山木瓜抗肿瘤活性成分及作用机制研究

Garcinia esculenta Y. H. Li is the endemic plant of People's Republic of China，which has no phytochemical or pharmacological researches having been reported. In the course of previous screening of anticancer constituents from TCM and herbs,the petroleum ether extract of G. esculenta (including leaves, twigs, barks, and pericarps) and the EtOAc-soluble fraction of the 80% (v/v) EtOH extract were found to exhibit cytotoxicity against several cancer cell lines. So we plan to research the chemical constituents of Garcinia esculenta by mordern separation technolygies under the guidance of bioactivity and UPLC-DAD-QTOF-MS/MS in order to obtain the bioactive structures with novel and diversity structures. Several bioactive compounds will be enriched, and molecular biology will be performed to study their further bioactive mechanism in vitro and in vivo, which can clarify the anticancer Efficacious Material Basis. The creativity of the research can provide theoretical guidance for the comprehensive utilization of Garcinia esculenta, as well as lay a solid foundation for the development of new drugs with intellectual properties.

山木瓜为中国特有植物，其化学成分和生物活性研究未见文献报道。我们在中药抗肿瘤活性筛选研究中发现，山木瓜叶、枝条、树皮和果实的石油醚提取物和乙酸乙酯萃取部位均有明显的抗肿瘤活性，并显示较低的毒性。本项目计划通过抗肿瘤活性追踪，运用UPLC-DAD-QTOF-MS/MS和制备液相色谱等现代分析分离技术，系统和快速有效地分离鉴定山木瓜的抗肿瘤活性成分，以期获得结构新颖的先导化合物，并富集一定数量的主要活性化合物，采用现代分子生物学的方法，进一步研究主要活性成分的体内外抗肿瘤作用机制，揭示山木瓜抗肿瘤药效物质基础。本项目的研究成果具有较强的创新性，可以为开发利用山木瓜的资源提供科学依据，为创制具有自主知识产权的抗肿瘤新药奠定良好的前期基础。

本项目基于活性追踪和UPLC-DAD-QTOF-MS/MS指导的策略，运用现代分析分离技术，一共从山木瓜中分离和鉴定了47个单体化合物（主要为PPAPs和xanthones类成分），其中新化合物13个，为阐明山木瓜的抗肿瘤药效奠定了物质基础。此外，我们利用离子淌度质谱建立了一种新的多级质谱方法—源内裂解结合TAP裂解。该方法可以提供化合物的4级质谱数据，为质谱裂解途径的分析提供更可靠的信息。我们通过运用新建立的方法，系统地研究了山木瓜中的一类主要活性成分PPAPs的质谱裂解特征，为该类具有抗肿瘤活性成分的快速发现奠定了基础。. 在化学成分研究的基础上，我们对发现的化合物进行了系统抗肿瘤活性筛选，发现了系列活性化合物，并选择其中活性较好的3个化合物进行进一步的研究，包括bixanthone类化合物griffipavixanthone，PPAPs类化合物cambogin和guttiferone F。结果表明，griffipavixanthone可以显著减少动物尾静脉注射肺转移模型中肿瘤结节面积、数量，并降低肺重。进一步研究表明，该化合物主要通过下调RAS-RAF-MAPK、AKT和EMT信号通路，在体内和体外起到抑制食管癌转移和增殖的作用。此外，我们通过实验发现， PPAPs类化合物cambogin可以提高细胞内ROS产生，诱导ASK1-MKK4/MKK7-JNK/SAPK信号通路的激活，诱导细胞凋亡从而抑制乳腺癌细胞的增殖；动物实验表明，cambogin能显著抑制MCF-7细胞异种移植瘤模型的肿瘤生长，并且没有明显的毒性。进一步研究发现cambogin通过诱导NOX1依赖的ROS产生和ASK1和Trx1的解离，从而发挥其抑制肿瘤细胞增殖和诱导肿瘤细胞凋亡的作用。另一PPAPs类化合物guttiferone F可以在无血清的情况下通过线粒体相关通路诱导前列腺癌细胞凋亡和抑制雄激素受体表达。体内研究表明，饮食限制可以增强guttiferone F抑制肿瘤生长的作用。. 本项目基本阐明了山木瓜抗肿瘤作用的药效物质基础及作用机制，为进一步开发中国特有植物山木瓜的药用资源提供了科学依据，相关研究成果发表SCI论文8篇，总影响因子合计34.452；发表中文综述1篇；并获得3项美国专利和1项中国专利的授权。