沙蟾毒精抗癌活性及相关机制的研究进展

蟾酥是一种具活性的蟾蜍提取物,其炮制方法是将中华大蟾蜍皮肤腺和耳后腺分泌的毒液进行酒制或高温干燥而得。作为一种在中国被用来治疗疾病已有上千年历史的天然产物,蟾酥具有强心、镇痛、抗心肌缺血、抗内毒素休克、抗癌等多种药理作用。沙蟾毒精(arenobufagin,ARE)是蟾酥的主要化学成分之一,其抗癌机制也在近十年来被越来越多地阐明。ARE可通过多种途径发挥抗癌作用,如诱导癌细胞凋亡和/或自噬、坏死、细胞周期阻滞,抑制癌细胞迁移和侵袭,抑制血管生成等。目前有关ARE的研究主要关注在其癌细胞选择性毒性和抗癌分子机制方面,多为细胞和动物水平。受限于ARE毒副作用较大、靶点不明确和药代动力特性不清楚等,ARE尚未进入西医临床应用阶段。该文梳理了ARE的抗癌活性、抗癌分子机制以及与其他抗癌药物联合使用的相关研究成果,以期为完善ARE的抗癌机制研究提供新的方向。

沙蟾毒精通过Nrf2-HO-1/SLC7A11途径诱导人胃癌SGC-7901细胞铁死亡

目的 探讨沙蟾毒精(ArBu)诱导人胃癌SGC-7901细胞发生铁死亡的机制。方法 采用CCK-8法检测不同浓度ArBu对SGC-7901细胞存活率的影响,显微镜和透射电镜分别观察细胞及线粒体形态变化。将SGC-7901细胞分为对照组,ArBu低、中、高浓度组(0.2、0.4、0.8μmol·L^(-1))以及ArBu(0.4μmol·L^(-1))联合Ferrostatin-1(Fer-1,5μmol·L^(-1))组干预24 h,用试剂盒检测还原性谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、总Fe和脂质活性氧(ROS)的水平。Western blot分别检测Nrf2、HO-1、SLC7A11、FTH1、GPX4的蛋白表达情况。结果 ArBu处理细胞24 h和48 h后,细胞存活率明显下降,且呈浓度依赖性。与对照组相比,ArBu处理细胞24 h后,细胞和线粒体皱缩死亡,线粒体嵴消失,GSH和SOD水平明显下降,MDA、总Fe和ROS水平明显上升。与ArBu中浓度组处理细胞24 h相比,联合Fer-1处理后,明显逆转了GSH、SOD、MDA、总Fe和脂质ROS水平,细胞形态与对照组无明显差异,线粒体并未皱缩变小。此外,ArBu明显降低Nrf2、HO-1、SLC7A11、FTH1、GPX4的蛋白表达水平。结论 ArBu能诱导人胃癌SGC-7901细胞铁死亡,其机制可能是通过Nrf2-HO-1/SLC7A11途径。

沙蟾毒精抑制肝癌HepG2细胞黏附、迁移和侵袭的作用

目的研究沙蟾毒精(Arenobufagin)对人肝癌细胞HepG2黏附、迁移和侵袭的抑制作用。方法 MTT法检测沙蟾毒精对HepG2细胞活力和细胞黏附能力的影响,划痕实验观察沙蟾毒精对HepG2细胞运动能力的影响,Transwell小室模型研究沙蟾毒精对HepG2细胞的迁移和侵袭的抑制作用,Western blot检测基质金属蛋白酶MMP 2和MMP 9的表达水平变化。结果与空白组相比,沙蟾毒精可降低HepG2细胞的黏附能力,使Transwell小室膜上的肝癌细胞明显减少,并且呈剂量依赖性。Western blot结果显示沙蟾毒精可以明显抑制基质金属蛋白酶MMP 2和MMP 9的表达。结论沙蟾毒精能抑制人肝癌细胞HepG2的黏附、迁移和侵袭,其机制可能与抑制MMP 2和MMP 9的表达有关。

