靶向肝癌的天然倍半萜內(nèi)酯化合物.pdf

1、肝癌是全球范圍內(nèi)發(fā)病率第五位的癌癥，分別是男性和女性與癌癥有關的第二和第六大死因。在全球范圍內(nèi)，肝癌發(fā)病人數(shù)由2008年的748300人上升至2012年的782500人，肝癌相關死亡人數(shù)由2008年的695900人上升至2012年的745500人。僅在中國，由于肝癌而造成的死亡人數(shù)為383000人，占全世界所有死亡人數(shù)的50％。現(xiàn)有各種不同的治療方案和策略來治療肝癌，治療方案與策略的選擇、患者的臨床表現(xiàn)取決于治療條件，診斷時的分期、肝功

2、能、門靜脈高壓癥程度、Child-Pugh和患者的總體健康狀況。目前，肝癌的現(xiàn)有治療方法包括手術，放療和化療。盡管現(xiàn)有療法取得了進步，晚期肝癌的整體預后仍然很差，5年生存率僅為10%。肝癌的異質(zhì)性使得治療方案的選擇更加困難。目前，索拉非尼是唯一獲得 FDA批準用于治療晚期肝癌的藥物。然而，耐藥性和嚴重的毒性已成為該藥物應用的主要限制因素。除索拉非尼外，其他化療藥物如阿霉素、5-氟尿嘧啶和順鉑分別對肝癌進行了測試，但是這些藥物未能提高肝癌

3、患者的生存率。癌癥的發(fā)生和發(fā)展是多個信號通路異常的結果，由于分子發(fā)病機制的復雜性，它仍是藥理學家開發(fā)多目標靶向藥物治療癌癥的一種持續(xù)的挑戰(zhàn)。然而，癌癥是可預防的疾病，天然產(chǎn)物特別是植物來源的化學預防的概念越來越重要，因為它被認為是安全的，可有效替代治療癌癥的方法。
　　天然產(chǎn)物是杰出的化學和結構多樣性的最豐富來源，代表了小分子藥物發(fā)現(xiàn)最有成果的認證方法。縱觀人類歷史，天然產(chǎn)物尤其是植物為基礎的藥物已被廣泛應用于治療各類疾病。植物被

4、認為是奠定了傳統(tǒng)醫(yī)藥體系基礎的基本里程碑。據(jù)報道，目前仍在用于治療寄生蟲感染和炎癥的1000種植物衍生制劑的醫(yī)藥使用可追溯到公元前2600年左右的美索不達米亞。天然產(chǎn)物的重要性可以通過以下事實來評估：87％的人類疾病包括癌癥，細菌或寄生蟲感染以及炎癥都被天然產(chǎn)物制劑所治療。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的報告，全球80%的人口仍然依賴植物源性藥物進行初級衛(wèi)生保健。統(tǒng)計報告顯示,超過60%的FDA批準的市售抗癌藥物來自天然來源，包括植物，海洋生物和微生

5、物。據(jù)報道有超過3000種植物用于治療癌癥。此外，更多的水果和蔬菜消費，可以防止約20％的癌癥發(fā)生和20萬例與癌癥有關的死亡。植物化合物如包括姜黃素，表沒食子兒茶素，槲皮素，染料木苷和辣椒堿，以及倍半萜內(nèi)酯，包括小白菊內(nèi)酯，二氫青蒿素，青蒿素和青蒿琥酯，肋骨瓜內(nèi)酯和脫氫曲霉內(nèi)酯等植物化合物已被證明具有針對各種癌癥的抗炎和抗腫瘤活性，包括食管癌，白血病,肺癌，胰腺癌，乳腺癌，結腸癌和肝癌。倍半萜內(nèi)酯代表大量具有15個碳骨架的天然存在和生物

