光動(dòng)力療法 (PDT) 已被描述為一種很有前途的癌癥治療新方法。PDT 涉及優(yōu)先被腫瘤細(xì)胞吸收和保留的光敏劑(光敏劑)與波長(zhǎng)與藥物吸收光譜相匹配的可見(jiàn)光的組合。這些因素中的每一個(gè)本身都是無(wú)害的,但當(dāng)它們結(jié)合在一起時(shí),最終會(huì)在氧氣存在下產(chǎn)生細(xì)胞毒性產(chǎn)物,從而導(dǎo)致不可逆的細(xì)胞損傷和腫瘤破壞。金絲桃素是一種強(qiáng)大的天然光敏劑,存在于貫葉連翹植物中,通常被稱為圣約翰草。近年來(lái),由于幾項(xiàng)研究確定了金絲桃素在照射后具有強(qiáng)大的體內(nèi)和體外抗腫瘤活性,因此人們對(duì)金絲桃素作為一種潛在的臨床抗癌劑的興趣日益濃厚。對(duì)癌細(xì)胞中金絲桃素光細(xì)胞毒性的分子機(jī)制的調(diào)查表明,這種光敏劑可以以濃度和光劑量依賴性方式誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和壞死。此外,使用金絲桃素的 PDT 導(dǎo)致多種途徑的激活,這些途徑可以促進(jìn)或抵消細(xì)胞死亡程序。本綜述重點(diǎn)介紹了使用金絲桃素作為光動(dòng)力劑的最新進(jìn)展,并討論了當(dāng)前關(guān)于其光細(xì)胞毒性作用的信號(hào)通路的知識(shí)。
本研究的目的是確定金絲桃素對(duì) MCF-7 (Michigan Cancer Foundation-7) 乳腺癌細(xì)胞的影響,因?yàn)橐阎鼘?duì)乳腺癌細(xì)胞中 ADAMTS1、 3、 10 和 p53 基因的表達(dá)和調(diào)節(jié)具有抗腫瘤作用。方法和結(jié)果:培養(yǎng) MFC-7 細(xì)胞,并分別給予不同劑量 (1、5 和 7.5 μg /mL) 金絲桃素。24 小時(shí)后,分離 RNA 并轉(zhuǎn)錄成 cDNA。通過(guò)實(shí)時(shí) (RT)-PCR 進(jìn)行表達(dá)分析,并通過(guò) XTT 測(cè)定確定細(xì)胞存活率。 暴露于 1 μg/mL 金絲桃素后,MFC-7 細(xì)胞中 ADAMTS1 的表達(dá)下降到 0.04 倍,而 5 μg/mL 和 7.5 μg/mL 的表達(dá)分別增加了 5.6 倍和 36 倍。此外,使用 5 μg/mL 金絲桃素時(shí),MCF7 細(xì)胞中的 ADAMTS3 表達(dá)增加了 3.9 倍。這些濃度的金絲桃素不會(huì)導(dǎo)致 ADAMTS10 和 p53 基因表達(dá)的顯著變化。通過(guò) XTT 測(cè)定評(píng)估的癌細(xì)胞活力顯示,金絲桃素濃度為 7.5 μg/mL 導(dǎo)致癌細(xì)胞凋亡增加。結(jié)論:ADAMTS1 表達(dá)的增加可能防止轉(zhuǎn)移或促進(jìn)具有腫瘤抑制作用的輔助因子的發(fā)展。因此,金絲桃素可以通過(guò) ADAMTS1 和 ADAMTS3 在 MFC-7 細(xì)胞中發(fā)揮其抗腫瘤和凋亡作用。
從金絲桃科植物中分離的金絲桃素和假金絲桃素是芳香族多環(huán)二酮。Daniel Meruelo 等人。等人報(bào)道,金絲桃素和假金絲桃素顯示出強(qiáng)大的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒活性,包括抗人類免疫缺陷病毒 (1,2)。然而,這些抗逆轉(zhuǎn)錄病毒活性的機(jī)制尚未闡明。方法和結(jié)果:在篩選蛋白激酶 C 特異性抑制劑的過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)兩種化合物都特異性抑制蛋白激酶 C,IC50 值分別為 1.7 μg/ml 和 15 μg/ml,并顯示出對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞的抗增殖活性。結(jié)論:這些數(shù)據(jù)表明,金絲桃素和假金絲桃素的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒活性可能歸因于病毒感染細(xì)胞過(guò)程中蛋白激酶 C 參與的一些磷酸化的抑制。
