人参皂苷衍生物干预癌细胞能量代谢

　　能量代谢增加负责支持癌细胞异常上调的增殖和生物合成。关键的细胞能量传感器AMP激活的蛋白激酶和糖酵解酶α-烯醇酶已被确定为人参活性成分的目标。因此，已经证明了人参或人参皂甙具有通过调节能量平衡来治疗和预防癌症的潜在价值。值得注意的是，S的不确定药理作用形式的衍生物20-Rh2E2是母体化合物20-Rh2合成20-Rh2E2的副产物，阻碍了工业化新型有效候选药物的生产，研发。在这项研究中，从纯的20-Rh2中对20-Rh2E2进行了结构修饰，并将该新化合物与20-Rh2E2的体外和体内抗肿瘤功效进行了直接比较。结果表明，在肺异种移植小鼠模型中，20-Rh2E2有效抑制肿瘤的生长和转移。最重要的是，动物用高达320毫克/千克/天，经过7天的治疗后没有明显的体重减轻或明显的毒性。此外，出国看病服务机构发现20-Rh2E2通过下调代谢酶α-烯醇酶来特异性抑制癌细胞的能量代谢，从而导致乳酸，乙酰辅酶和三磷酸腺苷产量的减少。Lewis肺癌细胞，而不是正常细胞。这些发现与使用类似的异构体20-Rh2E2的先前研究获得的结果一致。总的来说，目前的结果表明，20-Rh2E2异构体可作为肿瘤代谢抑制因子，可能是由20-Rh2E2异构体产生的新的安全代谢药物。以低成本实现工业化规模。
　　 肺癌是最常见的癌症类型和癌症死亡的首要原因在全球范围。从中国中药材衍生与polypharmacological财产可以克服预后差，严重的副作用的天然化合物，除其中，人参及其活性成分已经在最近十年中广泛研究。Rg3和Rh2，是人参的主要生物活性成分，具有深远的抗癌作用。然而，人参皂甙通常表明对肿瘤细胞的溶解性差和细胞毒性的非特异性。值得注意的是，结构修饰的人参皂甙具有最佳的化学稳定性和生物活性，本身就代表了一种潜在的药用替代品。
　　 目前的研究表明，Rh2以两种立体异构形式存在，即20-和20-Rh2，在手性碳20中心的羟基空间结构不同。由于Rh2的生物利用度低，出国看病服务机构已将20-Rh2的化学结构修饰为新合成的人参皂苷衍生物20-Rh2E2，与Rg3相比具有更高的溶解度和更高的抗癌效力。与它的父母前体不同，20-Rh2E2在LLC-1癌细胞中显示出肿瘤特异性，并且对正常的肺成纤维细胞没有细胞毒性，这也抑制了异种移植有肺癌细胞的小鼠的肿瘤生长，未显示不良反应。此外，20-Rh2E2通过抑制线粒体酶并阻滞在细胞周期S期来特异性抑制LLC-1细胞的能量代谢。然而，20-Rh2E2具有不确定的药理作用是在所述合成过程中副产物存在20-Rh2E2除非20-Rh2首先从20-Rh2，这使得该化合物进一步发展。
　　 实际上，几个世纪以来，化合物的手性一直是一个重要的问题。与大多数天然来源的药用化合物不同，它们以或对映异构体形式存在于其光学活性构象中，所需的合成化合物通常在化学合成后会与其他不可叠加的镜像结构混合。特定化合物的不同立体化学构型的药理行为可以改变。对于Rh2，20-Rh2通过抑制白介素6诱导的信号转导子和转录激活子3通路的激活以及基质金属蛋白酶的表达而降低了人类结直肠癌细胞的活力，并具有这种药理活性比20-Rh2强得多。此外，20-Rh2似乎靶向更多的癌症谱，而20-Rh2在各种浓度范围均未抑制其生长。值得一提的是，与20-Rh2相比，20-Rh2的成本更低。