6、活性的植物化合物“萜類化合物”。超過5000種的SLS已經(jīng)在各種植物科包括傘形科、漆樹科、爵床科，Araceae，仙人掌科、大戟科、禾本科、樟科、木蘭科、防己科蕓苔科，茄科和蕓苔科被鑒定出。α-亞甲基-γ-內(nèi)酯實體的存在屬于廣譜的倍半萜內(nèi)酯化合物的多種生物學活性，如抗真菌，抗細菌，抗病毒，細胞毒性，抗瘧疾和抗腫瘤活性。一些研究表明，倍半萜內(nèi)酯化合物通過多種途徑誘導腫瘤細胞凋亡。其中一些已經(jīng)達到治療癌癥臨床試驗階段。因此，有必要探索新的倍

7、半萜內(nèi)酯和其潛在的癌癥治療機制。本研究旨在鑒定具有良好前景的抗肝癌活性的新型倍半萜內(nèi)酯。我們已經(jīng)確定了幾種具有抗癌活性的倍半萜內(nèi)酯類化合物，但是由于時間限制，只有兩種化合物：脫氧地膽草素和裂葉苣莢萊內(nèi)酯被選定為進一步的研究，以找出其抗HepG2肝癌細胞的細胞靶標和潛在的分子機制。
　　在第一項研究中，我們研究了脫氧地膽草素（DET）抗肝癌機制。中藥材Elephantopusscaber和Elephantopuscarolinian

8、us中存在的天然倍半萜內(nèi)酯DET已被證明可以在體外在人類各種癌細胞中發(fā)揮抗炎作用和抗癌作用。然而，DET誘導細胞凋亡的確切分子機制在很大程度上仍然未被探索，特別是在人類肝細胞癌G2(HepG2)細胞中。我們發(fā)現(xiàn)DET以劑量依賴的方式抑制增殖并誘導HepG2細胞凋亡。這種DET介導的細胞凋亡被認為與活性氧（ROS）產(chǎn)生，谷胱甘肽（GSH）消耗和硫氧還蛋白還原酶（TrxR）活性降低，線粒體膜電位（MMP）破壞，Bcl-2家族蛋白調(diào)節(jié)，細胞色

9、素c釋放，caspase-3激活，PARP分裂和NF-κB活化抑制有關。DET抑制NF-κB的組成型和誘導易位進入細胞核，增強吉西他濱的凋亡作用。IKK-16（IKK抑制劑）進一步增強DET和吉西他濱的細胞毒性，表明DET至少部分通過抑制NF-κB活化來誘導HepG2細胞凋亡。進一步的機理研究表明，DET通過降低IkBα的磷酸化來抑制組成型以及誘導的NF-κB轉(zhuǎn)移到細胞核中。此外，用3mM NAC預處理細胞逆轉(zhuǎn)DET介導的細胞死亡和NF

10、-κB抑制，表明DET主要通過氧化應激發(fā)揮其抗癌作用。因此，DET可以作為單一的化療藥物或與其他臨床藥物聯(lián)合應用有效治療肝癌。
　　第二項研究中，我們已經(jīng)確定并展示了新型倍半萜內(nèi)酯“裂葉苣莢萊內(nèi)酯（STM）”在 HepG2細胞中的潛在抗癌機制。裂葉苣莢萊內(nèi)酯是Saussurealappa,Costusspeciosus和Ambrosia confertiflora的一種成分，已被證明具有抗菌和抗炎活性。在這里，我們發(fā)現(xiàn)其抑制增殖并

11、誘導凋亡呈劑量依賴性，IC50約為70μM。我們發(fā)現(xiàn)凋亡誘導與增加的活性氧（ROS）產(chǎn)生，硫氧還蛋白還原酶（TrxR）活性降低，谷胱甘肽（GSH）消耗，線粒體膜電位（ΔΨm）耗散，Bcl-2家族蛋白調(diào)節(jié),細胞色素c釋放，caspase-8，-9和-3激活和PARP裂解有關。進一步的機制研究表明，STM通過減少IkB-α的磷酸化，將NF-κB的組成型和 TNF-α誘導的轉(zhuǎn)位抑制成細胞核。此外，STM通過減少酪氨酸705的磷酸化來抑制STA