基于斑马鱼模型，研究鸡骨香中二萜类化合物抑制肿瘤血管新生的作用机理和构效关系

Cancer is one of leading cause of death. Anti-angiogenesis is considered as an attractive therapeutic strategy in the treatment of cancer and the zebarfish model is the ideal model for exploring anti-angiogenic agents in the treatment of cancer. Our previous studies revealed that Croton crassifolius which is an herb used to treat cancer possessed anti-angiogenic activity. The active components were clerodane diterpenoids isolated from the effective fraction (ethyl acetate fraction) . Moreover, the isolated diterpenoids with similar structures showed significant different effects. Among of the compounds, penduliflaworosin showed similar anti-angiogenic effect. that of the anti-angiogenic agents (SU5416). It is noteworthy that the extractions of C.crassifolius and the isolated compounds showed little toxicity in both cancer cells and normal cell. Therefore, the study revealed that the anti-cancer property of C.crassifolius maybe base on its anti-angiogenic activity but not the cell toxicity in cancer cell. So, the percent study will be conducted to further isolate and identify the clerodane diterpenoids from C. crassifolius and evaluate their anti-angiogenic activities, and investigate their structure-activity relationship (SAR), and explore the anti-angiogenic mechanism. The study of this project will provide the scientific support for developing the safety and effective new anti-angiogenic agents in the treatment of cancer.

癌症是现今世界上引起人类死亡的重要疾病之一,抑制肿瘤血管新生已成为癌症治疗的重要策略，斑马鱼模型是研究肿瘤血管新生抑制剂的理想模型。在我们的前期研究中，首次发现民间抗癌草药鸡骨香具有抑制斑马鱼血管新生的作用，克罗烷型二萜类化合物是其活性部位（乙酸乙酯部位）的主要成分，采用斑马鱼模型进行活性筛选时，我们发现这些结构相似的克罗烷型二萜表现出不同程度的抑制活性，其中penduliflaworosin的活性与肿瘤血管新生抑制剂SU5416相当。值得注意的是，鸡骨香的提取物及其二萜类成分对肿瘤细胞和正常细胞的毒性都很低，推测其抗癌作用可能因为其抑制了肿瘤细胞新血管的生成而非传统的癌细胞凋亡途径。故本项目拟在前期工作基础上，进一步对鸡骨香的二萜类化合物进行分离和鉴定，评价该类化合物抑制血管新生的生物活性，并研究其作用机理和构效关系，为研究和开发高效低毒的血管新生抑制剂类抗肿瘤先导药物提供科学依据。

癌症是现今世界上引起人类死亡的重要疾病之一,抑制肿瘤血管新生已成为癌症治疗的重要策略。本课题的研究目的是从中草药鸡骨香中寻找高效低毒的血管新生抑制剂类抗肿瘤先导药物。采用活性追踪方法,对鸡骨香超临界萃取部位进行化学成分分析,从中分离鉴定得到 23 个克罗烷型二萜类化合物和 3 个倍半萜类化合物, 其中 6 个 克罗烷型二萜类化合物是新化合物;利用斑马鱼模型对分离得到的化合物进行 筛选,得到抑制血管新生活性较好的两个化合物, 分别是倍半萜化合物 Cyperenoic acid 及二萜类化合物 Penduliflaworosin。 Penduliflaworosin和Cyperenoic acid能显著抑制VEGF-VEGFR血管新生调控系统；它们在浓度为100 µM时对HUVECs细胞无毒性，在无毒浓度下能够有效抑制VEGF诱导的HUVECs细胞增殖、管腔形成以及侵袭迁移，同时它们也能够有效抑制VEGF诱导的动脉环出芽及基质胶环境中血管的生成；两个个化合物均能有效抑制VEGF诱导的VEGFR2的活性水平，并且抑制VEGFR2介导调控的mTOR、FAK、AKT等血管新生相关蛋白，其中Penduliflaworosin主要调控AKT，FAK和Src蛋白的激活，Cyperenoic acid主要调控P38和ERK蛋白的激活，EBS-3在无毒浓度下能有效抑制 AKT-mTOR通路，MAPK通路及调控细胞侵袭迁移能力的相关蛋白的活化；Docking结果显示，化合物Penduliflaworosin和Cyperenoic acid均能与蛋白VEGFR2形成氢键，与蛋白之间存在较强的相互作用力；化合物Cyperenoic acid在25 mg/kg无毒剂量下，表现出一定的抑制乳腺癌移植瘤生长的活性，抑瘤率约为30%。实验结果表明鸡骨香中化合物Penduliflaworosin和Cyperenoic acid能够通过调控血管新生经典调控系统VEGF-VEGFR2抑制血管新生。