　　 因此，重要的是验证20-Rh2E2的治疗潜力和细胞毒性。在这项研究中，证实了20-Rh2E2的有效抗癌作用，但未观察到明显的毒性。与前体20-Rh2相比，20-Rh2E2的溶解度显着提高。类似于对映体20-Rh2E2抑制了致癌蛋白在LLC-1细胞中的侵袭，转移，增殖和细胞周期进程的表达。此外，分析了与能量相关的机械的调节，包括线粒体有氧氧化，脂肪酸β-氧化，AMPK能量传感途径和糖酵解。有趣的是，出国看病服务机构揭示了20-Rh2E2抑制了LLC-1细胞中所有的能量产生途径，而没有影响正常的对应物。因此，20-Rh2E2可能是癌细胞代谢的有价值的治疗抑制剂。
　　 20-Rh2E2抑制C57BL/6小鼠异种移植模型中LLC-1肿瘤的生长和转移
　　 出国看病服务机构以前的研究表明，具有增强的溶解度的20-Rh2E2可使新化合物具有特定于癌症的细胞毒性。值得注意的是，20-Rh2也显示出较差的溶解性，但是，与20-Rh2相比，细胞毒性更高。因此，出国看病服务机构在结构上将20-Rh2修饰成新合成的称为20-Rh2E2的Rh2衍生物，以评估其细胞毒性作用。20-Rh2E2对所有测试的癌症均表现出细胞毒性作用。此外，当剂量超过100μM时，对正常肺成纤维细胞CCD19Lu的细胞毒性为67.95±5.85μM，而20-Rh2E2对人正常肝细胞LO2几乎没有或没有细胞毒性作用，表明化合物在人正常肝细胞中具有不同的敏感性。细胞。相反，20-Rh2E2诱导对所有癌细胞系的特异性细胞毒性，并且与先前的发现一致。
　　 为了进一步证实20-Rh2E2的潜在抗肿瘤作用，使用C57BL/6小鼠建立了小鼠肺癌LLC-1异种移植模型。以10和20毫克/千克/天的IP剂量的20-Rh2E2IP注射显示出剂量依赖性的肿瘤生长抑制率高达35.62％和55.49％与对照组相比。接受20毫克/千克/天的20-Rh2E2的小鼠的肿瘤生长显示出对肿瘤生长的抑制高达67.28％。此外，用20-或20-Rh2E2没有显示出体重和重要器官的显着减少，表明20-和20-Rh2E2在体内具有无毒特性。通过以亚慢性致死剂量口服给药，进一步评估了20-Rh2E2的治疗安全性窗。值得注意的是，在20天-Rh2E2达320毫克/千克/天的情况下，未观察到对被治疗动物的有害影响，所有动物在7天治疗后均存活且体重没有下降。
　　 肿瘤转移是肺癌患者死亡的主要原因，在苏木精和曙红中分析了分别以媒介物和20-Rh2E2-或20-Rh2E2处理的小鼠在10和20毫克/千克时的肺组织。染色。与媒介物相比，在高剂量的20-和20-Rh2E2高剂量治疗组中，具有肺转移的小鼠数量明显减少。此外，平均每个基团转移负荷区域的是8.74％用于车辆控制，3.78％20-Rh2E2，2.11％20-Rh2E2，4.97％20-Rh2E2和200.31％-Rh2E2分别。用赋形剂处理的对照组中肺组织的染色更强，并且染色的LLC-1细胞比正常的肺成纤维细胞大，表明接种的LLC-1细胞从皮下背区至肺组织。两者合计，20-Rh2E2可以抑制具有LLC-Rh2E2的抗肿瘤效力的LLC-1小鼠的肿瘤生长和转移。
