编辑推荐:
新冠疫情下,肺癌患者面临更高风险。研究人员针对这一问题,开展了石榴皮(PGP)植物成分、抗肺癌活性及抗病毒潜力的研究。结果发现 PGP 可抑制肺癌细胞增殖,部分成分对 SARS-CoV-2 的 Mpro和 PLpro蛋白有高亲和力,有望成为对抗肺癌和新冠的双效药物。
在 2019 年末,新冠病毒(SARS-CoV-2)如风暴般席卷全球,给人类健康带来了巨大的挑战。癌症患者,尤其是肺癌患者,由于自身免疫系统较为脆弱,且常因治疗导致免疫力进一步下降,成为了新冠病毒的易感人群。在中国一项涉及 13077 名新冠患者的多中心回顾性队列研究中,23 名有肺癌病史的患者里,39% 不幸死亡,78% 出现严重临床结局 ,这一数据令人痛心,也凸显了寻找有效治疗方案的紧迫性。同时,新冠病毒不断变异,给防治工作带来了极大的困难,开发新的治疗手段迫在眉睫。
在此背景下,来自沙特阿拉伯和印度等研究机构的研究人员 Md. Abul Barkat、Afreen Fatima 等开展了一项重要研究,其成果发表在《BMC Complementary Medicine and Therapies》上。研究聚焦于石榴皮(Punica granatum peel,PGP),旨在探究其植物成分、抗肺癌活性以及抗病毒潜力,期望为肺癌和新冠的治疗提供新的方向。
研究人员为开展此项研究,主要运用了以下几种关键技术方法:首先,采用气相色谱 - 质谱联用(GC-MS)技术,对 PGP 提取物进行分析,以确定其中的植物化学成分;其次,通过 MTT 染料法检测 PGP 提取物对人肺癌细胞(A549)和正常 Vero 细胞的细胞毒性;再者,利用分子对接技术,研究 PGP 成分与 SARS-CoV-2 的主要蛋白酶(Mpro)和木瓜蛋白酶样蛋白酶(PLpro)的相互作用;最后,运用分子动力学(MD)模拟评估复合物的稳定性 。
下面来具体看看研究结果:
- GC-MS 对 PGP 的表征:通过 GC-MS 分析,在 PGP 提取物中检测出 19 种植物成分。主要成分包括 4H - 吡喃 - 4 - 酮、2 - 呋喃甲醛等。这些成分的发现为后续研究其生物活性奠定了基础。
- 石榴皮提取物在肺癌细胞系中的细胞毒性分析:MTT 实验表明,PGP 提取物能显著降低肺癌细胞 A549 的活力,且呈剂量依赖性。同时,PGP 提取物对正常 Vero 细胞毒性较低,这意味着它有望成为一种低毒的抗癌药物。
- A549 细胞中的凋亡、ROS 生成和细胞周期阻滞:研究发现,PGP 提取物可诱导 A549 细胞发生凋亡,表现为细胞核浓缩等典型特征。同时,它能促进 ROS 生成,并使细胞周期阻滞在 G0/G1期,从而抑制癌细胞生长。
- PGP 植物成分的对接分析:分子对接结果显示,部分 PGP 成分与 Mpro和 PLpro蛋白具有良好的结合亲和力。如维生素 E、乙基 5 - 氧代 - 2 - 吡咯烷羧酸酯等,这些成分可能具有潜在的抗病毒活性。
- MD 模拟研究:对乙基 5 - 氧代 - 2 - 吡咯烷羧酸酯与 Mpro和 PLpro复合物的 MD 模拟表明,该复合物在 100 ns 的模拟过程中表现出稳定的相互作用,进一步支持了其潜在的抗病毒作用。
- 毒性特征和理化性质:根据 Lipinski 规则评估,多数 PGP 植物成分具有良好的药物相似性,且毒性较低,这为其开发成药物提供了有利条件。
综合研究结论与讨论部分,该研究意义重大。研究首次揭示了 PGP 提取物中的多种植物成分,这些成分不仅具有抗肺癌活性,还对 SARS-CoV-2 的关键蛋白酶有潜在抑制作用,使其有望成为治疗肺癌和新冠的双效药物。同时,研究也为开发基于天然产物的新型治疗方法提供了理论依据和实验基础。然而,目前的研究仍处于初步阶段,未来还需要更多的研究,如动物实验和临床试验,来进一步验证 PGP 提取物的治疗效果和安全性,从而推动其在临床治疗中的应用,为全球抗击肺癌和新冠疫情带来新的希望。