猫人参抗肝癌活性成分的发现及其作用机制的代谢组学研究

中药猫人参临床应用多年，抗肝癌作用明确。本课题组前期研究证实猫人参总皂苷是其抗肝癌活性部位，但其抗肝癌作用机制尚未深入开展。当前中药抗肝癌的作用机制研究多局限在对病理切片的观察和生化指标的检测上，难以体现中药干预机体时整体性、动态性的特征。本研究拟借助基于GC-MS的代谢组学技术平台，深入研究猫人参抗肝癌的作用机制。本研究拟完成：1.发现猫人参总皂苷抗肝癌活性成分（TSAV）；2.研究大鼠原位移植性肝癌模型的代谢特征，研究TSAV给药后内源性代谢物的代谢特征及其与肝癌生物标志物群的相关性，建立TSAV抗肝癌代谢组学评价方法；3. 建立不同时间点TSAV的体内代谢谱，及其与在该药干预下相关生物标志物群的关系，从代谢组学角度深入阐明TSAV抗肝癌的作用机制。本课题的开展，将为猫人参进一步合理开发应用提供重要的科学依据，并将在中药抗肝癌药效机制的代谢组学研究领域做出有益探索。

本课题主要完成了以下工作：(1) 对猫人参总皂苷中活性成分PAB首次进行了体外抗肝癌细胞作用的实验研究，结果表明PAB具有抗肝癌细胞增殖及诱导凋亡的作用，PAB通过G1期阻滞，损伤细胞的DNA抗细胞增殖，形态学检测可见细胞凋亡，核固缩，细胞线粒体形态及膜电位的改变，同时PAB增加了Bax和Bid的蛋白表达，减低了Bcl-2的蛋白表达，该结果初步表明PAB是通过线粒体途径来诱导三种肝癌细胞凋亡。(2) 在对猫人参总皂苷进行药效研究时，我们发现其对四氯化碳诱导的小鼠肝损伤药效作用显著，于是进行了初步的机制考察。通过检测血清标志酶AST，ALT和ALP，发现TSAV能显著缓解CCl4诱导的肝损伤。与模型组相比，TSAV能抑制小鼠的脂质过氧化，部分恢复抗氧化酶SOD，CAT，GR和GPX的活性，GSH含量显著增加，GSSG含量显著下降，同时降低了血清TNF-α，IL-6，iNOS和NO的水平。病理切片显示TSAV还部分缓解了CCl4诱导的小鼠肝组织的炎症浸润和局部的组织坏死。高剂量的TSAV显著降低相关蛋白表达，升高Bcl-2蛋白的表达。同时，TSAV显著下调了caspase-3和caspase-8的活性，以上结果表明TSAV可以通过抗氧化、抗炎及调节相关凋亡蛋白来发挥肝损伤保护作用。(3)采用DEN诱导大鼠建立原发性肝癌模型，通过监测大鼠体重变化，及血清标志酶的水平对模型进行评价。实验结果表明TSAV高剂量组对DEN诱导的大鼠原发性肝癌有显著抑制作用，我们进行了初步的分子机制和代谢组学研究，结果发现TSAV是通过抑制炎症，抑制凋亡，抑制DNA合成(DNA TOP I和DNA TOP II)和细胞周期调节(CDK2，Cyclin A2)等信号通路治疗原发性肝癌。我们收集正常组，模型组和TSAV高剂量组的大鼠血浆，采用GC-MS进行分析测试和数据采集，并采用主成分分析实验数据，发现上述三组的代谢谱存在着显著的差异，正常组和模型组得到了完全分离，TSAV高剂量组有向正常组靠拢的趋势，通过对标志代谢物的分析，初步认为TSAV可能是通过调节氨基酸代谢、脂质代谢及通过上述的抑制炎症及凋亡来发挥抗肝癌作用。本课题的研究为深入考察猫人参抗肝癌的作用机制提供了重要的科学依据，为临床常用中药的作用机制研究做出有益探索。目前，本研究已发表SCI论文4篇，正在撰稿的2篇，申请专利2项。