　　 Skp2在协调G1/S的过渡和进程中起着至关重要的作用。p27的泛素化和降解对于Skp2介导的进入细胞周期很重要，而且Skp2的过表达已明确与肿瘤发生有关。值得注意的是，已证明20-Rh2E2通过抑制Skp2自诱导环将癌细胞阻滞在S期。在这里，出国看病服务机构假设20-Rh2E2也可能通过Skp2自动诱导环中断癌细胞的能量产生和细胞周期进程。p27的增加伴随Skp2和E2F-1表达的减少。这些数据表明，两种Rh2E2化合物都可以通过相同的作用机制将癌细胞阻滞在S期。
　　 20-Rh2E2介导的细胞毒性需要激活AMPK-细胞外信号调节激酶信号传导
　　 丝裂原激活的蛋白激酶信号传导有助于维持葡萄糖稳态和周围组织能量平衡。其中，ERK信号通路在肿瘤发生的几个步骤中起关键作用。c-JunN末端激酶是ERK刺激细胞增殖的最终促进剂，而p38是肿瘤抑制因子，它在致瘤细胞中迅速失活，伴随着强劲的肿瘤生长和转移行为。出国看病服务机构的蛋白质印迹结果表明，用20-或20处理，AMPK，p38，JNK和ERK的磷酸化形式均呈剂量依赖性上调。表明这两种化合物均激活AMPK和MAPKs信号传导。为了进一步证实这些信号通路的激活对于20-Rh2E2介导的细胞毒性是必要的，在AMPK，p38，JNK和ERK特异性抑制剂存在下，将LLC-1细胞与20-Rh2E2一起孵育。细胞毒性试验表明，化合物C和U0126对20-Rh2E2处理的细胞具有保护作用，并且细胞活力在一定程度上有所提高。同时，由于LLC-1对siRNA转染不敏感，出国看病服务机构进一步在另一只小鼠肺癌细胞CMT167中进行了AMPK和ERK的敲除。在CMT167细胞中敲低AMPK和ERK后，可以从20-Rh2E2诱导的细胞死亡中部分恢复细胞活力，这表明AMPK和ERK激活是20-Rh2E2诱导的细胞毒性所必需的。AMPK信号传导的激活也将有机会诱导自噬。因此，出国看病服务机构研究了20-Rh2E2。用20-或20-Rh2E2处理的HeLa细胞未显示自噬信号，如不存在自噬标记物LC3-II转化以及不存在红色内源性LC3点状细胞形成。
　　 先前的报道表明20-Rh2可以通过靶向细胞周期蛋白D1和CdK4/6来降低E2F的转录活性，从而导致肝癌和乳腺癌细胞的G1/S细胞周期停滞和凋亡。此外，20-Rh2还可以促进JNK和ERK1/2的活化，诱导细胞凋亡在人肺腺癌A549细胞。然而，迄今为止，尚未报道20-Rh2调节癌细胞的能量代谢。有趣的是，20-Rh2E2不仅活化的MAPK信号传导途径，而且还激活了能量传感器AMPK信号传导级联，这表明20-Rh2E2与其母体化合物20-Rh2相比可能具有新的抗肿瘤特性。值得注意的是，已显示20-Rh2对正常细胞具有细胞毒性。在这里，出国看病服务机构揭示了20-Rh2E2特异性抑制癌细胞的能量代谢并减少LLC-1细胞中的乙酰CoA和ATP产生。相比之下，用20-Rh2E2处理的CCD19Lu细胞显示ATP的增加，而高剂量20-Rh2E2处理的动物没有显示动物死亡或体重和重要器官的显着减少，这表明有益毒性特性和20肿瘤特异性的影响Rh2E2与20-Rh2的比较。然而，由于出国看病服务机构之前的工作已经证明IP注射和口服20-Rh2的浓度为20，S2和Rh2E2和20-Rh2E2的疗效在本研究中尚未进行比较。10或80毫克/千克/天没有表现出抗肿瘤作用。在这里，出国看病服务机构成功地证明了20-Rh2E2与20-Rh2E2相比具有体内抗肿瘤和抗转移作用。
