三种兔儿风属植物中结构新颖倍半萜类成分的发现及其PPAR-r受体激活作用研究

PPARr is a ligand-activated transcription factor. It can be epxressed in many cancer cells, and exerts anti-tumor effect by inhibiting cell proliferation, arresting cell cycle, and inducing cell apoptosis and differentiation in variety of cancer cells including prostate, breast, lung, colon, gastric, and liposarcoma, after activation by ligand. The PPARr ligand is considered as a novel anti-tumor compound, and attracts great attention. Among PPARr ligands, endogenous ligands, including fat acids and prostanoids, are weak agonists, while synthetic thiazolidinedione agonists have severe adverse effects, which restricts their clinical application. The ligands from natural products possess similar action mode to endogenous ligands with strong acitivity, which are considered as an important source for PPARr ligands. In previous investigation, we have discovered a serial of structural novel sesquiterpenoids and their dimers, trimers with strong cytotoxicity. A sesquiterpenoid trimer ainsliatrimer A have been confirmed to exert anti-tumor effect by PPARr activation. In this project, we will continue to discover structurally diverse sesquiterpenoids, and their dimers, trimers from three Ainsliaea species, and further study their cytotoxicties, PPARr activation effects, and their relationship, which will led to the discovery of structurally unique anti-tumor leads due to PPARr activation.

PPARr受体为一种配体激活的核转录因子，在多种肿瘤细胞均有表达，经过配体激活后，能抑制肿瘤细胞分裂周期、阻止肿瘤细胞生长、诱导肿瘤细胞凋亡及分化，受到广泛关注。现有的PPARr配体中，内源性配体，安全性好，活性较弱；合成的PPARr配体，活性强，但常有水肿、心衰等严重的副作用。天然药物中发现的配体，作用模式类似于内源性配体，活性较强，是安全有效PPARr配体的重要来源。我们在前期研究中，从兔儿风属植物中发现了一系列结构新颖的倍半萜及其二聚体和三聚体，具有很强的体外抗肿瘤活性。其中三聚体类化合物Ainsliatrimer A被证实通过PPARr激活发挥抗肿瘤作用。本课题在前期研究的基础上，对三种兔儿风属植物的倍半萜、倍半萜二聚体、三聚体进行系统化学研究，并对其体外抗肿瘤活性、PPARr受体激动活性以及它们之间的关系进行研究，有望发现结构新颖的、基于PPARr受体激活的新型抗肿瘤先导化合物。

PPARr受体为一种配体激活的核转录因子，在多种肿瘤细胞中均有表达。经过配体激活后，能阻滞肿瘤细胞分裂周期、抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡及分化。本课题在前期研究的基础上，系统研究三种兔儿风属植物的倍半萜类成分，并对其体外抗肿瘤活性、PPARr受体激动活性以及它们之间的关系进行研究，以发现结构新颖的、基于PPARr受体激活的新型抗肿瘤先导化合物。. 在本课题的研究中，我们对云南兔儿风、细穗兔儿风、长穗兔儿风、叶下花的倍半萜类成分进行了系统的研究，从四种兔儿风属植物中分离鉴定了175个倍半萜类化合物，25个为新的倍半萜类成分，这些倍半萜类化合物结构多样，类型丰富，包括新颖的C17愈创木烷及桉烷型倍半萜、r-内酰胺取代的倍半萜及异戊酰基取代的倍半萜。这些类型多样，结构新颖的倍半萜，结合我们前期从大头兔儿风及中甸兔儿风中分离的倍半萜类成分，使我们对兔儿风属植物倍半萜类成分结构类型及分布有了一个全面完整的认识。. 利用体外抗肿瘤筛选模型及PPARr双荧光素酶报告基因模型，筛选到了5个具有PPARr激动活性的倍半萜类化全物Dehydrozaluzanin C，Ainsliadimer A, Gochnatiolide A，QXY-5-30，QXY-5-36。其能显著抑制PPARr高表达肿瘤细胞HT-29和MCF-7的增殖，阻滞细胞周期于S期和G2期，并显著诱导HT-29和MCF-7细胞发生凋亡。PPAR-r特异性拮抗剂GW9662和siRNA干扰PPARr都可导致5个倍半萜类化合物增殖抑制作用显著减弱，阻断其对MCF-7细胞周期的阻滞作用，使HT-29和MCF-7细胞凋亡率显著下降，说明5个倍半萜类成分的体外抗肿瘤作用与PPARr受体激活密切相关。2个代表性的倍半萜Dehydrozaluzanin C和Gochnatiolide A剂量依赖地影响HT-29细胞中周期和凋亡相关蛋白的表达，PPARr特异性阻断剂GW9662及siRNA干扰PPARr都可导致周期和凋亡相关蛋白表达发生变化。这些结果表明，5个倍半萜类成分，尤其Dehydrozaluzanin C和Gochnatiolide A，其主要通过作为PPARr配体，激活PPARr发挥肿瘤细胞增殖抑制、周期阻滞及诱导凋亡的作用，可作为基于PPARr受体激活的抗肿瘤先导化合物，进一步进行深入研究。