中华大蟾蜍皮的化学成分

目的研究中华大蟾蜍皮的化学成分。方法利用反复硅胶柱、ODS反相柱、制备液相、重结晶等手段分离分离纯化化学成分,根据化合物的理化性质和光谱数据并参考文献鉴定其化学结构。结果从中华大蟾蜍皮中分离得到6个化合物:胆甾醇(cholesterol,1)、棕榈酸胆甾烯酯(palmitatic acid cholesteryl ester,2)、蟾毒它灵(bufotalin,3)、沙蟾毒精(arenobufagin,4)、嚏根草配基(hellebrigenin,5)、嚏根草配基-3-辛二酸半酯(hellebrigenin-3-hemisuberate,6)。结论化合物6为新化合物。

沙蟾毒精诱导人肝癌SMMC-7721细胞凋亡及其机制的研究

目的观察沙蟾毒精诱导人肝癌SMMC-7721细胞凋亡的作用。方法用MTT法观察沙蟾毒精对人肝癌SMMC-7721细胞增殖的影响;通过荧光染色、流式细胞分析等方法观察沙蟾毒精对细胞凋亡的影响;RT-PCR和Western blot分析沙蟾毒精对Bcl-2、Bax、p53和p21等基因和蛋白表达的影响。结果沙蟾毒精对人肝癌SMMC-7721细胞的生长有明显的抑制作用,24 h半数抑制剂量(IC50)为0.415μg/mL。细胞周期结果显示,人肝癌SMMC-7721细胞经不同浓度的沙蟾毒精处理后,G2/M期细胞数量增加,而G0/G1期细胞数明显减少。RT-PCR和Western blot结果显示,人肝癌SMMC-7721细胞经沙蟾毒精处理后,Bax的表达升高,而bcl-2的表达降低(P<0.05)。结论沙蟾毒精可能通过线粒体凋亡途径诱导人肝癌SMMC-7721细胞凋亡。

沙蟾毒精对骨肉瘤U2OS细胞增殖、凋亡、侵袭的影响及机制

目的观察沙蟾毒精对人骨肉瘤细胞系U2OS增殖、凋亡、侵袭的影响,并探讨其作用机制。方法以人骨肉瘤细胞系U2OS作为研究对象,采用CCK-8法检测不同浓度(0、25、50、75、100、125、150、175、200 nmol/L)沙蟾毒精对U2OS细胞增殖的影响,并筛选出合适给药浓度进行后续实验;采用Hoechst 33258染色,观察U2OS细胞凋亡的形态学变化;采用Transwell侵袭实验检测沙蟾毒精对U2OS细胞侵袭能力的影响;采用实时荧光定量PCR技术检测沙蟾毒精对U2OS细胞凋亡相关基因(Bax、caspase-3)、抗凋亡相关基因(Bcl-2)及侵袭相关基因(MMP-2、MMP-9)mRNA表达的影响。结果CCK-8细胞毒性实验表明,随着沙蟾毒精浓度升高,其对U2OS细胞的抑制率逐渐增加(P均<0.05)。Hoechst 33258染色结果显示,50、100、150 nmol/L沙蟾毒精处理细胞数量减少且出现核固缩、碎裂和凋亡小体形成。Transwell侵袭实验结果显示,随沙蟾毒精(0、50、100、150 nmol/L)浓度升高,U2OS细胞透膜数逐渐减少(P均<0.05)。与0 nmol/L相比,50、100、150 nmol/L沙蟾毒精处理细胞后Bax、caspase-3 mRNA表达增加,Bcl-2、MMP-2、MMP-9 mRNA表达减少(P均<0.05)。结论沙蟾毒精能抑制U2OS细胞增殖,诱导细胞凋亡,其机制与促进Bax、caspase-3表达和抑制Bcl-2表达有关;能抑制细胞侵袭,其机制与抑制MMP-2和MMP-9表达有关。

