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恶性肿瘤是严重危害人类健康的疾病之一,近年来中药在治疗各种疾病包括肿瘤的作用日趋受到重视,从天然动植物中寻找毒性低、疗效高的抗肿瘤活性成分是近年国内外科学工作者研究的热点之一。
我们对一系列从多种中草药及中药复方中分离鉴定的单体化合物进行了体外抗肿瘤活性的初步筛选,发现从长梗秦艽(Gentian waltonii Burkill)中分离得到的一个新的乌苏烷型五环三萜化合物--长梗秦艽酮(Waltonitone,WT)具有较强抑制肿瘤细胞生长活性,体外对5种肿瘤细胞株BEL-7402、U87、HeLa、BXPC-3、PANC-1均有不同程度的抑制作用,其中对人肝癌BEL-7402细胞作用最敏感。MTT实验结果表明WT对BEL-7402细胞的生长抑制呈时间和浓度依赖性,其作用48 h和72 h的半数抑制浓度(IC50)分别为13.9±5.2μM和4.2±0.3μM。
我们对WT的抗肿瘤作用机制进行了研究。流式细胞术分析显示WT能够诱导BEL-7402细胞S期细胞周期阻滞。Western blot蛋白质印记分析表明WT能够显著激活Akt和ERK1/2 MAPK磷酸化,但是对p38 MAPK没有作用,同时Akt和ERK1/2抑制剂能够拮抗长梗秦艽酮对BEL-7402细胞的生长抑制和诱导S期阻滞的作用。RT-PCR分析显示WT能够上调肿瘤抑制基因p53的表达。因此我们推测长梗秦艽酮可能是通过调节Akt和ERK1/2通路,上调p53基因表达,诱导肿瘤细胞周期阻滞,从而抑制肿瘤细胞生长。
AO/EB染色和流式细胞术分析表明WT抑制肿瘤细胞生长与诱导BEL-7402细胞凋亡有关。我们用细胞凋亡基因芯片研究了WT诱导BEL-7402细胞凋亡过程中112个关键基因的表达。实验结果表明,WT对很多凋亡基因的表达都有影响,尤其是BCL-2家族和caspase家族。RT-PCR和Westem blot分析显示WT上调了Fas,FasL,Apaf-1,BAX的表达,促使细胞色素C从线粒体释放到胞质中,并激活caspase-8,caspase-9和caspase-3蛋白酶,抑制FLIP的表达,表明线粒体通路和Fas/FasL死亡受体通路都参与了WT诱导BEL-7402细胞凋亡的过程。
我们用裸鼠移植瘤模型对WT的体内抑瘤效果进行了初步评价。结果显示,WT给药组(20和50 mg/kg,i.v.)移植瘤生长速度明显低于对照组,给药结束时给药组瘤重及瘤体积明显低于对照组(p≤0.05)且并未出现明显副作用。对肿瘤组织的凋亡相关蛋白检测发现,WT能够激活caspase-9和caspase-3,而对caspase-8没有影响,提示WT体内作用机制可能与通过线粒体途径诱导肿瘤凋亡有关。
综上所述,WT具有显著的体内外抗肿瘤活性尤其是抗肝细胞癌活性,其作用机制与诱导肿瘤细胞周期阻滞以及诱导肿瘤细胞凋亡有关,本研究首次为今后有关WT抗肝癌药物的开发和临床应用提供理论基础和实验依据。