鹅掌草及二近缘种皂苷类成分抑制环氧合酶-2抗肿瘤作用的物质基础与作用机理研究

鹅掌草为鹅掌草组的广布种，鹤峰银莲花、安徽银莲花为鹅掌草的近缘种。鹅掌草中所含的皂苷类成分除与该属植物类似的皂苷外，尚含有未在该属报道的糖基为葡萄糖醛酸的皂苷。前期研究发现，鹅掌草皂苷可抑制4种肿瘤细胞环氧合酶-2(COX-2) mRNA及蛋白的高表达，从而发挥抗肿瘤细胞增殖作用，其中含有糖基为葡萄糖醛酸的皂苷1对二种肝癌细胞株作用显著。考虑到抑制环氧合酶-2活性为该类皂苷抗肿瘤作用机理，很有希望从鹅掌草及近缘种中继续筛选出具有更强抗肿瘤活性的单体皂苷及特征性皂苷类成分。故本项目拟以抑制COX-2表达为生物活性评价指标，筛选鹅掌草及二近缘种中有较强抗肿瘤活性的单体皂苷；检测皂苷对肿瘤细胞调控COX-2的MAPKs三条信号通路的影响，发现其抑制COX-2的分子作用机制；从而建立鹅掌草及二近缘种中皂苷类成分抗肿瘤筛选方法，获得抗肿瘤活性好的先导化合物，并为鹅掌草及近缘种的分类提供植物化学依据。

鹅掌草为鹅掌草组的广布种，鹤峰银莲花、安徽银莲花为鹅掌草的近缘种。鹅掌草中所含的皂苷类成分除与该属植物类似的皂苷外，尚含有未在该属报道的糖基为葡萄糖醛酸的皂苷。考虑到抑制环氧合酶-2活性为该类皂苷抗肿瘤作用机理，很有希望从鹅掌草及近缘种中继续筛选出具有更强抗肿瘤活性的单体皂苷及特征性皂苷类成分。我们从鹅掌草及二近缘种共分离鉴定13种三萜皂苷类成分，其皂苷元均为齐墩果酸；我们用MTT法检测鹅掌草及二近缘种13种单体皂苷对人宫颈癌HeLa细胞、HeLa细胞株加脂多糖(LPS)诱导模型、人肝癌HepG2细胞、人肝癌Bel-7402细胞的生长抑制作用；用流式细胞术( FCM) 检测这些皂苷对上述肿瘤细胞凋亡的影响。结果表明，单体皂苷对各肿瘤细胞株均有一定的抑制生长的作用,并有一定的剂量依赖关系；浓度在5.0μmol•L-1时有促进细胞凋亡的作用，对不同细胞株的结果相似。说明鹅掌草及其二近缘种所含单体皂苷具有抑制肿瘤细胞生长作用，诱导肿瘤细胞凋亡是可能的作用途径。用Werstern blot蛋白印迹法检测皂苷1、5对上述肿瘤细胞MAPK信号蛋白的影响发现，它们抑制磷酸化P-p38、P-ERK蛋白的表达，发挥抗肿瘤作用。虽然有其他研究者报道三萜类成分通过影响环氧合酶-2通路(Y. W. Hsum, J Biol Chem, 2011；R. Vivek, Toxins, 2010) 或其他通路 (D. Deeb, Prostate, 2009；M. K. Shanmugam, Cancer Letters, 2012)抑制肿瘤细胞生长，本研究组最重要的发现是，除了这些皂苷均可抑制肿瘤细胞的COX-2的表达外，首次报道银莲花属中三萜皂苷类成分皂苷对肝癌有较好的治疗潜力，双糖链皂苷活性强于单糖链皂苷；C-3链接有葡萄糖醛酸的皂苷1、2和C-28末端为鼠李糖的双糖链皂苷如皂苷5对两种肝癌均较已报道的成分(Z. Tian, Cancer Letters, 2005)有更好的抑制作用；从而初步建立鹅掌草及二近缘种中皂苷类成分抗肿瘤筛选方法，获得抗肿瘤活性好的先导化合物，顺利完成课题各项任务。