基于生物活性导向的Acalypha cuspidata来源F7组分在体外和体内卵巢癌模型中的评价

《Journal of Genetic Engineering and Biotechnology》：Bioactivity-guided evaluation of F7 fraction derived from Acalypha cuspidata on ovarian cancer models in vitro and in vivo

　　

基于先前的研究，本研究旨在对从Acalypha cuspidata (Jacq.)的乙酸乙酯提取物中获得的F7组分进行生物活性导向评价，并通过体外（in vitro）和体内（in vivo）实验确定其在SKOV-3卵巢癌细胞系上的抗癌活性。因此，研究人员通过开放柱色谱法将A. cuspidata的乙酸乙酯提取物（9.8 g）分离成11个组分（F1–F11），并使用WST-1实验评估了通过色谱获得的组分。采用透射电子显微镜（TEM）、流式细胞术（flow cytometry）、Annexin V结合实验以及Nu/Nu小鼠实验模型分析了第7组分（F7）的抗肿瘤活性。结果表明，在获得的11个组分中，仅F4和F7组分对SKOV-3卵巢癌细胞表现出较低的细胞毒性，并且具有最佳的选择性靶向癌细胞而不影响BEAS-2B非癌细胞系的能力。大鼠原代肝细胞毒性数据表明，F7组分比F4毒性更低，因此选择F7进行进一步研究。经F7组分（半数抑制浓度，IC₅₀，28 μg/mL）处理的SKOV-3细胞具有凋亡的形态学特征，如染色质凝聚、细胞体积减小、磷脂酰丝氨酸外化和线粒体严重损伤。在卵巢癌异种移植小鼠模型中，与溶剂对照组相比，F7组分（40 mg/kg）处理与肿瘤生长显著减少相关，支持了该生物活性组分的潜在抗肿瘤活性。来源于A. cuspidata的F7组分对卵巢癌模型具有细胞毒性和抗肿瘤活性。需要进一步研究以表征F7组分的化学成分、阐明潜在的分子机制以及评估安全性和药理学参数。

**论文解读：基于生物活性导向的Acalypha cuspidata来源F7组分对卵巢癌模型的抗肿瘤作用**

**研究背景与问题**

卵巢癌是全球第三大致死性妇科恶性肿瘤，2022年造成约206,956人死亡。在墨西哥，该疾病同样位居妇科肿瘤致死率的第三位，且多数病例诊断时已处于晚期。目前标准疗法为手术联合化疗，但一线药物卡铂（carboplatin）存在耐药性及严重毒副作用，如对正常细胞的非选择性损伤，导致患者生存率改善有限。因此，开发高效低毒的新型抗癌药物成为迫切需求。天然产物是抗癌药物的重要来源，传统药用植物中蕴藏大量活性分子。墨西哥民间使用的铁苋菜属（Acalypha）植物被用于治疗口腔癌、胃癌、肠癌及皮肤癌等，其中Acalypha cuspidata (Jacq.)的甲醇提取物曾被发现具有抗拓扑异构酶活性，提示其可能含有抗癌成分。然而，既往研究多局限于单一生物活性或缺乏细胞水平评价，且未系统筛选具有选择性抗肿瘤活性的组分。基于上述空白，研究人员采用生物活性导向分离策略，对A. cuspidata乙酸乙酯提取物进行分级纯化，旨在鉴定对卵巢癌具有选择性活性的组分，并在体外和体内模型中验证其抗肿瘤效应。该研究发表于《Journal of Genetic Engineering and Biotechnology》。

**主要技术方法**

研究人员采用开放柱色谱法对A. cuspidata乙酸乙酯提取物（9.8 g）进行分离，获得11个组分（F1–F11）。通过WST-1实验评估各组分对SKOV-3卵巢癌细胞和BEAS-2B正常支气管上皮细胞的毒性，计算选择性指数（selectivity index, SI）。选取最优组分F7进行后续分析。体外实验中，利用Annexin V-FITC/PI双染结合流式细胞术检测细胞凋亡；透射电子显微镜（TEM）观察超微结构变化；CFSE染色评估细胞增殖抑制；扫描电子显微镜（SEM）分析肿瘤样结构形成。体内实验采用Nu/Nu小鼠异种移植模型，皮下接种SKOV-3细胞后，腹腔注射F7组分（40 mg/kg）或卡铂（50 mg/kg），每周两次，持续四周，测量肿瘤体积和重量。所有动物实验经机构伦理委员会批准。

