苦艾（Artemisia absinthium L.）的乙醇提取物通过诱导细胞凋亡和线粒体依赖性途径来抑制胃肠道癌细胞的生长

《Frontiers in Oncology》：Artemisia absinthium L. ethanol extract inhibits the growth of gastrointestinal cancer cells by inducing apoptosis and mitochondria-dependent pathway

本研究通过LC-MS和网络分析鉴定了白芷草（Artemisia absinthium）乙醇提取物AAEM-V中的活性成分Luteolinidin，并验证其在体外和体内抑制胃肠道癌细胞增殖、诱导凋亡及线粒体损伤的作用，为传统中药治疗癌症提供了新机制。

　　在当今全球医疗体系中，胃肠癌（Gastrointestinal Cancer, GIC）作为一种高发病率和高死亡率的疾病，始终是医学界关注的重点。这类癌症包括食管癌、胃癌和结直肠癌等，其复杂性和多样性给治疗带来了巨大挑战。尽管传统的治疗手段如手术、化疗、放疗和靶向治疗在临床中广泛应用，但这些方法往往伴随着严重的副作用和较差的预后效果。因此，寻找更加安全、高效的新型治疗策略成为当前研究的重要方向。近年来，天然药物和植物提取物因其多靶点作用机制和较低的毒副作用，逐渐受到重视。本研究聚焦于一种传统草药——黄花蒿（*Artemisia absinthium* L.），探索其在胃肠癌治疗中的分子机制，以期为开发新型抗肿瘤药物提供理论依据和研究方向。

黄花蒿作为一种具有悠久历史的植物资源，广泛分布于亚洲、欧洲和北美洲的温带地区，拥有约200至400个物种。它不仅在民间医学中被广泛应用，而且在现代药理学研究中也展现出多种药理活性，如抗溃疡、抗肿瘤、保肝和降血糖等。其中，黄花蒿的乙醇提取物（AAEM-V）在抗肿瘤研究中尤为引人注目。然而，尽管其在临床前研究中表现出一定的抗肿瘤活性，其具体的分子作用机制仍未完全明确。为了深入解析这一问题，本研究采用了液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）结合网络分析，对黄花蒿的活性成分及其作用靶点进行了系统筛选和验证。同时，还对主要活性成分——木犀草素苷（Luteolinidin）进行了抗肿瘤活性的体外和体内实验评估。

在实验过程中，研究团队首先对AAEM-V的体外抗肿瘤活性进行了评估。通过MTT法检测细胞活力，结果显示AAEM-V能够显著抑制胃癌细胞BGC823和结直肠癌细胞CT26的增殖能力，并且这种抑制作用呈现出浓度依赖性。具体而言，AAEM-V在24小时内的半数抑制浓度（IC50）分别为79.03 μg/mL和6.794 μg/mL，表明其对不同类型的胃肠癌细胞具有一定的抑制效果。此外，通过倒置荧光显微镜观察细胞形态变化，发现AAEM-V处理后的细胞逐渐出现皱缩和圆化现象，细胞密度显著下降。结合流式细胞术和Annexin V/PI双染色方法，进一步证实了AAEM-V在诱导细胞凋亡方面的潜力，其作用效果同样与药物浓度相关。

在体内实验中，研究团队使用了BALB/c小鼠模型，通过皮下注射CT26细胞建立了结直肠癌模型，并分别给予AAEM-V（剂量为10 mg/kg、50 mg/kg和100 mg/kg）以及化疗药物顺铂（cisplatin，剂量为5 mg/kg）进行干预。结果表明，AAEM-V能够有效抑制肿瘤的生长，其抑制效果与剂量呈正相关。然而，与顺铂相比，AAEM-V对小鼠体重的影响较小，说明其具有较低的全身毒性。此外，AAEM-V对肝脏和肾脏功能的检测结果显示，其对器官功能无明显损害，进一步验证了其较高的安全性。相比之下，顺铂治疗组的小鼠体重显著下降，提示其存在较强的毒性作用。在免疫细胞检测方面，AAEM-V并未显著影响小鼠脾脏中的免疫细胞比例，而顺铂则导致B细胞、NK细胞以及CD4+和CD8+ T细胞数量减少，说明AAEM-V在维持免疫系统功能方面具有优势。

在活性成分的鉴定方面，研究团队利用LC-MS技术对黄花蒿的乙醇提取物进行了分析，发现其中包含444种化合物，包括氨基酸、黄酮类、萜类、有机酸等。通过筛选，研究团队选择了36种具有较高口服生物利用度（OB ≥ 30%）和药物样性（DL ≥ 0.18）的化合物作为潜在的活性成分。其中，木犀草素苷被确定为一种可能的关键活性成分，因其与胃癌和结直肠癌相关靶点存在高度重叠。通过韦恩图（Venn diagram）和蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析，研究团队进一步确认了木犀草素苷与胃癌和结直肠癌之间的共有靶点，共计69个。这表明木犀草素苷可能通过多种机制发挥作用，涉及多个信号通路和关键蛋白。

