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肺癌是最常见的恶性肿瘤之一,临床上分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌两种类型,后者为最常见的肺癌病理类型。肺癌占据全世界癌症死因第一名,尽管目前有关肺癌的诊断与治疗取得了一些进展,但目前仍尚无特效治疗药物,肺癌病人5年生存率仅为16.8%,其中50%-60%的患者不能手术,而绝大部分非小细胞肺癌患者对放疗和化疗不敏感,因此急需基于肿瘤分子信号通路研究基础上研发高效低毒副作用的抗癌药物。天然产物是抗肿瘤化学药物的重要来源。统计表明,到目前为止超过60%的临床抗肿瘤化学药物直接或间接源自天然产物,许多天然化合物经长期自然选择与进化后形成,常具有合理的结构、确切的活性与较高的稳定性,因此天然产物的研究在抗癌药物研究中占据十分重要的地位,近年来一直方兴未艾,临床上常用的抗癌药物如紫杉醇、高三尖杉酯碱、长春新碱及其衍生物等即是证明。此外,许多天然产物如姜黄素、苯基异硫氰酸盐、吲哚-3甲醇、番茄红素、燃料木素、硒及维生素A/E/J等目前也正处于不同的临床试验阶段。
近年的研究表明,卡瓦(Kawa)提取物查尔酮类化合物卡瓦胡椒素B对多种肿瘤细胞都具有较强的抗癌活性。然而,其在非小细胞肺癌中的抗癌活性及分子机制迄今一无所知。本文主要在体外水平考察卡瓦胡椒素B在非小细胞肺癌细胞株A549和H460中的生长抑制作用及其分子机制。实验结果表明,卡瓦胡椒素B能显著地抑制非小细胞肺癌细胞A549和H460的生长,且其抑制效果呈明显的剂量、时间依赖效应。经FKB处理细胞48小时后,其IC50分别为16.56μmol/L、18.24μmol/L。同时,FKB通过激活Chk2、抑制细胞周期激酶CDK1活性阻滞细胞周期至G2-M期从而抑制细胞增殖。此外,FKB能诱导细胞凋亡,具体表现如下:第一,44μmol/LFKB处理24小时后,细胞出现典型的凋亡形态学特征,如细胞皱缩、胞膜皱褶或出泡以及核碎裂、固缩等,而对照组细胞未见此现象。第二,细胞凋亡过程中伴随着线粒体细胞色素c的释放、caspase-9/7的活化以及PARP的切割。第三,FKB能显著下调凋亡抑制蛋白Survivin和XIAP的表达。通过恢复survivin的表达证实了survivin在FKB诱导细胞凋亡中的重要作用。第四,FKB显著上调Bax、Bim、Bik、Puma等Bcl-2家族促凋亡蛋白的表达,也显著下调Mcl-1、Bcl-xL等Bcl-2家族抗凋亡蛋白的表达。Bax基因敲除的小鼠胚胎成纤维细胞MEFBax-/-则能显著削弱FKB对细胞的生长抑制作用,提示Bax在FKB诱导细胞凋亡过程中重要作用。第五,FKB能激活胁迫反应MAPK激酶信号通路,通过JNK抑制剂SP600125证实了JNK在FKB诱导细胞凋亡中的调控作用。
总之,以上研究表明卡瓦胡椒素B能通过Bax诱导的线粒体和JNK信号通路从而诱导肺癌细胞凋亡。但其深入的分子调控机制和直接的分子结合靶标蛋白尚需深入研究,这为基于卡瓦胡椒素类似物为化学小分子探针的信号转导过程研究创造条件,并为进一步发展新型天然抗肿瘤药物奠定坚实基础。