方法和結(jié)果:最近表明,含有金絲桃素 (1) 和假金絲桃素 (2) 的貫葉連翹粗提取物 (圣約翰草) 的組分 IIIc 在 Porsolt 后的大鼠強(qiáng)迫游泳試驗(yàn) (FST) 中具有顯著活性。然而,從該部分分離的兩種萘啶在懸浮于水中給藥時(shí)均不夠有效。在含有原花青素的餾分存在下,1 和 2 的溶解度顯著增加,尤其是原花青素 B2,它也存在于活性金絲桃組分 IIIc 中。原花青素的協(xié)同作用顯著增加了 FST 中 1 和 2 的體內(nèi)效應(yīng),其表現(xiàn)出倒 U 形劑量反應(yīng)曲線。溶解的 1 和 2 的抗不動(dòng)作用被多巴胺拮抗劑舒必利拮抗。結(jié)論:這些數(shù)據(jù)表明 napthodianthrones 是 H. perforatum 的抗抑郁成分,并表明多巴胺能系統(tǒng)參與了它們的作用。
為了解釋蛋白激酶 Cα (PKCα) 在金絲桃素 (Hyp) 光激活誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡中的作用,使用小干擾 RNA 對(duì) pkcα 基因表達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后沉默。方法和結(jié)果:我們?cè)u(píng)估了 Hyp 光活化對(duì)未轉(zhuǎn)染和轉(zhuǎn)染 (PKCα (-)) 人神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞 (U-87 MG) 細(xì)胞死亡的影響。未檢測(cè)到未轉(zhuǎn)染和轉(zhuǎn)染 PKCα (-) 細(xì)胞之間的細(xì)胞存活率存在顯著差異。然而,沉默 pkcα 基因?qū)?xì)胞死亡類型有顯著影響。Hyp 的光活化強(qiáng)烈誘導(dǎo)未轉(zhuǎn)染細(xì)胞凋亡,但轉(zhuǎn)染 PKCα(-) 細(xì)胞中壞死細(xì)胞水平顯著增加。Hyp 光激活后細(xì)胞死亡的差異通過(guò)以下變化來(lái)證明:(i) 活性氧產(chǎn)生,(ii) Bcl-2 在 Ser70 位點(diǎn)的磷酸化 (pBcl-2(Ser70)),(iii) pBcl-2 (Ser70) 的細(xì)胞分布和 (iv) 內(nèi)源性抗氧化劑谷胱甘肽的細(xì)胞分布及其與線粒體的共定位。方法和結(jié)果:總之,我們認(rèn)為 pkcα 基因的轉(zhuǎn)錄后沉默和 PKCα 水平的相關(guān)降低顯著影響 Bcl-2 的抗凋亡功能和抗氧化功能。這意味著 PKCα 作為 Bcl-2 激酶,間接保護(hù) U-87 MG 細(xì)胞免受氧化應(yīng)激和隨后的細(xì)胞死亡。
破骨細(xì)胞誘導(dǎo)的骨吸收和磨損顆粒誘導(dǎo)的骨溶解導(dǎo)致假體松動(dòng),這是關(guān)節(jié)植入物失敗的最常見(jiàn)原因之一,導(dǎo)致翻修手術(shù)。因此,抑制破骨細(xì)胞骨吸收,進(jìn)一步防止磨損顆粒誘導(dǎo)的骨溶解,是修復(fù)體松動(dòng)的潛在治療策略。在這里,我們檢查了光敏性金絲桃素 (HP) 對(duì)無(wú)可見(jiàn)光下破骨細(xì)胞生成和磨損顆粒誘導(dǎo)的骨溶解的治療效果。方法和結(jié)果:HP 抑制 RANKL 誘導(dǎo)的骨髓巨噬細(xì)胞 (BMM) 和 RAW264.7 細(xì)胞系破骨分化,無(wú)任何細(xì)胞毒性證據(jù)。HP顯著抑制成熟破骨細(xì)胞的骨吸收活性。由于先前已報(bào)道 HP 抑制其他細(xì)胞中的 ERK 和 NF-κB 等信號(hào)通路,這在破骨細(xì)胞分化中也很重要。因此,我們檢查了分子機(jī)制,并表明 HP 顯著抑制 ERK/絲裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 信號(hào)通路,而不影響核因子 kappaB (NF-κB) 、c-Jun N 末端激酶 (JNK) 和 p38 信號(hào)在 RANKL 刺激的 BMM 中。進(jìn)一步的體內(nèi)研究表明,HP 減輕了破骨細(xì)胞的形成,隨后防止了磨損顆粒引起的骨侵蝕。綜上所述,結(jié)果表明 HP 通過(guò)影響體外 ERK 信號(hào)傳導(dǎo)抑制 RANKL 介導(dǎo)的破骨細(xì)胞生成,并在體內(nèi)抑制磨損顆粒誘導(dǎo)的骨溶解。結(jié)論:因此,我們得出結(jié)論,HP 可能是破骨細(xì)胞相關(guān)修復(fù)體松動(dòng)的一種創(chuàng)新且安全的替代療法。
