山竹醇（Garcinol）在口腔癌化学预防中的构效关系研究

Oral cancer is one of the most preventable cancers in the world because most of oral squamous cell carcinoma has a long premalignant and early invasive phase. Oral cavity is ideally suited for cancer chemoprevention studies. Our previous studies clearly demonstrated chemopreventive effects of garcinol on carcinogen-induced oral carcinogenesis.However,our computer model demonstrated that bulky molecule of garcinol may reduce permeability of oral mucosa. To improve the permeability across oral epithelium and local bioavailability of garcinol, and to increase the potency against 5-LOX, we proposed to modify the chemical structure of garcinol according to Lipinski's Rule of Five and Veber's prediction of bioavailability. Permeability of new garcinol derivatives will be evaluated in hamster buccal tissues. The inhibitory effects of garcinol derivatives on 5-LOX,cell proliferation, angiogenesis and apoptosis will be explored in oral squamous carcinoma cell lines in vitro. The chemopreventive and anti-inflammatory effects of garcinol derivatives will be evaluated in hamster models. We expected the studies on the mechanism of action of garcinol and its derivatives will lay down a solid foundation for future studies in humans.

绝大多数口腔鳞癌都有一个较长的癌前病变和早期浸润阶段，因此它是最合适进行化学预防研究的恶性肿瘤之一，并且口腔检查和局部用药均很方便，容易观察和评估疗效，因此研发安全有效，并且可局部用药的化学预防剂，对于口腔癌的防治有重大意义。我们的前期研究表明，山竹醇(garcinol)对口腔癌有明显的化学预防作用，是一个很有前途的天然化学预防制剂。但其口腔黏膜的渗透性、生物利用度有待于进一步提高。在对山竹醇计算机三维结构分析的基础上，本研究拟采用"利平斯基五规则"和韦勃的生物利用度预测对山竹醇进行化学结构修饰，以提高其在口腔黏膜的渗透性，提高局部生物利用度，并增强其对5-LOX的抑制活性。体外实验和动物模型将评估山竹醇新衍生物局部渗透性，对口腔鳞癌细胞的抑制作用，及对DMBA 诱导金黄地鼠口腔癌的炎症抑制和化学预防作用。并且我们期望对山竹醇及其衍生物作用机制的研究将为今后的临床研究奠定基础。

Garcinol为多聚异戊二烯基苯甲酮，是从印度藤黄的干果皮中所提取出来的一种黄色晶体化合物。近年来的研究显示，Garcinol具有多效性作用，包括抗氧化活性、清除自由基、抗炎和抗癌活性。我们前期研究显示，在二甲基苯并蒽（7,12-Dimethylbenz[]anthracene, DMBA）诱导的地鼠颊囊黏膜急性炎症模型和实验性口腔癌模型中，Garcinol能通过抑制5-LOX活性来发挥其化学预防作用。但是Garcinol的作用机制还不清楚。为了明确Garcinol作用的功能集团，为发现新的口腔癌化学预防制剂奠定基础，我们的计算机模型预测Garcinol可与5-LOX活性位点很好的结合，同时Garcinol的两个OH基团可能是抑制5-LOX活性的关键因素，但是Garcinol结构中C8侧链体积较大，也可能不利于Garcinol与5-LOX的结合，可能会降低Garcinol的渗透性，影响其局部应用的效果。首先通过对Garcinol的化学结构进行修饰，合成了四种Garcinol的新衍生物。通过MTT实验检测Garcinol及其新衍生物对口腔鳞癌细胞增殖的影响，进一步检测它们对口腔鳞癌细胞周期、凋亡以及克隆形成的影响，此外，通过LTB4 ELISA实验检测Garcinol及其新衍生物对细胞内LTB4水平的影响，从而明确Garcinol的功能基团为13,14二羟基，和C8侧链。并进一步探讨Garcinol对口腔鳞癌细胞新的作用机制。我们还通过动物实验初步研究了Garcinol在体内的代谢情况，从代谢组学方面进一步了解Garcinol的作用机制，为Garcinol作为癌的化学预防药物提供理论基础。