升麻花、果中新颖抗肿瘤三萜的研究

Plants' different tissures contain different secondary metabolites. Thus, investigations on the various tissures is an important way to discover active compounds from nature. Previously, a series of triterpenes with notable antitumor activities were isolated and identified from the roots of Cmicifuga spp. Recently, using the combination of bioassay-guided isolation, and HPLC-DAD and HPLC-MS analyses, a number of novel triterpenes, which included Cimiterpene A, a new skeleton type of compound with potent anti-proliferative activities against various tumor cells, were isolated and identified from the fruits of Cimicifuga yunnannesis for the first time. However, is there any novel active triterpenes from the fruits of other Cimicifuga spp? How about the chemical constituents and their bioactivities from flowers and other parts of the genus? There are no answers yet. Thus, in the present project, using above methods, phytochemical investigations will be carried out on the active fractions from aforementioned tissures of the genus. For the isolated compounds, cytotoxicities and activities, which related to p53, NF-кB, and Wnt signal pathways, will be evaluated successively. Moreover, 2 or 3 compounds with the most potent activities will be further explored for their preliminary mechanism of actions. All above studies will lay solid foundations for the chemical and bioactive studies of the fruits and flowers of Cimicifuga spp.

对植物不同部位的研究一直是天然活性成分发现的重要途径。前期，申请者及其所在研究组从我国升麻属植物根茎中发现了一系列活性显著的抗肿瘤三萜。近期，利用活性追踪和HPLC-DAD、HPLC-MS相结合的方法，申请者首次从云南升麻果实（Cimicifuga yunnanensis）中分离鉴定了一系列结构新颖的升麻三萜，包括抗肿瘤活性显著的新骨架化合物Cimiterpene A。然而，该属其他植物果实中是否同样含有结构新颖的三萜活性分子？除果实外，花中的三萜成分和生物活性又是怎样的呢？这些问题都尚不清楚。因此，本项目将在上述实验方法的基础上，对升麻属植物花和果实活性部位的化学成分进行研究。对分离得到的化合物依次进行细胞毒活性及与p53、NF-кB和Wnt信号通路相关的筛选。以期发现2-3个活性突出的化合物，并对其作用机理进行初步研究，为升麻属植物花和果实的化学成分及其生物活性研究奠定坚实的基础。

对升麻属植物三萜类活性成分的研究主要集中在根茎部分。然而在前期研究中我们发现升麻的果实及花中同样含有结构新颖的抗肿瘤三萜。因此，本项目首次对升麻果实及花的三萜类化学成分及其抗肿瘤活性进行了深入，取得了以下的研究进展：.（1）从四川甘孜州理塘县云南升麻（Cimicifuga yunnanensis）和寒升麻（C. frigida）的果实和花及西藏林芝地区波密县云南升麻（C. yunnanensis）果实样品中总共分离得到化合物80个，新化合物40个，包括新骨架类型分子3种，新类型分子5种，极大的丰富了升麻三萜的结构类群；.（2对分离得到的分子进行了细胞毒活性筛选，发现了一系列IC50与阳性对照顺铂相当的活性化合物，其中新骨架分子Cimyunnin A的活性最强；.（3）通过体外（in vitro）及离子组织（ex-vivo）研究发现新骨架类型分子Cimyunnin A具有血管生成抑制作用，且活性与抗血管生成抗肿瘤一线药物照舒尼替尼（Sunitinib）相当，是一个抗血管生成药物的先导结构。此外，进一步的机理研究表明Cimyunnin A通过直接作用于血管内皮细胞表面的VEGFR2进而抑制该信号通路达到抗血管生成的作用；.（4）发现升麻三萜KHF16对三阴性乳腺癌（TNBC）细胞株SW527和MDA-MB-468的生长抑制活性突出，IC50值分别为5.2和9.2 μM。KHF16能够显著抑制MDA-MB-468和SW527的DNA的合成，将癌细胞的细胞周期阻滞在G2/M期，同时诱导细胞凋亡。同时，KHF16能降低XIAP、Mcl-1、Survivin和 Cyclin B1/D1等对细胞周期及凋亡有直接作用蛋白的表达水平。机理研究发现KHF16抑制TNBC细胞生长与NF-κB信号通路相关。KHF16强烈阻断IKKα/β和IKBα磷酸化，p65入核以及NF-κB下游靶基因包括XIAP，Mcl-1和Survivin的表达。以上发现为通过抑制NF-κB信号通路研发治疗TNBC药物提供了新型的结构模板。.（5）本项目已发表研究论文7篇，其中SCI论文6篇，其中IF＞5的两篇。申请专利4项。参与培养硕士研究生两名，博士研究生一名。