沙蟾毒精激活Rho A/ROCK1信号通路诱导急性白血病细胞凋亡的分子机制研究

目的研究沙蟾毒精(arenobufagin,ARE)对急性白血病细胞的凋亡诱导作用及可能的分子机制。方法急性白血病细胞Jurkat和MV-4-11经不同浓度(0、10、20、40、80 nmol/L)ARE作用24 h,80 nmol/L ARE作用不同时间(0、6、12、18、24 h)或ROCK1抑制剂Y-27632(20μmon/L)预处理1 h后80 nmol/L ARE作用24 h,采用MTT检测ARE抑制急性白血病细胞增殖的能力;采用流式细胞术检测ARE诱导急性白血病细胞凋亡的能力;采用Western blot和CoIP实验检测急性白血病细胞经ARE作用后细胞中凋亡相关蛋白和Rho A/ROCK1信号通路相关蛋白的变化情况。结果ARE对Jurkat和MV-4-11细胞的抑制增殖作用呈剂量依赖性和时间依赖性(P<0.01),对Jurkat和MV-4-11细胞凋亡诱导作用亦呈剂量和时间依赖性(P<0.01);Western blot检测结果显示:ARE可激活ROCK1信号通路,促进BAX移位至线粒体,Cytochrome c(Cyto c)和AIF由线粒体释放入细胞质,增加Caspase 3和Caspase 7剪切激活,增加PARP1剪切,并减少XIAP表达,其上述作用具有剂量依赖性和时间依赖性(P<0.01);使用Y-27632抑制ROCK1信号通路可明显阻断ARE诱导的BAX移位至线粒体、Cyto c和AIF向细胞质的释放、Caspase 3和Caspase 7的剪切激活、PARP1的剪切、XIAP表达的下调以及细胞凋亡(P<0.01)。结论ARE通过激活Rho A/ROCK1信号通路有效诱导急性白血病细胞(Jurkat、MV-4-11)发生凋亡。

基于血清蛋白的沙蟾毒精与盐酸维拉帕米相互作用研究

目的:研究沙蟾毒精和盐酸维拉帕米与血清蛋白的结合及两者间的相互影响。方法:采用平衡透析法和高效液相色谱法测定两种药物与小牛血清蛋白的结合率。荧光光谱法研究沙蟾毒精与牛血清白蛋白和人血清白蛋白(human serumalbumin,HSA)的相互作用,并采用分子对接模拟药物相互作用模式。结果:0.1μg/mL沙蟾毒精与小牛血清蛋白结合率为(61.1±0.2)%,加入不同浓度盐酸维拉帕米后,沙蟾毒精的血清蛋白结合率显著下降,从(61.1±0.2)%下降到(36.9±3.4)%。测得盐酸维拉帕米(2μg/mL)的血清蛋白结合率为(87.5±0.5)%;当加入不同浓度沙蟾毒精后,盐酸维拉帕米血清蛋白结合率无显著变化。荧光光谱检测表明盐酸维拉帕米能够抑制沙蟾毒精与血清白蛋白的结合。分子对接结果表明,沙蟾毒精、盐酸维拉帕米竞争性结合HSA的位点Ⅰ,盐酸维拉帕米与位点Ⅰ的分子结合能力大于沙蟾毒精,置换沙蟾毒精与HSA在位点Ⅰ的结合。结论:盐酸维拉帕米能够抑制沙蟾毒精与血清蛋白及白蛋白的结合。

花背蟾蜍耳后腺分泌物中化学成分的研究

作者对花背蟾蜍耳后腺分泌物的药效研究结果表明,其强心、升压等作用主要来自其氯仿提取物,作者应用中、低压液相色谱法,首次对花背蟾蜍分泌物的化学成分行进了分离,经UV,IR,~1H-NMR,MS鉴定确定了其中5种成分。分别为胆甾醇(Cholesterol),南美蟾毒精(Marinobufagin),日蟾毒它灵(Gamabufotalin),远华蟾毒精(Telocinobufagin),阿根廷蟾毒精(Arenobufagin). 另外,花背蟾蜍耳后腺分泌物有特臭,作者用水蒸汽蒸馏法提取,GC-MS鉴定,对其挥发性成分进行了研究。