　　 通过IP途径对LLC-1异种移植小鼠模型施用20-Rh2E2有效抑制了肿瘤的生长和转移，显示了大范围的安全期。另外，脂肪酸涉及的糖酵解酶α-烯醇酶和代谢酶被20-Rh2E2下调，导致ATP和乙酰基CoA的产生减少。与这些发现一致的是，一些研究发现，脂肪酸氧化受阻的肿瘤细胞对代谢应激更为敏感。有趣的是，脂肪酸氧化的药理学抑制作用大大降低了能量代谢，可以阻止肿瘤生长。在本研究中，20-Rh2E2最有可能减少癌细胞的代谢，从而通过观察到的Skp2信号传导阻止S期的癌细胞生长。Skp2控制细胞增殖，尤其是通过降解p27促进S期进入。实际上，出国看病服务机构的蛋白质印迹分析表明20-Rh2E2处理后p27表达上调。一些研究表明，Skp2缺乏症会削弱Akt激活，葡萄糖转运蛋白的表达以及葡萄糖的摄取和糖酵解，从而抑制各种肿瘤模型中的癌症进展。值得注意的是，在多种动物模型中，新发现的Skp2抑制剂与其他化学治疗剂一起使用可抑制Akt介导的糖酵解并触发p53独立的细胞衰老，从而减少癌细胞的生长。因此，通过抑制Skp2，20-Rh2E2是有效的抗癌剂。
　　 另一方面，α-烯醇化酶也可以作为纤溶酶原受体，从而介导纤溶酶的激活和细胞外基质降解。在癌细胞中，α烯醇化酶的表达在细胞表面，在那里它促进癌细胞的侵袭被上调，并进行翻译后修饰的特定阵列。α-烯醇酶的过表达及其翻译后修饰可能在癌症中具有诊断和预后价值。另外，出国看病服务机构的结果显示20-Rh2E2抑制LLC-1细胞的基础糖酵解和糖酵解能力，这意味着乳酸产生和释放的减少。由于升高的细胞外酸度有利于肿瘤转移扩散，而乳酸本身直接促进细胞和细胞团的迁移，因此20-Rh2E2处理的LLC-1细胞的侵袭性降低可能是糖酵解受到抑制的结果通过抑制α-烯醇酶。
　　 最后，出国看病服务机构发现了MAPKs通过调节基因表达，细胞生长和细胞凋亡来控制细胞对癌微环境的反应中的重要作用，这使它们成为与癌症治疗相关的研究的优先重点。在出国看病服务机构的研究中，在存在AMPK和ERK抑制剂的情况下，在20-Rh2E2处理的细胞中，细胞活力的抑制作用被显着消除，这表明AMPK和ERK的激活与20-Rh2E2诱导的细胞有关。LLC-1细胞的细胞毒性。最重要的是，在LLC-1异种移植模型中观察到20-Rh2E2的治疗剂量要高于其他化疗药物的有效剂量。此外，AMPK-ERK信号传导是药物开发的潜在分子靶标，该分子信号传导的抑制剂可能是有效治疗肿瘤发生的下一组化合物之一。
　　 综上所述，20-Rh2E2通过抑制线粒体中的代谢酶来特异性抑制癌细胞的代谢，从而增强了肺癌的肿瘤缩小和转移。它通过诱导S期细胞周期停滞来抑制LLC-1细胞的增殖，这为深入研究肿瘤代谢提供了分子细节。20-和20-Rh2E2有效抑制癌症的生长，而没有重大的不良影响。这些发现尤其重要，因为除了沙利度胺的经典案例外，其中一种对映异构体显示出药理作用，而另一种具有灾难性副作用，其他情况并不少见。例如，布比卡因通常以消旋体形式用作局麻药，对映体似乎比，对映体有更高的心脏毒性。因此，由美国食品和药物管理局的要求，个别立体异构体的任何新的外消旋混合物的药理作用应该在药物开发过程的早期阶段的特征发出的指引。此外对映异构体Rh2E2期间从它们的混合前体20其合成过程-Rh2是不可避免的和20的复杂的手性分离-Rh2是高度昂贵。因此，出国看病服务机构的发现支持使用20-Rh2E2作为有效的抗癌药。