《Cancer Management and Research》：Anticancer Activity and Cell Mechanism of a Novel Flavonoid Derivative from Chrysanthemum × morifolium (Ramat). Hemsl Leaves Against the MCF-7 Breast Cancer Line in vitro
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研究背景：乳腺癌在女性中的病例数和死亡率最高。细胞周期失调和细胞凋亡减少是癌细胞生长的原因之一。理想的抗癌药物具有选择性毒性，意味着它可以杀死癌细胞而不损伤正常组织细胞。菊花叶的几个栽培品种含有主要活性化合物，如黄酮类化合物，作为具有潜力的抗癌药物活性成分。研
研究背景：乳腺癌在女性中的病例数和死亡率最高。细胞周期失调和细胞凋亡减少是癌细胞生长的原因之一。理想的抗癌药物具有选择性毒性，意味着它可以杀死癌细胞而不损伤正常组织细胞。菊花叶的几个栽培品种含有主要活性化合物，如黄酮类化合物，作为具有潜力的抗癌药物活性成分。研究目的：本研究的主要目的是调查从菊花叶中提取的化合物的潜在抗癌作用。方法：使用不同的分离技术对化合物进行色谱分离，包括提取、分离和纯化；使用紫外（UV）、红外（IR）、核磁共振（NMR）和质谱进行表征；并在体外（WST-8 assay）评估抗癌活性，测试细胞机制：细胞周期抑制和凋亡活性（流式细胞术），以及分析ESR1基因表达（RT-qPCR）。结果：在菊花叶的乙酸乙酯提取物中发现的生物活性成分是acacetin（1）、3,5,5′-三羟基-4′-甲氧基黄酮（2）和kaempferide-7-O-糖苷（3）。在MCF-7和HEK-293细胞中，分离物（2）显示出最低的细胞存活率百分比，IC50值分别为49.37 ppm和225.045 ppm。浓度为1 × IC50的分离物2导致G2/M期显著增加（50.73 ± 4.13%），表明发生了G2/M阻滞。同时，在凋亡测定中，相同的处理使早期凋亡增加到高达38.87 ± 11.43%。菊花叶分离物2在1 × IC50剂量下显示ESR1基因表达增加，为1.34 ± 0.13，而在? × IC50剂量下为1.01 ± 0.14。结论：菊花叶分离物2通过抑制G2/M细胞周期、早期凋亡和抑制ESR1基因表达，显示出作为抗癌剂的选择性潜力。
研究背景显示，乳腺癌目前在女性群体中具有最高的发病率与死亡率，其发病机制与细胞周期失调及细胞凋亡减少密切相关。理想的抗癌药物应当具备选择性毒性，即在消灭肿瘤细胞的同时不损伤正常组织。尽管已有研究表明菊花叶片中富含的黄酮类等次级代谢产物具有潜在的抗癌活性，且不同黄酮化合物可通过调节核因子κB（NF-κB）、PI3K/AKT/mTOR等关键分子通路诱导细胞凋亡，但迄今为止，尚无研究针对菊花叶提取物的结构表征及其对MCF-7乳腺癌细胞的抗癌生物活性及机制进行深入探讨。为填补这一空白，研究人员开展了关于新型黄酮衍生物的分离、结构鉴定及其体外抗乳腺癌作用机制的研究。本研究成功从菊花叶中分离并鉴定了三种黄酮类化合物，评估了其细胞毒性及选择性，并揭示了其通过调控细胞周期、诱导凋亡以及影响雌激素受体α（ESR1）基因表达发挥抗癌作用的机制。该研究成果发表在《Cancer Management and Research》上，为开发高选择性及低毒性的植物来源乳腺癌治疗药物提供了重要的科学依据。
研究人员在开展本研究时，主要采用了以下技术方法：首先采集自印度尼西亚中爪哇省三宝垄市Bandungan地区的菊花叶样本，通过乙醇萃取及柱色谱法进行化合物的分离纯化；采用紫外、红外、核磁共振（包括一维1H-NMR和13C-NMR及二维HSQC和HMBC）和质谱法进行结构表征；使用WST-8法评估化合物对MCF-7乳腺癌细胞及HEK-293正常细胞的体外细胞毒性、计算半数抑制浓度（IC50）及选择指数；运用流式细胞术检测细胞周期分布及细胞凋亡情况；并利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）分析ESR1基因的相对表达水平。
结构表征通过对分离物1、2和3的理化及光谱数据进行解析，研究人员得出结论：基于高分辨质谱及核磁共振等数据，分离物1被鉴定为刺槐素，分离物2为3,5,5′-三羟基-4′-甲氧基黄酮，而分离物3则被预测为黄花黄酮-7-O-糖苷。
细胞毒性生物测定及选择指数研究发现，分离物2在MCF-7细胞中的IC50值为49.37 ppm，而在HEK-293正常细胞中的IC50值为225.045 ppm，计算得出其选择指数为4.558。研究结果表明，与其他分离物及顺铂相比，分离物2表现出最高的选择性抗癌潜力，这主要归因于其结构中具有更多的游离羟基和甲氧基基团。
细胞周期实验通过流式细胞术分析得出结论，与对照组相比，1 × IC50浓度的分离物2使得处于G2/M期的细胞比例显著增加至50.73 ± 4.13%，证实该化合物能够引发G2/M期阻滞从而发挥抗有丝分裂作用；而顺铂则主要导致G1期阻滞。这表明分离物2与顺铂具有完全不同的作用靶点。
细胞凋亡实验分析表明，1 × IC50浓度的分离物2能将MCF-7细胞的早期凋亡率显著提升至38.87 ± 11.43%，而坏死细胞的比例相对较低。研究得出结论，该化合物引发细胞死亡的主要途径是诱导细胞凋亡，而非导致病理性的细胞坏死，这与G2/M期阻滞的发生具有直接相关性。
ESR1基因表达分析通过RT-qPCR检测得出结论，分离物2对ESR1基因表达的调节作用呈现剂量依赖性。在1 × IC50剂量下，ESR1基因表达水平增加至1.34 ± 0.13，而在1/2 × IC50剂量下其表达水平则接近正常值。这表明该黄酮类化合物在乳腺癌细胞中表现出对雌激素受体通路的复杂调节作用。
最后，在讨论与结论部分，研究人员总结得出以下核心结论：通过多维度光谱解析，菊花叶分离物被分别鉴定为不同的黄酮类物质。体内外实验证实，分离物2由于其特有的羟基和甲氧基取代基，展现出极为优异的选择性细胞毒性。在细胞机制层面，其通过诱导DNA损伤及有丝分裂纺锤体形成障碍，引发显著的G2/M期细胞周期阻滞，并进一步触发了以早期凋亡为主的细胞死亡程序。同时，该化合物能够对MCF-7细胞中的ESR1基因表达产生具有剂量依赖性的调控效应，揭示了其对雌激素依赖性乳腺癌病理通路干预的潜在价值。
