基于炎症、NF-κB和MAPK信号通路硬尖神香草抗肺癌药效物质基础及作用机理研究

Hyssopus cuspidatus Boriss is used generally as a Uighur anti-asthma medicine in clinic. Previously, we demonstrated that the extract of Hyssopus cuspidatus Boriss.can significantly attenuated the airway chronic inflammation and inhibited human lung cancer cell A549. Based on this fact we put forward the hypothesis: the active fractions/compounds restrain inflammatory factors secretion and protein expression and then has a strong anti-lung cancer activity by inhibiting NF-κB and MAPKS signaling pathway．The anti-lung cancer active components and fractions of Hyssopus cuspidatus Boriss. will be isolated by modern chromatographic separation materials including Sephadex LH-20 and ODS C18. These studies are based on the spectrum-effect relationship. And then the mechanisms of active ingredients and fractions anti-lung cancer will be evaluated from molecular and protein expression levels. The study will provide experimental basis of Hyssopus cuspidatus Boriss with the important demonstration effect for Xinjiang’s resource advantage.

神香草是维吾尔医治疗哮喘的常用药，本项目前期研究基础表明神香草提取物通过抑制NF-κB 和MAPKS信号通路的活化，对慢性气道炎症起到明显的改善作用，对人肺癌A549细胞也具有明显的抑制活性。基于此，我们提出假说：神香草有效部位/有效成分通过抑制NF-κB 和MAPKS信号通路的活化，从而抑制炎症因子释放和蛋白表达，发挥抗肺癌作用。本项目拟在前期工作基础上，采用中药谱效学的研究思路，利用Sephadex LH-20、ODS C18等现代柱层析材料对神香草抗肺癌有效成分进行分离纯化，获得其有效成分和有效部位，从分子水平和蛋白水平阐明有效成分和有效部位的作用机理，探讨长期慢性炎症与肺癌的相关性，同时明确神香草抗肺癌的物质基础。其研究成果为神香草药用植物资源的开发提供理论基础，而且基于肿瘤相关性的这种预测模式，对新疆特色植物资源的进一步研究提供思路也具有十分重要的示范作用。

肺癌是对人类生存和健康构成极大威胁的恶性肿瘤之首。近几十年来，肺癌的发病率和死亡率都在急速上升，为公众健康和社会发展增加了巨大负担。肺癌发生于支气管粘膜上皮，慢性呼吸道炎症引起支气管上皮细胞和肺部微环境的转变，形成一个有利于肿瘤发生的环境，增加了肺上皮细胞癌变的风险。神香草是维吾尔医治疗哮喘的常用药，抗炎抗哮喘作用显著。由于肺癌的发生发展离不开炎症的参与，在已证实神香草有效部位抗炎作用明确的基础上，本研究首先对神香草有效部位进行化学成分研究，共鉴定出25个化合物，根据谱效关系分析确定其中对抗炎作用贡献较大的化合物；继而采用炎症细胞、肺癌A549和H1975细胞模型以及动物模型对神香草有效部位进行了体内外抗炎抗肺癌作用研究。研究结果表明：①神香草有效部位（JAX2）对RAW264.7细胞膜完整性具有一定的保护作用，可明显抑制炎症因子NO、TNF-α、IL-6、LDH分泌，对MAPK信号通路中ERK核转位、NF-κB信号通路中p65核转位及IκB的降解和NO/iNOS信号通路中iNOS核转位具有明显抑制作用。不同剂量的JAX2不影响LPS诱导的COX-1的活性，但显著抑制核内COX-2的表达及COX-2的催化产物PGE2的分泌量。②JAX2对A549和H1975细胞具有细胞毒性作用，可抑制A549细胞和H1975细胞增殖和侵袭。显微镜下观察可使A549细胞和H1975细胞形态和生长状态发生改变，对其侵袭作用可能是通过抑制两种肺癌细胞MMP-2及MMP-9分泌实现的。③JAX2各剂量组组均能不同程度导致人肺癌细胞A549 和H1975凋亡数量增加，凋亡早期，高剂量组具有促进作用，凋亡晚期，各剂量组均有促进作用。但进一步研究发现JAX2对凋亡相关蛋白Caspase3、Caspase9、Bax、Bcl-2的表达无明显影响，初步判断JAX2可诱导细胞非凋亡性死亡。④JAX2能降低A549和H1975细胞上清液中炎症因子TNF-α 和IL-6的分泌量，提高小鼠血清中IL-2和IFN-γ的水平及脾脏淋巴细胞增殖率和NK细胞的数量，调节小鼠的免疫功能。本项目研究初步明确了神香草抗炎抗肺癌作用机理，为神香草临床应用提供了理论依据。