补骨脂中植物雌激素的辐射防护活性及机制研究

Estrogen is an important source for anti-radiation drugs. It found that coumarins, isopentenyl flavonoids and terpene phenolic compounds from Fructus Psoraleae had estrogen-like effects. Our team early found that psoralen, corylifol A and bakuchiol had radiation protective effects on normal human breast cells, among them, psoralen can significantly improve the irradiated rats 30d survival. Based on the physiological activity of estrogen and estrogen receptor signaling pathways, we deduced that phytoestrogens from Fructus Psoraleae have anti-radiation effects through scavenging free radicals to protect DNA without damage or activating the cell membrane ERβ to G protein excitement, rapid inhibition of the JNK pathway and changing withered regulation of apoptosis protein Bcl-2 and Bcl-xl..This project intends to systematic investigate the chemical constituents from Fructus Psoraleae, evaluate the anti-radiation activity of the phytoestrogens, and interpret the radioprotection mechanisms of them by means of ROS experiments, cell cycle arrest and apoptosis, DNA damage and repair, and detecting the related protein expression levels. This project will provide new ideas and scientific basis for the finding and development of radioprotective drugs from phytoestrogens.

雌激素是辐射防护药物的一类重要来源。研究发现补骨脂中的香豆素、异戊烯基黄酮、萜酚类成分具有雌激素样作用，本项目组前期对补骨脂中植物雌激素成分抗辐射活性评价发现补骨脂素、corylifol A和补骨脂酚对人正常乳腺细胞具有辐射防护作用，其中补骨脂素能显著提高照射大鼠30天存活率。依据雌激素的生理活性和雌激素受体信号通路，我们推测补骨脂中类雌激素成分是通过清除自由基而保护DNA免受损伤或激动胞膜ERβ活化G蛋白，快速抑制了JNK通路，改变凋亡调控蛋白Bcl-2、Bcl-xl的表达而阻止了细胞的凋亡发挥辐射防护作用。.本项目拟通过对补骨脂中植物雌激素进行系统化学成分研究，采用体内外抗辐射活性评价，通过ROS实验、细胞周期阻滞与凋亡、DNA损伤与修复、检测相关蛋白表达水平等手段阐释补骨脂中植物雌激素的辐射防护机制，为从植物雌激素中寻找和开发辐射防护药物提供新思路和科学研究基础。

本项目为研究补骨脂中植物雌激素的辐射防护活性物质及机制研究，本课题对补骨脂的化学成分进行了系统研究，运用硅胶柱色谱法、凝胶柱色谱法、ODS柱色谱法、HPLC制备等方法从中分离得到24个化合物，应用MS、UV、IR、1D和2D-NMR等方法，结合其理化性质，已鉴定出17个化合物。其中一个为新化合物，命名为(R)-6-醛基补骨脂二氢黄酮甲醚[(R)-6-aldehydo-bavachinin, PC-1]；其余为已知化合物，其中，化合物PC-2为首次从该属植物中分离得到。. 本研究对从补骨脂中分离得到的部分化合物进行体外抗辐射活性评价。通过实验发现，corylifol A和corylifol C对电离辐射造成的人乳腺细胞(HBL-100)、人乳腺癌细胞(MCF-7)和人胚肾细胞(293T)损伤均有保护作用；psoralen、isopsoralen、bakuchalcone、neobavaisoflavone和bakuchiol对电离辐射造成的HBL-100细胞损伤有保护作用；psoracorylifol A和psoralidin对电离辐射造成的293T细胞损伤有保护作用。进一步实验结果表明，psoralen、isopsoralen、corylifol A和corylifol C对电离辐射造成的HBL-100细胞损伤的保护作用较强。. 造血系统是辐射损伤的敏感靶器官，白细胞减少是辐射损伤最为经典的指标。本课题进一步将小鼠接受 7.2 Gy 的 60Coγ 射线照射后白细胞急剧下降，红细胞、血红蛋白也有下降但没有白细胞显著。本实验结果显示，补骨脂素具有一定的抗辐射功能，能加快辐射后小鼠血象的恢复，对辐射损伤小鼠具有良好的保护作用。. 环糊精(cyclodextrin, CD)是一类具有中空圆筒状结构的化合物，在制剂中应用比较广泛，主要用于增加难溶性药物的溶解度，增强药物的稳定性，提高药物的生物利用度，减少药物的不良反应等。本课题进一步用β-环糊精对补骨脂素进行包合，并建立了其含量与水溶性的测定方法，为补骨脂素-β-环糊精包合物的质量标准研究奠定了良好的基础。