**研究结果**

**3.1 F4和F7组分对卵巢癌细胞具有细胞毒性**
通过WST-1实验发现，乙酸乙酯提取物（IC₅₀ = 86.46 μg/mL）活性高于甲醇提取物（IC₅₀ = 139.24 μg/mL）。经柱层析分离的11个组分中，F4、F5、F6和F7的IC₅₀值分别为33.01、23.87、13.26和27.78 μg/mL，均低于原提取物。其中F4和F7对SKOV-3细胞的选择性指数（SI）为1.48和1.39，优于卡铂（1.23），且对BEAS-2B正常细胞毒性较低。

**3.2 F7组分对大鼠原代肝细胞无细胞毒性**
为评估肝脏毒性，研究人员分离大鼠原代肝细胞进行WST-1实验。与溶剂对照组相比，F4组分在50 μg/mL时显著降低肝细胞活力，而F7组分在所有测试浓度（12.5–50 μg/mL）下均未引起活力下降，且细胞形态正常。因此选择F7进行后续研究。

**3.3 F7诱导SKOV-3细胞凋亡**
流式细胞术Annexin V-FITC/PI染色显示，F7处理组（28 μg/mL）后早期和晚期凋亡细胞比例总计为36.6%，与卡铂组（39.9%）相当，而溶剂对照组仅6.44%。TEM观察发现，F7处理组细胞出现染色质凝聚、核浓缩、线粒体体积减小及内部嵴消失等典型凋亡特征，且线粒体损伤程度较卡铂更为严重。

**3.4 F7组分抑制细胞增殖**
通过CFSE染色检测细胞分裂，F7处理组中未分裂细胞比例（73%）显著高于溶剂对照组（31%），而增殖细胞比例（35%）低于对照组（69%），与卡铂（22%）和丝裂霉素（28%）相似，表明F7可有效抑制SKOV-3细胞增殖。

**3.5 F7组分影响体外肿瘤样结构形成**
扫描电镜观察显示，SKOV-3细胞在培养中形成肿瘤样多层结构。F7处理72小时后，这些结构数量减少（对照14个，F7处理组8个），且出现细胞膜损伤、孔隙增多和膜延长等改变，而卡铂处理组结构完全消失。提示F7可破坏肿瘤样结构的完整性。

**3.6 F7组分减少Nu/Nu小鼠体内肿瘤生长**
在SKOV-3异种移植模型中，F7组分（40 mg/kg）处理组肿瘤体积增长至约100 mm³，显著小于溶剂对照组（约700 mm³），与卡铂组（约200 mm³）效果相当。肿瘤重量方面，F7组（0.07 g）远低于对照组（1.13 g），且卡铂组为0.25 g。形态学观察显示对照组和F7组肿瘤呈液态，而卡铂组为固态，可能反映细胞密度或坏死程度差异。

**讨论总结与结论**

讨论部分指出，本研究首次对A. cuspidata乙酸乙酯提取物的F7组分进行系统体外和体内抗卵巢癌评价。F7组分对SKOV-3细胞的选择性细胞毒性、诱导凋亡能力及体内肿瘤抑制作用均与临床药物卡铂相当或更优，尤其在线粒体损伤方面更为显著。然而，现有分析（薄层色谱）仅提示F7组分含有叶绿素等非极性化合物，具体活性分子尚未鉴定；分子机制（如线粒体通路、拓扑异构酶抑制）和完整药代动力学参数仍需深入探究。研究局限性包括缺乏LC-MS或NMR进行化学表征、未分析凋亡信号蛋白（如caspase、Bcl-2家族）及组织病理学验证。

**结论翻译**：
在本研究中，研究人员对从A. cuspidata乙酸乙酯提取物获得的组分进行了生物活性导向评价，并鉴定F7组分为对SKOV-3卵巢癌细胞活性最强的组分。F7组分在体外对癌细胞表现出选择性细胞毒性，诱导了与凋亡一致的形态和生化特征，同时对非癌细胞的细胞毒性较低。F7组分的抗肿瘤活性在Nu/Nu小鼠SKOV-3异种移植模型中肿瘤生长减少中进一步得到支持。然而，这些体内结果应视为初步证据，因为未对肿瘤组织进行组织病理学和分子分析。同样，缺乏对F7组分全面的化学表征限制了对观察到的生物学效应负责的具体化合物的鉴定。综上所述，本研究结果提供了实验证据，表明A. cuspidata含有对卵巢癌模型具有细胞毒性和抗肿瘤活性的生物活性成分。尽管如此，仍需进一步研究以表征活性组分的化学成分、阐明潜在的分子机制以及评估安全性和药理学参数。这些工作对于确定A. cuspidata衍生组分作为抗癌药物潜在来源的转化潜力至关重要。