小檗碱抑制组蛋白去乙酰化酶与其抗肿瘤活性研究

中药黄连素活性成分小檗碱具有抗感染、抗肿瘤、参与脂肪代谢及增强免疫等多种活性，阐明其药理对推动中药现代化意义重大。本研究前期实验验证了其抗肿瘤活性，生物信息分析发现小檗碱与两种已知组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂处理产生的差异基因表达谱高度关联，其中HDAC8和HDAC9等基因的表达受抑；利用小檗碱化学结构进行分子对接预测发现的潜在靶点包括组蛋白赖氨酸甲基转移酶。由此我们提出小檗碱可能通过抑制组蛋白的去乙酰化等修饰过程而调控染色体的重塑，开启基因转录并激活细胞凋亡等通路的假说。本研究以此假说出发，拟通过实验验证：1）小檗碱具有抑制HDAC等因子的活性；2）对比其他HDAC抑制剂，确认小檗碱的特异抑制作用；3）构建小檗碱调控网络以便进一步了解小檗碱抗肿瘤活性的药理基础。上述假说的证明有助于解释其生物活性的多样性，并为提升小檗碱为新一代广谱抗癌药HDAC抑制剂（HDACi）提供依据。

中药黄连素活性成分小檗碱具有抗感染、抗肿瘤、参与脂肪代谢及增强免疫等多种活性，阐明其药理机制对推动中药现代化意义重大。本研究前期实验验证了其抗肿瘤活性，生物信息分析发现小檗碱与两种已知组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂处理产生的差异基因表达谱高度关联，其中 HDAC8 和 HDAC9 等基因的表达受抑；利用小檗碱化学结构进行分子对接预测发现的潜在靶点包括组蛋白赖氨酸甲基转移酶。由此我们提出小檗碱可能通过抑制组蛋白的去乙酰化等修饰过程而调控染色体的重塑，开启基因转录并激活细胞凋亡等通路的假说。本研究以此假说出发，通过实验验证了：1）通过PCR芯片证实小檗碱具有抑制U266细胞的HDAC、DNMT1 等因子的活性；2）对比地西他滨（DAC）确认了小檗碱对U266、HL-60/ADR和KG1-α细胞的组蛋白甲基化酶和DNA甲基转移酶的特异性抑制作用；3）通过检测相关通路如Wnt/β-catenin的活性及重要基因的甲基化情况，证实小檗碱通过表观遗传学调控最终影响相关的信号通路而产生生物学作用。4）在复发/耐药的急性髓系白血病（AML）的原代细胞中验证了细胞株的实验结果，最终证实小檗碱对复发/难治AML的治疗作用。本实验研究结果显示小檗碱可以作为一种新的表观遗传学调控药物，用于治疗多发性骨髓瘤（MM）和AML。