三种酸浆属药用植物中变形麦角甾内酯类抗黑色素瘤构效关系及作用机制研究

Currently, there is no effective therapeutic drugs to treat malignant melanoma (MM) for the extremely complex mechanism of MM pathogenesis. It is very significant for us to find out some new anti-melanoma drugs. In our previous study, we demonstrated that physalin A as one major constituents from Physalis alkekengi shows marked antiproliferative activity against human melanoma A375-S2 and could induce the apoptosis and autophagy of A375-S2 cell via p53-Noxa and p38-NF-κB pathway. Therefore, further investigation will be done in this project based on our previous work, including: a) isolate and identify more physalin-like constituents from three Physalis medicinal plants under the guidance of bioactivity assay in vitro, in combination with sensitive NMR and TLC analyses; b) examine the antiproliferative activity of the isolated physlin-like constituents against A375-S2 cell line, and clarify the anti-melanoma structure-activity relationship; c) elucidate the anticancer mechanism and targets of the active compounds by using Flow Cytometry, Western Blot and luciferase analysis, etc. The purpose of this project is to discover novel lead compounds or drug candidates for MM from the medicinal plants and to provide scientific supports for the interpretation of traditional use of Physalis genus.

黑色素瘤近年发病率快速增长，目前临床上缺少对黑色素瘤有效的治疗药物。本课题组在前期工作中发现锦灯笼提取物具有显著的抗黑色素瘤活性，并发现其中罕见的变形麦角甾内酯类成分是其主要抗肿瘤活性成分，初步机制研究发现锦灯笼中含量较大成分physalin A通过调节细胞凋亡和自噬来达到抗肿瘤作用，深入机制尚有待于进一步研究。本课题在上述研究工作的基础上，利用TLC结合超灵敏NMR的快速识别法，继续对锦灯笼以及同属另两种富含麦角甾内酯类成分的小酸浆和苦職进行系统的追踪分离，评价其对黑色素瘤A375-S2细胞的增殖抑制活性，探讨该类化合物的抗肿瘤构效关系，并深入研究其抗黑色素瘤的作用机制。本课题的实施完成不仅可发现变形麦角甾内酯类作为抗黑色素瘤药物成分的新用途，而且通过构效关系研究还可发现抗肿瘤活性的先导化合物或新药候选分子，在缺乏黑色素瘤有效治疗药物的今天具有重要的指导意义和示范作用。

酸浆属植物具有清热解毒，利咽化痰等作用。大量研究表明，变形麦角甾内酯类（属于睡茄交酯类）成分为酸浆属植物的特征性成分。现代药理研究表明，酸浆属植物在抗肿瘤、抗菌、抗炎和免疫调节等方面均有显著效果。本项目前期也发现酸浆属植物锦灯笼中变形麦角甾内酯类化合物physalin A可以通过调节凋亡和自噬来达到抗黑色素瘤作用。在此基础上，本项目利用现代色谱分离手段，从锦灯笼、苦蘵、小酸浆、毛酸浆中共分离得到250余种化合物，其中变形麦角甾内酯类化合物139种。初步筛选了麦角甾内酯类化合物抑制黑色素瘤细胞增殖活性，阐明其构效关系：具有A环α,β不饱和酮、4β羟基、5,6β环氧环或5α-Cl,6β-OH或Δ5,6双键、24, 25环氧环的睡茄交酯类化合物表现出更强的抗肿瘤活性。本研究进一步深入研究了抗黑色素瘤活性强的4个麦角甾内酯类化合物的主要作用靶点和信号通路。发现酸浆中酸浆苦素A、苦蘵中酸浆苦素B、毛酸浆中S5和小酸浆中ZM-7通过诱导细胞凋亡或细胞周期阻滞发挥抗黑色素瘤作用，主要机制涉及p53、EGFR、c-kit、MAPK等蛋白和信号通路等。此外，毛酸浆中变形麦角甾内酯类化合物PPB在荷瘤裸鼠模型上也显示出明显的抗黑色素瘤作用。本项目为睡茄内酯类化合物应用于临床治疗黑色素瘤提供理论和实践依据，而且本课题通过构效关系研究出发寻找抗肿瘤活性的先导化合物的思路，对于黑色素瘤有效治疗新药的开发具有重要的指导意义和示范作用。