Petasin衍生物的合成及其抗神经母细胞瘤作用机制研究

Petasin is the active component of Petasites hybridus (Petasites Tricholobus, Compositae), which has been reported to possess many bioactivities including analgesic, anti-inflammation, inhibition of ileum contraction. Recently, researches in our group found that petasin inhibited the proliferation of human neuroblastoma cell lines SK-N-SH with a very low IC50 (0.8μM). Further experiments showed that the mechanisms involved in the antiproliferation effects of petasin were completely different from traditional anti-cancer medicines. Petasin did not induce the apoptosis of the neuroblastoma. Petasin inhibited ERK phosorylation in the CHO cells expressing prokineticin receptors but not in the CHO cells without prokineticin receptors, indicating that petasin might be an inhibitor of Prokineticin Receptors. In the present proposal, we will synthesis the derivatives of petasin and study the molecular mechanisms of petasin. We will analyze their structure-activity relationships and learn the necessary structure of petasin and design better effective chemicals based on the analysis of the structure-activity relationships. We will analysis the binding activity of petasin and PKR and calculation of IC50 of such binding. Then we will perform 2-D gel analysis to compare the proteomics of SK-N-SH cells with or without the treatment with petasin. The proteins with significant changes between control groups and petasin-treated group will be further analyzed using molecular techniques. With the complement of the present proposal, we will understand more molecular mechanism of petasin and develop new medicine for anti-neuroblastom.

Petasin是菊科蜂斗菜属植物的活性成分之一。据报道它有抑制胃肠道平滑肌痉挛，镇痛和抗炎等药理学活性。我们研究中意外发现，Petasin对神经母细胞瘤SK-N-SH细胞系有很高的抑制活性（作用72小时后IC50值为0.8μM），并发现其对SK-N-SH抑制有着完全不同于传统化疗药物的机制，不能诱导神经母细胞瘤细胞的凋亡，仅能抑制其增殖；能抑制转染前动力蛋白受体（Prokineticin Receptor）的CHO细胞的ERK磷酸化，但对未转染该蛋白的CHO无此作用，结果提示其可能是前动力蛋白受体的抑制剂。本研究拟对petasin结构上两个部位衍生合成，并进行活性筛选，筛选出活性高，有专利保护的新型抗神经母细胞瘤药物。同时，通过蛋白质二维电泳技术以及分子水平的筛选和研究，对蜂斗菜素的分子药理机制做深入的研究。本研究的完成，为新型抗神经母细胞瘤药物提供新的思路、方法和理论依据。

本项目的研究是在课题组前期研究的基础上的深一步研究。前期研究中发现蜂斗菜中的活性成分Petasin 对神经母细胞瘤 SK-N-SH细胞系有很高的抑制活性（作用 72 小时后 IC50 值为 0.8μM），并发现其对 SK-N-SH 抑制有着完全不同于传统化疗药物的机制，不能诱导神经母细胞瘤细胞的凋亡，仅能抑制其增殖；能抑制转染前动力蛋白受体（Prokineticin Receptor）的 CHO 细胞的 ERK 磷酸化，但对未转染该蛋白的 CHO 无此作用，结果提示其可能是前动力蛋白受体的抑制剂。. 本研究项目以Petasin为先导化合物衍生合成了5大系列216个化合物，其中196个未见文献报道。对化合物进行活性筛选，筛选出活性较高的新型抗SK-N-SH细胞的化合物2个 (IC50 < 1 μM)。同时，通过蛋白质二维电泳技术以及分子水平的筛选和研究，对蜂斗菜素的分子药理机制做深入的研究。本研究建立了丰富的化合物库，对所有化合物进行了细胞毒活性的检测，结合细胞毒活性结果及化合物的结构信息总结了该类化合物的构效关系，对今后发现活性更佳的化合物具有指导意义。. 项目实施的四年来课题组共发表了12篇研究论文，其中SCI论文10篇，申请国家发明专利2项。共计培养学生25人，其中博士生2人，硕士研究生14人，本科生9人