为了进一步揭示木犀草素苷的作用机制，研究团队结合蛋白质-蛋白质相互作用网络和KEGG通路富集分析，发现其主要作用靶点包括SRC、EGFR和AKT1等。这些靶点在多种癌症的信号传导过程中发挥重要作用，尤其是与细胞凋亡、增殖调控和氧化应激反应密切相关。通过分子对接实验，研究团队模拟了木犀草素苷与这三个核心靶点的结合模式，发现其与这些蛋白的结合能量分别为-4.9 kcal/mol、-8.6 kcal/mol和-5.8 kcal/mol。结合分子对接的误差范围（通常为±1–2 kcal/mol），这些结合能量表明木犀草素苷与这些靶点之间存在较强的相互作用。进一步分析发现，SRC蛋白中的LYS-195和LYS-200是关键的结合位点，而EGFR和AKT1则分别与MET-793、LYS-745、LEU-788和ARG-86、GLU-17等位点形成稳定的非共价键，如氢键和范德华力，从而稳定药物-靶点复合物的结构。这些结果为木犀草素苷的抗肿瘤机制提供了初步的分子基础。

在细胞凋亡和细胞周期调控方面，木犀草素苷同样表现出显著的活性。通过MTT法和倒置显微镜观察，研究团队发现木犀草素苷能够有效抑制BGC823和CT26细胞的增殖能力，并且这种抑制作用呈现出剂量依赖性。在IC50值方面，木犀草素苷对BGC823细胞的抑制浓度为33.2133 ± 3.438 μg/mL，对CT26细胞的抑制浓度为22.78 ± 2.5212 μg/mL，均显著低于对照组。此外，流式细胞术分析显示，木犀草素苷处理后，早期和晚期凋亡细胞的比例显著增加，说明其能够有效诱导细胞凋亡。在细胞周期分析中，研究发现木犀草素苷能够显著阻滞细胞在S期，导致S期细胞比例上升，而G1和G2/M期细胞比例下降。这种作用模式与多种天然产物的抗肿瘤机制相似，表明木犀草素苷可能通过干扰细胞周期进程，阻止肿瘤细胞的分裂和增殖。

在氧化应激反应方面，木犀草素苷表现出显著的促氧化作用。通过DCFH-DA荧光探针检测，研究团队发现木犀草素苷能够显著提高细胞内活性氧（ROS）的水平，且这种效应与药物浓度呈正相关。值得注意的是，木犀草素苷的促氧化作用可以被ROS抑制剂NAC逆转，进一步验证了其通过增强ROS水平来诱导细胞凋亡的机制。此外，研究还发现木犀草素苷能够显著降低线粒体膜电位（ΔΨm），这一现象与细胞凋亡密切相关。在流式细胞术检测中，JC-1染色结果显示，木犀草素苷处理后，细胞中绿色荧光（单体JC-1）显著增加，而红色荧光（聚合体JC-1）减少，表明线粒体膜电位下降，线粒体功能受到干扰。这种线粒体功能的破坏可能是木犀草素苷诱导细胞凋亡的重要机制之一。

除了对细胞凋亡和细胞周期的调控作用，木犀草素苷还表现出对肿瘤细胞的多重作用模式。通过构建化合物-靶点-信号通路网络，研究团队发现木犀草素苷不仅能够与多个靶点结合，还能够参与多种信号通路的调控，包括PI3K-Akt信号通路、EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药通路等。这些通路在肿瘤发生和发展过程中起着关键作用，而木犀草素苷通过影响这些通路，可能在多个层面发挥抗肿瘤作用。此外，研究团队还发现，木犀草素苷能够通过激活ROS和干扰线粒体功能，促进细胞凋亡，同时阻断细胞周期进程，从而实现对肿瘤细胞的多重抑制。

尽管本研究取得了一定的成果，但仍存在一定的局限性。首先，实验主要基于两种细胞系（BGC823和CT26）和一种体内模型（CT26同源肿瘤模型），这可能限制了研究结果的普适性。不同类型的胃肠癌（如胃癌、结直肠癌、食管癌等）以及不同分子亚型（如EBV阳性、MSI阳性、GS阳性等）可能对药物的反应存在差异，而本研究未能涵盖这些情况。其次，网络药理学和分子对接技术虽然能够提供药物-靶点相互作用的理论预测，但这些预测结果可能并不完全反映实际的生物学机制，存在一定的假阳性或假阴性风险。因此，未来的研究需要进一步结合实验验证，如表面等离子体共振（SPR）、酶活性抑制实验、Western blot等，以更全面地揭示木犀草素苷的作用机制。

综上所述，本研究通过系统分析黄花蒿的活性成分及其作用靶点，发现AAEM-V和其主要活性成分木犀草素苷在抑制胃肠癌细胞增殖、诱导细胞凋亡和调控细胞周期方面具有显著效果。同时，其在体内实验中表现出良好的抗肿瘤活性和较低的毒性，为开发新型抗肿瘤药物提供了新的思路。此外，木犀草素苷通过促进ROS积累、干扰线粒体功能和影响关键信号通路，可能成为治疗胃肠癌的重要候选药物。然而，由于肿瘤异质性和实验模型的局限性，研究结果的应用范围仍需进一步拓展。未来的研究可以结合更多类型的细胞系和动物模型，以及更全面的分子生物学实验，以验证木犀草素苷的潜在作用机制，并探索其在不同癌症类型中的治疗潜力。