沙蟾毒精诱导肺癌PC-9细胞的凋亡效应及其作用机制初探

本文主要研究沙蟾毒精(Arenobufagin,ArBu)对非小细胞肺癌PC-9细胞的凋亡作用及其作用机制。以非小细胞肺癌PC-9细胞为研究对象,采用MTT法检测ArBu对肺癌PC-9细胞的生长抑制作用,结果发现ArBu各浓度组在不同时间点均对PC-9细胞具有显著的抑制作用。荧光显微镜观察经Hoechst 33258染色的细胞形态,结果显示ArBu给药组细胞减少且出现了染色质固缩、核碎裂、凋亡小体形成,说明ArBu诱导了细胞凋亡。进一步,流式细胞检测仪结果显示细胞凋亡呈明显的量效关系。此外,Western blot结果显示ArBu抑制EGFR/RAF/MEK/ERK信号通路蛋白的磷酸化,下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,上调促凋亡蛋白Bax的表达。上述实验结果表明,ArBu对非小细胞肺癌细胞系PC-9具有明显的生长抑制和促凋亡作用,可作为抗非小细胞肺癌的先导化合物进一步研究。

均匀设计法筛选蟾酥贴剂的透皮吸收促进剂

目的筛选蟾酥贴剂的复合型透皮吸收促进剂。方法以裸鼠皮肤为实验屏障,应用均匀设计法从氮酮、丙二醇、油酸中选择蟾酥贴剂的最佳吸收促进剂及其最佳配比。结果氮酮、丙二醇、油酸的质量分数配比为6%∶10%∶0%时,蟾酥贴片中的蟾酥有最大的透皮速率常数。结论氮酮丙二醇复合透皮吸收促进剂可促进蟾酥中蟾毒内酯类成分的透皮吸收。

蟾毒配基磺酸化及基于自制串联固相萃取对磺酸化产物富集的研究

关于抗癌活性的蟾蜍二烯内酯的结构修饰化合物已达到100多个。甾体母核3位磺酸化的蟾蜍二烯内酯是从蟾蜍皮中分离得到的一类具有抗癌活性的微量成分,但目前尚无关于蟾蜍二烯内酯磺酸化修饰的报道。该文以沙蟾毒精为例,首次发展了一种高效的3位磺酸化沙蟾毒精的合成方法,对目标产物进行了结构鉴定。基于自制亲水性材料Click TE-Cys,发展了反相/亲水串联固相萃取的反应产物后处理方法,用于磺酸化沙蟾毒精的富集。依此法对总蟾毒配基进行了磺酸化和目标产物的富集及LC-MS定性分析,实现了大量具有潜在抗癌活性的新化合物的制备和富集,为进一步实现高效低毒化合物的筛选提供了物质基础。

Arenobufagin is a novel isoform-specific probe for sensing human sulfotransferase 2A1

Human cytosolic sulfotransferase 2 A1(SULT2A1) is an important phase II metabolic enzyme. The detection of SULT2A1 is helpful for the functional characterization of SULT2A1 and diagnosis of its related diseases. However, due to the overlapping substrate specificity among members of the sulfotransferase family, it is difficult to develop a probe substrate for selective detection of SULT2A1. In the present study, through characterization of the sulfation of series of bufadienolides, arenobufagin(AB) was proved as a potential probe substrate for SULT2A1 with high sensitivity and specificity. Subsequently, the sulfation of AB was characterized by experimental and molecular docking studies. The sulfate-conjugated metabolite was identified as AB-3-sulfate.The sulfation of AB displayed a high selectivity for SULT2A1 which was confirmed by in vitro reaction phenotyping assays. The sulfation of AB by human liver cytosols and recombinant SULT2A1 both obeyed Michaelis-Menten kinetics, with similar kinetic parameters. Molecular docking was performed to understand the interaction between AB and SULT2A1, in which the lack of interaction with Met-137 and Tyr-238 of SULT2A1 made it possible to eliminate substrate inhibition of AB sulfation. Finally, the probe was successfully used to determine the activity of SULT2A1 and its isoenzymes in tissue preparations of human and laboratory animals.

