用,通过抑制血管生成,从而发挥抗肿瘤的作用。
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