从Anemarrhena asphodeloides Bunge的纤维根中提取的新型苯并苯酮类化合物通过靶向ALDH3A1酶来抑制肝细胞癌细胞的活性

《Bioorganic Chemistry》：Novel benzophenones from the fibrous roots of Anemarrhena asphodeloides Bunge inhibit hepatocellular carcinoma activity by targeting ALDH3A1

抗肝癌活性苯并呋喃酮类化合物AA及其靶向ALDH3A1机制研究。FRA纤维根分离出6个新苯并呋喃酮（AA）及已知物，AA对Hep3B和HepG2细胞IC50分别为5.19±1.25和4.02±1.13 μM，活性接近索拉非尼。通过分子对接和功能实验证实AA直接抑制ALDH3A1表达，揭示天然产物靶向肝癌干细胞的潜在机制。

　　

廖振东|陈芳芳|任富才|王仁忠|赵洪苏|黄琦|徐凤清|吴德玲

安徽中医药大学药学院，合肥230012，中国

摘要

肝细胞癌（HCC）由于治疗选择有限，是一个严峻的临床挑战。植物来源的天然产物是此类发现的一个有希望的来源。本研究对Anemarrhena asphodeloides Bunge（FRA）的纤维根进行了研究，分离并鉴定了六种新的苯酚酮衍生物（Anemarrhenones A-F）和六种已知化合物。Anemarrhenone A（AA）对Hep3B细胞的IC₅₀值为5.19?±?1.25?μM，对HepG2细胞的IC₅₀值为4.02?±?1.13?μM，其抗HCC活性与索拉非尼相当（索拉非尼对Hep3B细胞的IC₅₀值为5.63?±?0.27?μM，对HepG2细胞的IC₅₀值为2.34?±?0.28?μM）。ALDH3A1被确定为AA发挥抗HCC活性的直接功能靶点。这项研究揭示了由AA介导的潜在肿瘤抑制途径，并为对抗HCC提供了策略性方法。

引言

肝细胞癌（HCC）导致了全球疾病负担的不断加重[1]、[2]、[3]、[4]。尽管治疗策略最近有所进展，但现有治疗方法仍存在缺点。介入性疗法常常导致复发和肝脏损伤，而靶向药物则受到耐药性和副作用的限制[5]。即使是有前景的新免疫疗法也面临低响应率和严重免疫相关不良事件的风险[6]。因此，迫切需要更多新的治疗策略[7]。探索天然产物可以为癌症治疗提供有效的策略[8]。

FRA主要分布在中国北部（例如河北、甘肃、内蒙古），已有两千多年的栽培和应用历史[9]。在传统中医中，其根茎（在中国药典中称为“知母”）因其清热和滋阴的功效而受到认可[10]。目前，有30多种中药专利将A. asphodeloides作为关键成分，包括知柏地黄丸、二母宁嗽丸和清热解毒口含片[10]。临床上，它也被广泛用于经典方剂如清蒿鳖甲汤、白虎汤和知柏地黄丸中。

A. asphodeloides的药理作用主要归因于其丰富的次生代谢物，包括甾体皂苷、黄酮类和苯丙素类[11]、[12]、[13]。在加工过程中，根茎被作为主要产品收集，而其纤维根通常被作为废弃物丢弃。尽管根茎的化学成分已得到广泛研究，但FRA受到的关注相对较少。这些有限的研究表明，FRA可能具有与根茎相似的药理作用，表明它是一种丰富的生物活性化合物来源[14]。

我们研究小组之前已经对FRA的生物活性化合物和生物活性进行了初步研究[15]、[16]。通过系统提取、分离和结构鉴定，首次从这一非传统药用部分发现并报道了一系列结构新颖的化合物。这些发现为FRA的未来开发和利用奠定了重要基础。作为先前研究的延伸，本研究对其化学成分进行了分析，成功分离出了六种以前未描述的苯酚酮衍生物。其中，Anemarrhenone A（AA）被筛选出作为一种新的潜在抗肿瘤剂，对其潜在的分子靶点和作用机制进行了深入探讨，并确定了ALDH3A1是AA的靶蛋白。这项研究为抗HCC药物开发提供了一种结构新颖的天然活性分子，并通过发现FRA中的生物活性成分实现了植物资源的有效利用。

设备与试剂

本研究中使用的设备和试剂详见支持信息。

植物材料

2022年10月，我们在中国安徽省亳州采集了FRA。安徽中医药大学的刘守金教授对植物材料进行了鉴定。一份凭证标本（ACM2022100101）存放在该大学的标本中心。

提取与分离

70公斤干燥的FRA粉末通过水煎提取，浓缩至棕色残渣（30公斤），然后依次用EtOAc和

结构鉴定

Anemarrhenone A（1）是一种黄色粉末，分子式为C₂₀H₂₀O₉（11个不饱和度），根据HRESIMS数据推导得出（m/z: 403.1030 [M-H]^?，计算值为403.1029）。¹H NMR谱（表1）显示两个邻位偶联的双峰[δ_H 7.60 (d, J?=?8.7?Hz); 6.81 (d, J?=?8.7?Hz)]和一个单峰[δ_H 6.12 (s)]。此外还显示了亚甲基质子的信号[δ_H 3.29 (dd, J?=?11.0, 5.8?Hz); 3.27 (d, J?=?11.0, 5.8?Hz); 2.07 (br s)]，三个甲基质子[δ_H 5.03 (br s); 3.83 (重叠); 3.58

结论

在本研究中，从FRA中成功分离并鉴定了六种新化合物。其中，AA被确定为最具潜力的候选物，具有强效的抗HCC活性。AA的抗肿瘤作用在体外得到了充分验证，包括抑制HCC细胞的增殖和迁移。更重要的是，确定了ALDH3A1是AA的靶点。有充分证据表明AA以高亲和力结合ALDH3A1。

ALDH3A1已知

作者贡献声明

廖振东：方法学、研究、数据分析。陈芳芳：撰写——初稿。任富才：方法学。王仁忠：资源获取。赵洪苏：资源获取、数据分析。黄琦：资源获取。徐凤清：撰写——审稿与编辑。吴德玲：撰写——审稿与编辑、资金筹集、概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本工作得到了国家重点研发计划项目（2023YFC3504202）、合肥市第二人民医院研究基金项目（2024ykc006）和安徽省生物活性天然产物重点实验室基金会（AKLPDCM202307）的支持。