我国产华西大蟾蜍皮肤中阿瑞那蟾蜍精的分离、结构鉴定和生物活性

利用高效液相色谱从华西大蟾蜍皮肤中分离出一活性成分,经鉴定为阿瑞那蟾蜍精。本文首次报道此化合物具有兴奋平滑肌、降低大鼠血压和抑制白血病细胞生长等生物作用。

沙蟾毒精对人肝癌细胞HepG2增殖凋亡的调控作用及其机制

目的观察沙蟾毒精对人肝癌细胞株HepG2增殖、凋亡的调控作用,并探讨其机制。方法培养HepG2细胞并分为对照组和实验组,实验组分别加入5、10、20、40、80 nmol/L的沙蟾毒精,对照组正常培养,分别于培养24、48、72 h后,采用CCK-8法检测并计算细胞存活率。将HepG2细胞分为对照组和沙蟾毒精低、中、高剂量组,沙蟾毒精低、中、高剂量组分别加入1.25、2.5、5 nmol/L的沙蟾毒精,对照组正常培养。采用流式细胞术测算细胞凋亡率,ELISA法检测细胞培养上清液中的白细胞介素(IL)-6、IL-8、转化生长因子β1(TGF-β1)、血管内皮生长因子(VEGF)。通过分子对接预测沙蟾毒精与JAK1、JAK2、STAT3的结合度,Westernblotting法检测沙蟾毒精作用后HepG2细胞中的p-JAK1、p-JAK2、p-STAT3蛋白。结果5、10、20、40、80 nmol/L的沙蟾毒精作用24、48、72 h后HepG2细胞存活率均低于对照组(P均<0.01)。沙蟾毒精低、中、高剂量组细胞凋亡率依次增高,且均高于对照组(P均<0.05)。对照组和沙蟾毒精低、中、高剂量组细胞上清液IL-6、TGF-β1、VEGF水平依次降低(P均<0.05);沙蟾毒精中、高剂量组细胞上清液IL-8水平低于对照组,沙蟾毒精低、中、高剂量组细胞上清液IL-8水平依次降低(P均<0.05)。沙蟾毒精与JAK1、JAK2、STAT3有良好的亲和力;沙蟾毒精中、高剂量组细胞中p-JAK1、p-JAK2、p-STAT3蛋白相对表达量低于沙蟾毒精低剂量组和对照组,沙蟾毒精高剂量组p-JAK1、p-JAK2、p-STAT3蛋白相对表达量低于沙蟾毒精中剂量组(P均<0.05)。结论沙蟾毒精可抑制HepG2细胞增殖并诱导其凋亡,作用呈剂量依赖性;沙蟾毒精的作用机制可能与调控JAK/STAT3信号通路有关。

沙蟾毒精酯类衍生物的合成和抗肿瘤活性研究

目的基于活性天然产物沙蟾毒精骨架设计3-酯类衍生物,并测试其抗肿瘤活性。方法通过缩合剂催化下将酸和沙蟾毒精进行酯化反应,得到3-酯类沙蟾毒精衍生物,采用Cell Titer法测试体外抗肿瘤活性。结果3-沙蟾毒精酯类衍生物对所有的肿瘤细胞株显示出优异的体外抗肿瘤活性,其IC50值均在1μmol/L以下。结论化合物2a活性最好,对3种肿瘤细胞株的IC50值为4.0~91.7 nmol/L,可作为抗肿瘤候选化合物进行进一步研究。

HPLC法同时测定不同产地蟾酥中的5种活性成分

目的建立了同时测定蟾酥中活性成分的HPLC方法,并对5个不同产地的药材中5种活性成分进行测定。方法采用HPLC法测定,色谱柱为Hypersil ODS柱(250 mm×4.6 mm,25μm),流动相为醇-水(50∶50),检测波长296 nm,柱温30℃,体积流量1 mL/min,并在此色谱条件下测定不同产地经60%甲醇回流提取的蟾酥样品中活性成分的量。结果各成分的质量浓度和峰面积具有良好的线性关系,且有很好的分离度。日蟾毒它灵、蟾毒灵、沙毒精、华蟾酥毒基、脂蟾毒配基平均回收率为99.9%、99.6%、97.9%、96.7%、99.5%,RSD为2.8%、3.2%、1.9%、1.0%、3.4%。不同产地蟾酥样品的HPLC色谱图差别明显,所含成分的种类和质量分数差异较大。结论本方法简便、灵敏度高,具有实用性,可作为蟾酥药材的质量控制方法。

