两种石蒜科葱莲属药用植物中抗肿瘤生物碱活性成分及其作用机制研究

肿瘤细胞的多药耐药（MDR）是肿瘤化疗中经常遇到的一个严重问题，寻找高效低毒的MDR逆转剂是当前研究热点。研究发现多种蛋白激酶抑制剂可以逆转MDR。两种石蒜科葱莲属药用植物葱莲Zephyranthes candida和韭莲Z. grandiflora能显著抑制KB和P388细胞生长，其中的部分生物碱有较强的诱导细胞凋亡和逆转MDR活性。本项目拟采用抑制Streptomyces 85E菌丝生成的生物活性测试实验（HFIB）作为初筛模型，在活性跟踪下，提取、分离葱莲和韭莲中的活性成分，利用各种现代波谱和化学方法鉴定活性成分的化学结构，随后测试其对Streptomyces 85E菌丝生成、KB细胞、HeLa细胞、P388细胞、HL-60细胞增殖抑制和P-gp抑制活性，以及诱导细胞凋亡的生物活性，探讨可能的作用机制，并通过结构改造制备衍生物探讨可能的结构-活性关系，以期发现新颖的抗肿瘤先导化合物。

本项目系统研究了两种石蒜科葱莲属药用植物葱莲和韭莲的全草的化学成分、抗肿瘤活性及其作用机制。从夏季（6月份）采集的葱莲全草中共分离并鉴定了15个生物碱化合物，其中新化合物8个。从第二年秋季（10月份）采集的葱莲全草中分离并鉴定了56个化合物，包括54个生物碱和2个黄烷类化合物，其中32个新化合物（4个石蒜碱新骨架型化合物，26个新生物碱类化合物，以及2个黄烷类化合物）。葱莲的两次采样时间分别为夏季和秋季，采样地点一致，但是两次植物材料所得的化学成分有较大差异。这充分说明葱莲中的化学成分随季节变化而不同。从秋季（10月份）采集的韭莲中共分离得到71个化合物，包括58个生物碱类化合物和13个非生物碱类化合物，其中新化合物19个（18个新生物碱和1个新的黄烷类化合物）。本项目对所分离得到的化合物进行了抗肿瘤活性、乙酰胆碱酯酶抑制活性和抗炎活性评价，发现了一系列具有显著抗肿瘤活性、乙酰胆碱抑制活性以及抗炎活性的生物碱化合物。其中，从夏季采集葱莲中得到的生物碱N-methylhemeanthidine chloride (NMHC)和菲啶酮生物碱化合物具有显著的体外抗肿瘤活性，且有较好的选择性指数。本项目研究发现NMHC对胰腺癌细胞的细胞毒性强于临床一线化疗药物5-FU和吉西他滨。其细胞毒性主要体现在周期阻滞在G2-M期，促进细胞凋亡，抑制细胞迁移并能抑制糖酵解过程，体外和体内试验均证明NMHC主要通过抑制PI3K/AKT通路来发挥其抗肿瘤活性。本项目研究发现NMHC对急性髓细胞白血病（AML）具有显著的体外和体内抗肿瘤作用，深入研究结果显示其作用机制是NMHC通过激活NOTCH信号通路从而达到抗AML的作用。本项目系统研究了菲啶酮骨架的合成方法，探索出了以草酰联苯胺为底物，无过渡金属介导的菲啶酮合成新方法。利用这种新方法合成了一系列菲啶酮衍生物，发现衍生物Z5具有显著抗肿瘤活性，并对其抗白血病作用机制进行了研究。本项目执行过程中，发表高水平SCI论文7篇，待发表SCI论文5篇，一项中国发明专利获授权；培养1名博士后，3名博士生和3名硕士生。本项目研究结果应邀在四次国际会议上做分会场报告。