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在传统医学中,黄栌(Cotinus coggygria)应用广泛。为探究其提取物及化合物抗癌潜力,研究人员对其进行分离提取,测定对多种癌细胞系的细胞毒性等。结果显示,提取物和化合物具选择性细胞毒性,能诱导癌细胞凋亡等。该研究为癌症防治提供新方向。
研究背景
在漫长的医学发展历程中,植物一直是人类对抗疾病的重要 “武器库”。黄栌,这种广泛分布于欧洲和亚洲的植物,在传统医学里有着悠久的应用历史。它被用于治疗高血压、糖尿病、伤口愈合等多种疾病,甚至在塞尔维亚民间医学中,还被用于治疗癌症。然而,尽管传统医学对黄栌的应用经验丰富,但从现代科学角度来看,其提取物及化合物的抗癌潜力还缺乏深入系统的研究。
癌症,作为当今世界严重威胁人类健康的重大疾病,每年都夺走无数生命。目前的癌症治疗手段,如手术、化疗、放疗等,虽然在一定程度上能够控制病情,但都存在着各自的局限性,比如化疗药物在杀死癌细胞的同时,也会对正常细胞造成严重损害,带来诸多副作用。因此,寻找更有效、副作用更小的抗癌药物迫在眉睫。从植物中提取的天然化合物,因其具有多样的生物活性和相对较低的毒性,成为了抗癌药物研发的热点方向。黄栌作为一种传统药用植物,极有可能从中发现具有显著抗癌效果的成分,这便是开展这项研究的重要初衷。
来自塞尔维亚多个研究机构(Institute for Oncology and Radiology of Serbia、University of Belgrade - Institute of Chemistry, Technology and Metallurgy、University of Belgrade - Faculty of Chemistry、Serbian Academy of Sciences and Arts、“VIN?A” Institute of Nuclear Sciences - National Institute of the Republic of Serbia, University of Belgrade)的研究人员,针对黄栌心材提取物及化合物的抗癌潜力展开了深入研究。研究成果发表在《BMC Complementary Medicine and Therapies》上,为癌症防治领域提供了新的思路和依据。
研究方法
研究人员首先采集了塞尔维亚 Deliblatska Pescara 地区的黄栌心材。通过硅胶柱色谱和半制备 HPLC 等技术,从黄栌心材乙醇提取物中分离出 12 种化合物,并利用 NMR 光谱等手段对其结构进行了鉴定。接着,采用 MTT 法评估提取物和化合物对 7 种人类恶性细胞系(包括宫颈腺癌 HeLa、恶性黑色素瘤 A375 等)以及 2 种正常人类细胞系(角质形成细胞 HaCaT 和肺成纤维细胞 MRC - 5)的细胞毒性。同时,运用流式细胞术研究其对细胞周期和细胞死亡的影响;通过划痕实验检测抗迁移作用;利用定量实时 PCR 测定 MMP2、MMP9 和 VEGFA 的表达;借助流式细胞术评估抗氧化作用。
研究结果
- 提取物和化合物的鉴定:从黄栌心材中首次发现了 3 - O - methylepifustin、epitaxifolin 和 sulfuretin auronol。多数分离出的化合物为黄酮类,其结构特征为 B 环含儿茶酚部分,A 环含 7 - OH。
- 细胞毒性:乙醇(EE)、二氯甲烷 / 甲醇(1:1)(MME)和水(WE)提取物及 12 种化合物对多种癌细胞系呈现浓度依赖性细胞毒性。HeLa 细胞对 MME 的细胞毒性最为敏感,白血病 K562 和 HL - 60 细胞对 MME 和 EE 较为敏感。Butein 对 HeLa、K562 和 MDA - MB - 231 细胞具有较强细胞毒性。EE、butin、butein、sulfuretin 和 fisetin 对白血病 K562 细胞具有高度选择性。
- 抗癌机制
- 细胞周期变化:EE、WE、MME、butin、butein 和 sulfuretin 处理 HeLa 细胞后,会使细胞周期亚 G1 期细胞百分比增加,同时 EE、WE、MME 和 sulfuretin 还会导致 S 期细胞增多,部分处理组 G2/M 期细胞比例上升。
- 细胞死亡:提取物和化合物可通过激活 caspase - 3、caspase - 8 和 caspase - 9,诱导 HeLa 细胞凋亡。
- 基因表达:EE 显著降低 HeLa 细胞中 MMP2 基因表达水平,sulfuretin 显著降低 VEGFA 表达水平,而所有测试化合物处理后,MMP9 基因表达水平均高于未处理对照组。
- 细胞迁移:MME、EE、WE、butin、butein 和 sulfuretin 对 HeLa 细胞迁移具有显著抑制作用。
- 抗氧化作用:EE、MME、WE、butein 和 sulfuretin 可降低正常成纤维细胞 MRC - 5 内的活性氧(ROS)水平,在过氧化氢诱导氧化应激实验中,这些提取物和化合物也展现出一定的抗氧化能力。
研究结论与讨论
本研究表明,黄栌提取物及分离出的化合物对恶性细胞系具有选择性细胞毒性,其中 butein 的细胞毒性最强。部分提取物和化合物可诱导 HeLa 细胞凋亡、抑制其迁移,并调节相关基因表达。此外,它们在正常成纤维细胞中还具有抗氧化和细胞保护作用。这些结果揭示了黄栌提取物及化合物在体外具有强大的抗癌特性,尤其是对恶性细胞的选择性靶向作用和对正常细胞较低的细胞毒性。
然而,目前的研究仅在体外细胞实验中进行,与体内复杂的生理环境存在差异。未来需要开展体内模型研究,进一步验证其抗癌有效性,并评估毒性等问题。尽管如此,本研究依然为黄栌在癌症预防和治疗领域的应用提供了重要的理论依据,为后续研究指明了方向,有望推动基于黄栌的抗癌药物研发进程。