CAS號(hào)548-04-9對(duì)應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)是金絲桃素(Hypericin),以下是對(duì)金絲桃素的詳細(xì)解析:
中文名稱:金絲桃素
英文名稱:Hypericin
CAS號(hào):548-04-9
分子式:C30H16O8
分子量:504.44(或504.45)
金絲桃素是來(lái)源于植物貫葉連翹(Hypericum perforatum L.)的提取物,人類在1957年首次從藤黃科植物貫葉連翹中分離出來(lái),屬于二蒽酮類化合物,是貫葉連翹中最具生物活性的物質(zhì)。貫葉連翹是近年來(lái)世界最暢銷的草藥之一,主要含有金絲桃苷、槲皮素、綠原酸、咖啡酸、衣馬寧、金絲桃素等成分。金絲桃素在貫葉連翹全草中的含量為萬(wàn)分之幾,對(duì)于它的提取及測(cè)試有一定的要求,以往多采用甲醇提取法,因甲醇有毒,現(xiàn)改用乙醇提取來(lái)獲得其中的活性成分。
外觀:金絲桃素為灰黃色至棕黑色(或棕褐色)流動(dòng)性粉末,氣味為特有清香,味苦。
熔點(diǎn):299~301°C
沸點(diǎn):1020.3±65.0°C(Predicted)
密度:1.915±0.06 g/cm3(Predicted)
溶解性:易溶于乙醇、二甲基亞砜、甲醇、丙酮、甲乙酮、吡啶和氫氧化鈉溶液,不溶于水。
酸度系數(shù)(pKa):6.91±0.20(Predicted)
穩(wěn)定性:可在-20°C下的DMSO或乙醇溶液保存長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月。
抗病毒:金絲桃素具有極強(qiáng)的抗病毒作用,能直接作用于豬瘟、口蹄疫等病毒,對(duì)高致病性禽流感病毒也有良好的殺滅效果。具體而言,金絲桃素體外實(shí)驗(yàn)對(duì)單純皰疹病毒1型、2型(HSV-1、HSV-2),副流感病毒,牛痘病毒,皰疹口炎病毒有抑制作用。金絲桃素的抗病毒機(jī)制與其光敏活性有關(guān),光照條件下,金絲桃素吸收光子,然后激發(fā)單線態(tài)氧,釋放能量,產(chǎn)生的單線態(tài)氧進(jìn)而破壞細(xì)胞膜,干擾蛋白質(zhì)和核酸。
抗抑郁:在歐洲(特別是德國(guó)),金絲桃素也被用作抗抑郁藥物。
抗炎:金絲桃素能抑制花生四烯酸和白三烯酸B的釋放,而這兩種物質(zhì)是人體內(nèi)包括前列腺素和細(xì)胞分裂素(可活化淋巴和T-細(xì)胞)在內(nèi)的幾種重要化合物的前體。
抗腫瘤:金絲桃素能引起癌細(xì)胞程序性的死亡,具有抗癌作用。
增強(qiáng)免疫:金絲桃素能激活單核吞噬細(xì)胞等白細(xì)胞,具有增強(qiáng)免疫的作用。
金絲桃素作為抗病毒純中藥制劑,是防治禽流行性感冒的首選藥物。
金絲桃素既可以拌料又可以溶化在水中喂食。因?yàn)樗怯靡掖继崛〉?,有少量水不溶物,所以在喂水時(shí)要稍微加大用量。正常預(yù)防劑量為每噸飼料中添加400克,連續(xù)使用7天。治療劑量為每只家禽每日服用5070毫克,連續(xù)使用34天。安全劑量為2克/只/日。
金絲桃素應(yīng)儲(chǔ)存在陰涼、干燥、遮光、密封、通風(fēng)處,避免與異雜氣味物品混同存放。金絲桃素為光敏性物質(zhì),因此在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中應(yīng)注意避光
綜上所述,金絲桃素是一種具有多種生物活性的天然植物提取物,在抗病毒、抗抑郁、抗炎、抗腫瘤和增強(qiáng)免疫等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。在使用時(shí),請(qǐng)遵循相關(guān)的安全操作規(guī)程,并咨詢專業(yè)人士的建議。
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王玲