共轭亚油酸及共轭亚麻酸的分子修饰对氧化稳定性的调节及对癌细胞行为的诱导

共轭亚油酸 (CLA) 和共轭亚麻酸 (CLnA) 优秀的抗癌活性使其备受关注。其抗癌活性与极易氧化的特性密切相关，但氧化机制、氧化与抗癌活性之间的关系及调节机制仍不清楚，其抗癌机理不明。没有这些理论作指导，在提高CLA和CLnA的氧化稳定性以保证产品的货架寿命时，究竟会导致抗癌活性发生怎样变化尚不清楚，从而影响产业化。本项目拟采用分子修饰法合成稳定性呈系列变化的结构性CLA和CLnA；通过对氧化稳定性、氧化历程及热力学、动力学等问题的研究，认识其氧化机制以及分子修饰调节稳定性的规律和机制；通过研究结构性CLA和CLnA所诱导的癌细胞及正常细胞行为变化，认识其诱导细胞行为变化的规律及可能的分子机制；分析、归纳、总结分子修饰、氧化、抗癌活性三者之间的相关性及本质。该项目不仅对深入认识CLA和CLnA的抗癌机理有重要理论意义，而且可为开发既具有高稳定性又具有高活性的相关产品提供理论和实验依据。

本项目主要进行了以下三个方面的研究并取得了一系列有益的研究成果。其一，选取了三大类（包括多元醇类、氨基酸类和多酚类）共计十二种修饰分子对CLnA和CLA进行结构修饰，合成了一系列酯化、酰胺化CLnA和CLA衍生物并进行了分离、纯化以及结构表征。经过修饰后，上述衍生物的氧化稳定性得到了不同程度的改善，最高提高了20倍左右。其二，对修饰前后CLnA和CLA的氧化历程、过氧化值均进行了实时监测，研究并比较了氧化机制的异同。结果表明游离CLnA和CLA 的氧化机制包括两个阶段，即先由自由基引发过氧化，而后聚合；各个阶段的动力学方程亦同时确定。分子修饰虽然大幅改善了稳定性，但并未改变氧化机制。其对氧化稳定性的调节机制可能在于以下两点：（一）亲水性修饰分子改变了CLA、CLnA的亲疏水性能，进而改变了修饰物的聚集状态；亲水基团扩展在外层，将疏水的共轭多烯体系保护在内，抑制了自由基引发阶段；（二）引入的修饰分子，如多酚可清除自由基，从而抑制自由基引发阶段，降低氧化反应速率。最后，研究并比较了修饰前后CLnA和CLA对三种模型癌细胞行为的诱导，包括粘附、伸展、增殖、氧化应激、细胞活力等方面的变化，初步探讨了修饰前后CLnA和CLA的体外抗癌机制。发现游离CLnA和CLA具有较高的癌细胞抑制率，同时出现比较严重的氧化应激及活性氧积累，表明游离CLnA和CLA的抗癌机制可能在于脂质过氧化。此外我们发现随着稳定性的逐步改善，修饰物的抗癌活性却出现不同程度的降低，这进一步印证了脂质过氧化抗癌机制。另一方面，课题组注意到三种呈囊泡状形貌的修饰物，包括山梨醇-CLA、CLnA酯；PEG400-CLA、CLnA酯和甘氨酰-亮氨酰CLA、CLnA 的抗癌活性虽然比游离CLA、CLnA有所降低，但是降低幅度在所有修饰物中是最小的，高浓度下几乎和游离CLA、CLnA持平；同时上述三种修饰物均具有较高的稳定性。其机制初步推测可能在于：特殊的囊泡状结构影响了修饰物和细胞膜之间相互作用，加速了对细胞膜的攻击作用。也就是说，除了脂质过氧化之外，修饰物的抗癌机制还与形态形貌以及与细胞膜结合作用密切相关。但是目前相关研究刚刚展开，尚需深入。总之，本研究结果将为CLnA和CLA的产业化应用提供实验和理论依据。三年来，项目组申请国家发明专利2项；公开发表标注本项目编号（31000774）的SCIE论文6篇。