蔓荆子总黄酮靶向肝癌干细胞活性成分及作用机制研究

Hepatocellular Carcinoma (HCC) is a serious malignant disease which is harmful to human health. Cancer stem cells are the root cause of tumor formation, progression, metastasis, drug resistance and recurrence.The cancer stem cell has been important target for cancer treatment. Our preliminary studies have shown that the Fructus viticis total flavonoids (FVTF) can significantly inhibit self-renewal and proliferation of liver cancer stem cells (LCSCs) isolated from SMMC-7721, MHCC97 cells and inhibit the tumor growth in nude mice caused by LCSCs, implying that FVTF play an important role in HCC through targeting LCSCs. The current project intends to isolate and purify the active components from FVTF and discover the candidate compounds targeting LCSCs. To study the action and mechanism of candidate compounds based the CD133+ liver cancer stem cell model and animal experiments. The implementation of this project will provide experimental basis for the discovery of active components and clarification of mechanism of anti-HCC, and provide new idea for the treatment of HCC and the exploitation of Fructus viticis.

肝细胞癌(HCC)是严重危害人类健康的重大恶性疾病，肿瘤干细胞是肿瘤形成、发展、转移、耐药和复发的根本原因，肿瘤干细胞已经成为肿瘤治疗的重要靶点。我们近期研究发现，传统中药蔓荆子的总黄酮部位能显著抑制来自SMMC-7721、MHCC97细胞系的肝癌干细胞的自我更新和增殖能力，并能抑制肝癌干细胞裸鼠皮下移植瘤生长，提示蔓荆子总黄酮通过靶向LCSCs发挥抗HCC的作用。本项目拟以肝癌干细胞为靶向，对传统中药蔓荆子的总黄酮部位进行系统分离纯化，发现具有显著靶向LCSCs的候选化合物；通过CD133+肝癌干细胞模型及动物实验研究候选化合物靶向LCSCs的作用和分子机制。本项目的实施将为阐明中药蔓荆子抗HCC作用的活性成分及作用机制提供实验依据，为HCC的治疗及蔓荆子的综合开发利用提供新的思路。

本项目以抑制肝癌干细胞样细胞自我更新能力为活性导向，对蔓荆子总黄酮有效部位进行了化学成分研究，从中分离鉴定了25个化合物，其中新化合物4个，包括1个新颖的木脂素二倍体。对大部分化合物进行了体外活性的筛选，发现了多个活性化合物。首次发现天然黄酮类成分异牡荆素具有显著抑制肝癌干细胞的作用，并证实其通过调节AMPK/Foxo3a信号通路发挥抑制作用；对紫花牡荆素进行了深入的抑制肝癌干细胞作用机制研究，证实其通过靶向抑制转录因子FoxM1发挥抗HCC的作用；研究结果提示异牡荆素和紫花牡荆素是蔓荆子总黄酮抑制肝癌干细胞的主要活性成分。大鼠血清药效学的实验结果表明灌胃蔓荆子总黄酮的含药血清对人肝细胞癌MHCC97H细胞系细胞锚定依赖性生长具有显著抑制作用，说明灌胃给药蔓荆子总黄酮吸收入血的成分具有良好的药效。此外，本项目还首次发现蔓荆子总黄酮具有靶向抑制胃癌干细胞的作用，并阐明了其作用机制。本项目的研究成果为HCC的治疗提供新的候选中药有效部位和候选药物分子，为中药蔓荆子的临床应用提供了实验基础。