抑制结肠癌细胞生长的分子机制

大黄酮I是恩美素的苦味成分之一

京都府立医科大学3月9日宣布,阐明了恩美素的苦味成分横纹肌酮I抑制结肠癌细胞生长的分子机制。 该研究是由该大学大学院医学研究科分子靶向预防医学系讲师渡边元树、梅花女子大学教授山田康正、国立产业技术综合研究所高级研究员龟田道文等人领导的研究小组进行的。该研究成果已发表在《癌症》杂志上。

Enmeiso(学名:Isodon japonicus Hara)是自然生长在日本的多年生草本植物Perillaceae,自古以来就作为草药流传下来。本草纲目》又称 "曳越"(日语意为 "事业")。 但其药用成分和作用机理尚未完全阐明,在一些地区仅作为民间药材使用。

梅花女子大学的山田教授从恩美草中提取并分离出一种与恩美草的苦味成分恩美素和奥利多宁不同的有机化合物,并确定了它的分子结构,将其命名为rabdosianone I。 他们给它取名叫 "拉布多西昂内一世"。 这一次,他们研究了横纹肌酮I对癌细胞的影响。

Rabdosianone I与线粒体中的蛋白质结合,抑制癌细胞生长

首先,将rhabdosianone I加入到几种人类结肠癌细胞中。 结果,我们发现大部分的癌细胞都消失了。通过生化实验发现,其消失的机制是由广为人知的癌基因--胸腺嘧啶酸合成酶的表达受到抑制所介导。

接下来,我们利用化学生物学方法将横纹肌酮I固定在纳米磁珠上,证明横纹肌酮I直接与两种线粒体蛋白--腺嘌呤核苷酸转化酶2(ANT2)和抑制素2结合。 PHB2)在癌细胞中。为了证实这一发现,日本国立先进产业技术研究所(AIST)的Michifumi Kameda和他的同事们利用超级计算机进行了分子动力学模拟,证实了横纹肌红素I与ANT2的疏水口袋强烈结合。

此外,抑制基因表达的实验(基因敲除实验)证明,ANT2和PHB2都能调节胸苷酸合成酶的表达。 换句话说,横纹肌苷酮I与ANT2和PHB2结合,抑制其功能,从而抑制胸苷酸合成酶的表达,防止癌细胞的生长。

胸苷酸合成酶是5-FU的靶分子,有望开发成抗癌新药

世界上从各种天然产品中提取的民间药物和保健食品很多,但经过科学验证有效的并不多。 本研究由具有癌症预防研究、分子细胞生物学、天然产物有机化学、生命信息科学等不同背景的研究人员组成的研究小组,成功地在癌细胞中鉴定出恩美素苦味成分横纹肌酮I的靶蛋白,并阐明了抑制癌基因胸腺酸合成酶表达的分子机制。 研究组在癌细胞中发现了恩美草的苦味成分栝楼酮I的靶蛋白,并明确了抑制癌基因胸苷酸合成酶表达的分子机制。

该研究小组表示,"胸苷酸合成酶也被称为5-FU的靶分子,是一种已经在世界范围内广泛使用的抗癌药物,以雷公藤酮I为先导化合物的合成开发,有望促成更安全的新型防癌药物和抗癌药物的开发。