瓯柑果实抑制SGC-7901的主效PMFs组分鉴别及其在果实中的代谢规律和调控机制研究

Abstract: Polymethoxylated flavonoids (PMFs) is a class of distinctive flavonoids in citrus fruits which possessing outstanding bioactivities. The previous studies in our group indicated that, Ougan (Citrus reticulata cv. Suavissima) fruit was rich in PMFs in the species and content. The PMFs-rich extract from Ougan fruit showed higher cytotoxicity on tumor cells compared to other citrus cultivars. On this basis, we are planning to carry out a mechanistic investigation on SCG-7901carcinoma inhibition activity as well as the accumulation rules of Ougan PMFs through the combination of phytochemical, molecular biological and medical biological technologies. SCG-7901cells and its mice xenotransplant model are applied to screen the major bioactive Ougan PMFs components. The mechanisms of PMFs’ effects will be further investigated from different aspects of tumor development. To explore the accumulation rules of PMFs in Ougan fruit, the PMFs composition of different tissues in a series of developmental stages will be investigated, and the genes of the key enzymes (e.g., CHS, CHI, FOMT, et al.) involved in the PMFs accumulation in Ougan fruit will be studied. The research will provide insights into the accumulation rules of PMFs in citrus fruits and their benefits to human health.

多甲氧基黄酮（PMFs）是柑橘果实中具有特色的一类黄酮类化合物，已有研究表明，PMFs的活性普遍高于其他黄酮类组分。我们前期研究发现，瓯柑果实PMFs含量普遍高于其他柑橘品种，且种类丰富；细胞模型研究发现其PMFs提取物抑制HepG2、HL-60等活性亦高于其他柑橘品种。因此，本项目拟以瓯柑果实为材料，应用植物化学、色谱化学、分子生物学、医学生物学等技术，研究其PMFs抑制SCG-7901活性，明确具有抑制活性的主效PMFs组分，并从不同层面探讨其作用机理；分析果实不同组织部位及不同发育阶段PMFs组分含量及其关键酶基因CHS、CHI、FOMT的表达差异，探讨CHS、CHI、FOMT基因表达模式与PMFs含量关系，初步阐明瓯柑果实PMFs积累代谢规律与调控机制。该项目研究对深入了解柑橘PMFs基于CHS、CHI、FOMT基因协同表达模式的积累与代谢和调控机制及其对人体健康的影响有重要意义。

多甲氧基黄酮（PMFs）是柑橘果实中具有特色的一类黄酮类化合物，已有研究表明，PMFs的活性普遍高于其他黄酮类组分，且这类化合物一般存在于一些特色品种柑橘果实中，然而关于柑橘果实PMFs生物活性以及其在柑橘果实中的合成积累机制研究少有报道。本项目拟以瓯柑果实为材料，利用细胞肿瘤模型和动物模型筛选出柑橘果实中具有抑制SGC-7901胃癌活性的3种多甲氧基黄酮类化合物（PMFs），分别为川陈皮素、橘皮素、5-去甲川陈皮素，并建立了这3种PMFs单体的分离纯化技术体系，成功从瓯柑果实中分离纯化得到单体。利用分离纯化的PMFs单体组分开展了体外抑制胃癌活性和在体动物活性评价和作用机理研究，细胞模型的研究表明，PMFs单体可以诱导RARβ蛋白表达，同时可以抑制凋亡相关蛋白pro-Caspase3、pro-Caspase9和pro-PARP1的表达，并促进Caspase3、Caspase9和PARP1剪切体表达，对于Caspase 8，黄烷酮未对Caspase8表现出调节作用。在体动物模型的机理研究表明，在接种SGC-7901细胞后，肠道菌群中的厚壁菌群和脱铁杆菌菌群相对丰度明显增高，其中厚壁菌群超过拟杆菌群丰度，成为小鼠肠道微生物的优势菌群，而在PMFs处理后，拟杆菌群显著提高，重新成为优势菌群，说明多甲氧基黄酮处理可以改善小鼠肠道菌群环境，并可能通过对肠道菌群的改善而产生胃癌增殖抑制生物活性作用。筛选得到CHS基因家族成员的两个基因CitCHS1和CitCHS2、两个CHI家族成员CitCHI和CitCHIL以及两个的FOMT基因家族成员CitOMT1和CitOMT2，并成功对这些功能基因进行了原核表达、同源瞬时表达等功能验证，并对CHI进行了转录调控机理相关研究。项目执行期间，培养研究生4名（3名博士研究生、1名硕士研究生）；发表论文5篇（中文1篇），已回修SCI论文1篇，在审SCI论文3篇；获得授权国家发明专利1件，申请并公开国家发明专利4件。