美洲马缨丹中香豆素与桦木酸类似物的发现及其对人类黑色素瘤细胞中致癌MAPK/ERK和PI3K/AKT通路的抑制作用

本研究针对黑色素瘤治疗中MAPK/ERK和PI3K/AKT信号通路异常激活的临床挑战，通过高通量筛选2576种植物提取物，发现美洲马缨丹(Mammea americana)叶片的乙酸乙酯提取物具有双重通路抑制活性。研究人员通过HPLC活性导向分离，鉴定出10个新型桦木酸衍生物(1-10)和9个已知香豆素(11-19)，其中香豆素类化合物theraphin B(11)对AKT通路抑制活性最强(IC50 37.0 μM)。该研究为开发靶向致癌通路的新型天然产物抑制剂提供了重要线索，相关成果发表于《Phytochemistry》。

　　

黑色素瘤是最具侵袭性的皮肤癌类型，其发生发展与MAPK/ERK（丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶）和PI3K/AKT（磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B）两条关键致癌信号通路的异常激活密切相关。尽管针对BRAF V600E等常见突变的靶向药物（如vemurafenib）已应用于临床，但肿瘤细胞很快会产生耐药性。近年来，联合靶向治疗与免疫治疗的策略虽取得进展，但仍需开发能同时靶向多条通路的新型抑制剂。

瑞士巴塞尔大学的研究团队建立了一套创新的药物发现流程，通过对2576种植物提取物的系统筛选，发现美洲马缨丹叶片的乙酸乙酯提取物能显著抑制携带BRAF^T1799A
和NRAS^C181A
突变的患者来源细胞MM121224中ERK和AKT的活性。研究人员采用HPLC活性导向分离技术，结合高分辨质谱和核磁共振分析，从活性组分中鉴定出19个化合物，包括10个结构新颖的27-羟基桦木酸衍生物和9个已知的异戊烯化香豆素。

研究采用的关键技术包括：1）基于激酶易位报告系统（KTRs）的高内涵筛选（HCS）技术，可在单细胞水平定量ERK/AKT活性；2）HPLC-UV-MS联用活性分析；3）制备型高效液相色谱分离；4）核磁共振（包括¹
H NMR、¹³
C NMR、HSQC、HMBC和ROESY）和圆二色谱（ECD）用于结构解析；5）密度泛函理论（DFT）计算辅助绝对构型确定。

2.1 活性分析与结构鉴定
通过HPLC活性分析锁定色谱图中的活性窗口（图1），从中分离得到10个桦木酸衍生物（1-10）和9个香豆素（11-19）。核磁数据显示，化合物1-4为C₅₀
H₆₄
O₁₀
的同系物，含有两个阿魏酰基团，通过HMBC和ROESY相关确定其3β,27α构型（图3）。化合物5-10则缺少一个甲氧基，为对香豆酰基和阿魏酰基的混合酯。香豆素类化合物中，theraphin B(11)和mammea A/AA系列(13-16)显示出显著活性。

2.2 生物活性
活性测试发现，桦木酸衍生物1-10对ERK和AKT通路均无抑制活性，而香豆素类表现突出。Theraphin B(11)对AKT通路抑制IC₅₀
为37.0±0.4 μM，对ERK通路抑制呈现复杂浓度依赖性（图5）。值得注意的是，mammea A/AA系列(13-16)对AKT有弱抑制，但环化衍生物(12,17-19)在200 μM浓度下完全无活性。

3. 结论
该研究首次报道了美洲马缨丹中10个新型桦木酸酯类化合物，虽然这些三萜衍生物在本次检测体系中无活性，但桦木酸本身可通过激活p38和JNK通路诱导黑色素瘤细胞凋亡。更重要的是，香豆素theraphin B(11)展现出对NRAS突变驱动的AKT通路的选择性抑制，为开发靶向耐药性黑色素瘤的双通路抑制剂提供了新思路。研究证实了高内涵筛选技术在天然产物抗癌药物发现中的高效性，相关成果为拓展黑色素瘤治疗武器库提供了化学多样性基础。

这项工作的创新性在于：1）建立了天然产物库-高通量筛选-活性导向分离的完整发现链条；2）首次发现香豆素类物质对NRAS-Q61K突变型黑色素瘤的特异性抑制；3）为克服靶向治疗耐药性提供了潜在解决方案。未来可进一步优化活性香豆素的结构，并探索其与现有靶向药物的协同效应。