刺人参抗大肠癌体内外物质基础和Wnt/β catenin 通路介导的作用机制研究

Traditional chinese medicine (TCM) are acknowledged as a great source for anti-tumor drug discovery. There are rich resources and a great variety of medicinal plants in China. Oplopanax　Elatus,a folk medicine in China, has been used for a long history to relieve fever and cough. Our previous researches have been confirmed it has significant anticolorectal cancer activity. In this project, based on the theory that TCMs exert their bioactivities by synergistic action of multiple components and multiple targets in vivo, we will focus on the elucidation of bioactive compounds in Oplopanax　Elatus and their mechanisms by advanced technologies in the fileds of phytochemistry, bioinformics and pharmacology. The panaxynols will be isolated by column chromatography, medium pressure column chromatography and HPLC. Their structure-activity relationships will be studied by models of tumor cells. Meanwhile, to elucidate the effect of internal metabolism on the pharmcological actions of active compounds, the pharmacokenetic behavier of bioactive compounds will be investigated. Furthermore, compounds with significant anticolorectal cancer activity will be selected and their effects on the Wnt/β catenin pathway, a key pathway in colorecetal cancer, will be studied. These studies will provide scietific bases for the new drug development and its clinical usage.

中药是抗肿瘤药物的重要来源，我国在药用植物资源上具有突出优势。刺人参为五加科植物，具有解热镇咳的功效。前期研究显示刺人参具有显著的抗大肠癌活性。在此背景下，本项目传承和创新中药整体观的科研思路，通过集成化学、生物信息学、药理学等多学科方法和技术，开展刺人参炔醇类抗肿瘤有效成分群的辨识研究；采用中压柱、制备液相色谱等现代分离手段快速、高效制备炔醇类活性成分，结合多肿瘤细胞模型进行活性评价研究；通过体内外物质组关联分析方法，沟通体内物质组和体外物质组之间的关系，动态跟踪体内过程对活性成分和药效的重要影响；针对Wnt/β catenin这一大肠癌发病过程中的关键信号通路，对高活性成分群或单体开展基于COX-2/PGE2活化的Wnt/β catenin信号通路的抗大肠癌作用机制研究。通过上述研究，将为刺人参炔醇类活性成分的抗大肠癌作用机制，创新中药研发，指导临床合理用药提供重要的科学依据。

刺人参（Oplopanax Elatus）为五加科植物，具有滋补强壮、解热、镇咳等传统功效。我们在前期研究基础上，对其体内外药效物质基础和抗大肠癌活性机制进行了相关研究，主要包括以下三方面，（1）刺人参标志性活性成分的分离和提取：运用现代植化分离、分析方法对东北刺人参根茎等部位进行了炔醇类成分的提取分离和纯化，获得了炔醇类提取物（PEO），主要包含Falcarindiol (FAD)和Oplopandiol (OPD)两种高活性化合物（FAD和OPD的含量分别为24.39%和57.90%）；同时利用GC/MS方法对刺人参根茎部位挥发油提取物进行了分离、鉴定，共鉴定了51个化合物，并分离制备得到了药材中挥发性倍半萜类活性化合物Nerolidol，上述标志性活性成分的获取为后续的药动学及药理机制研究提供了物质基础；（2）刺人参活性成分的体内过程研究：我们建立了灵敏、稳定、可靠的LC/MS方法实现对大鼠血浆中的FAD和OPD的同步定量分析，并成功应用于口服给药后大鼠体内FAD和OPD的药动学研究；首次采用LC/MS分析了Nerolidol在大鼠体内的药动学过程，针对挥发性产物在生物样品中提取效率低的难题，系统优化了血浆等生物样品中提取和浓缩Nerolidol的方法，该方法也为体内挥发性化合物的LC/MS分析，提供重要的数据参考；（3）刺人参活性成分的抗大肠肿瘤药效及药理机制研究：利用Apc Min/+多发性肠腺瘤小鼠模型，结合体外HCT116和SW480等肿瘤细胞株，运用组织病理学、QPCR、western blot和ELISA等方法对PEO的抗肿瘤药效学及药理学机制进行了系统研究，结果显示PEO可降低ApcMin/+小鼠肠道组织β-catenin和CyclinD1的表达；抑制HCT116和SW480细胞中β-catenin、cyclinD1、c-myc、iNOS及COX-2等蛋白表达，表明刺人参可通过COX-2/ PGE2 -Wnt/β catenin信号通路中上述关键蛋白的表达，来改善肠道肿瘤的发生发展；Nerolidol抗大肠肿瘤药效学结果也显示其能明显减少AOM/DSS诱导的结肠癌小鼠肿瘤数量及肿瘤负荷。上述研究将为刺人参活性成分的抗大肠癌作用机制，创新中药研发，指导临床合理用药提供重要的科学依据。