沙蟾毒精抑制血管生成的作用

探讨沙蟾毒精(arenobufagin)对体内外血管生成的抑制作用。采用MTT法检测沙蟾毒精对人鼻咽癌细胞(CNE-2)、人喉癌细胞(Hep2)、人神经母细胞瘤(SH-SY5Y)、人结肠癌细胞(LOVO)、人前列腺癌细胞(PC-3及DU145)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的细胞毒性及运用光学显微镜观察细胞形态的变化,发现沙蟾毒精剂量依赖性抑制CNE-2、Hep2、SH-SY5Y、LOVO、PC-3、DU145和HUVECs增殖,且在对人癌细胞亚细胞毒浓度下能够有效抑制HUVECs的增殖。采用鸡胚尿囊膜(chick embryo chorioallantoic membrane,CAM)模型观察新生血管的生成,结果发现沙蟾毒精作用24 h后,尿囊膜新生血管生成明显减少。采用细胞周期分析法观察到沙蟾毒精阻滞HUVECs于G2/M期,且随着浓度增加,细胞出现sub-G1凋亡峰。运用流式细胞术检测沙蟾毒精作用HUVECs后的凋亡现象以及线粒体膜电位的变化,确证沙蟾毒精呈时间和剂量依赖性诱导HUVECs凋亡,同时检测到线粒体膜电位下降。Western blotting检测发现,沙蟾毒精作用HUVECs后,凋亡标志分子PARP被切割。上述研究表明,沙蟾毒精具有明显的体内外抑制血管生成作用,其抑制作用可能与诱导血管内皮细胞周期阻滞及凋亡有关。

华蟾素注射液中蟾毒配基类化学成分研究

华蟾素注射液是中华大蟾蜍皮经精制加工制成的水溶性制剂,临床应用广泛,具有良好的抗肿瘤活性,疗效较好,蟾毒配基类化合物为其中抗肿瘤的主要活性成分。本研究针对华蟾素注射液中蟾毒配基类化合物进行了分离,得到6个化合物,分别鉴定结构为3-表-假蟾毒精(1)、假蟾毒精(2)、3-表-沙蟾毒精(3)、沙蟾毒精(4)、3-表-日蟾毒它灵(5)和3-氧代-沙蟾毒精(6)。其中1、3为新化合物,5、6为新天然产物,1、2和3、4分别为两对C-3羟基构型异构体。

HPLC-MS法同时测定六神丸中9种蟾蜍二烯内酯类化合物

目的建立HPLC-MS法同时测定六神丸中9种蟾蜍二烯内酯类化合物(和蟾蜍他灵、沙蟾毒精、远华蟾毒精、去乙酰华蟾毒它灵、蟾毒它灵、华蟾毒它灵、蟾毒灵、华蟾酥毒基和脂蟾毒配基)的方法。方法采用ODS-2(250 mm×4.6mm,5μm)色谱柱,以乙腈-0.15%磷酸水溶液为流动相,梯度洗脱,体积流量1 mL/min,柱温40℃,检测波长296 nm。HPLC-MS联用的色谱条件与HPLC分离基本条件一致,流动相为乙腈-0.2%甲酸水溶液。通过电喷雾离子源,正离子模式扫描,对六神丸中9种蟾蜍二烯内酯类化合物进行分析鉴别。结果 9种蟾蜍二烯内酯类化合物均得到良好分离,线性关系良好(r≥0.999 6)。加样回收率均在92%~105%,RSD<5%。应用建立的HPLC-MS方法测定了10批六神丸中9种蟾蜍二烯内酯类化合物的量,分别为和蟾蜍他灵0.40~0.88 mg/g,沙蟾毒精0.32~0.83 mg/g,远华蟾毒精0.61~2.11 mg/g,去乙酰华蟾毒它灵0.15~0.32 mg/g,蟾毒它灵0.84~1.85 mg/g,华蟾毒它灵25.76~62.14 mg/g,蟾毒灵0.96~2.06 mg/g,华蟾酥毒基2.30~4.75 mg/g,脂蟾毒配基1.20~2.61 mg/g。结论所建立的定量测定方法简便、快速、准确可靠,专属性强,可用于六神丸的质量控制。