光動力療法 (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)先被腫瘤細胞吸收和保留的光敏劑(光敏劑)與波長與藥物吸收光譜相匹配的可見光的組合。這些因素中的每一個本身都是無害的,但當它們結合在一起時,最終會在氧氣存在下產生細胞毒性產物,從而導致不可逆的細胞損傷和腫瘤破壞。金絲桃素是一種強大的天然光敏劑,存在于貫葉連翹植物中,通常被稱為圣約翰草。近年來,由于幾項研究確定了金絲桃素在照射后具有強大的體內和體外抗腫瘤活性,因此人們對金絲桃素作為一種潛在的臨床抗癌劑的興趣日益濃厚。對癌細胞中金絲桃素光細胞毒性的分子機制的調查表明,這種光敏劑可以以濃度和光劑量依賴性方式誘導細胞凋亡和壞死。此外,使用金絲桃素的 PDT 導致多種途徑的激活,這些途徑可以促進或抵消細胞死亡程序。本綜述重點介紹了使用金絲桃素作為光動力劑的最新進展,并討論了當前關于其光細胞毒性作用的信號通路的知識。
本研究的目的是確定金絲桃素對 MCF-7 (Michigan Cancer Foundation-7) 乳腺癌細胞的影響,因為已知它對乳腺癌細胞中 ADAMTS1、 3、 10 和 p53 基因的表達和調節(jié)具有抗腫瘤作用。方法和結果:培養(yǎng) MFC-7 細胞,并分別給予不同劑量 (1、5 和 7.5 μg /mL) 金絲桃素。24 小時后,分離 RNA 并轉錄成 cDNA。通過實時 (RT)-PCR 進行表達分析,并通過 XTT 測定確定細胞存活率。 暴露于 1 μg/mL 金絲桃素后,MFC-7 細胞中 ADAMTS1 的表達下降到 0.04 倍,而 5 μg/mL 和 7.5 μg/mL 的表達分別增加了 5.6 倍和 36 倍。此外,使用 5 μg/mL 金絲桃素時,MCF7 細胞中的 ADAMTS3 表達增加了 3.9 倍。這些濃度的金絲桃素不會導致 ADAMTS10 和 p53 基因表達的顯著變化。通過 XTT 測定評估的癌細胞活力顯示,金絲桃素濃度為 7.5 μg/mL 導致癌細胞凋亡增加。結論:ADAMTS1 表達的增加可能防止轉移或促進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 ADAMTS1 和 ADAMTS3 在 MFC-7 細胞中發(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。等人報道,金絲桃素和假金絲桃素顯示出強大的抗逆轉錄病毒活性,包括抗人類免疫缺陷病毒 (1,2)。然而,這些抗逆轉錄病毒活性的機制尚未闡明。方法和結果:在篩選蛋白激酶 C 特異性抑制劑的過程中,我們發(fā)現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,并顯示出對哺乳動物細胞的抗增殖活性。結論:這些數據表明,金絲桃素和假金絲桃素的抗逆轉錄病毒活性可能歸因于病毒感染細胞過程中蛋白激酶 C 參與的一些磷酸化的抑制。
方法和結果: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 后的大鼠強迫游泳試驗 (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。原花青素的協同作用顯著增加了 FST 中 1 和 2 的體內效應,其表現出倒 U 形劑量反應曲線。溶解的 1 和 2 的抗不動作用被多巴胺拮抗劑舒必利拮抗。結論:這些數據表明 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) 光激活誘導的細胞凋亡中的作用,使用小干擾 RNA 對 pkcα 基因表達進行轉錄后沉默。方法和結果:我們評估了 Hyp 光活化對未轉染和轉染 (PKCα (-)) 人神經膠質瘤細胞 (U-87 MG) 細胞死亡的影響。未檢測到未轉染和轉染 PKCα (-) 細胞之間的細胞存活率存在顯著差異。然而,沉默 pkcα 基因對細胞死亡類型有顯著影響。Hyp 的光活化強烈誘導未轉染細胞凋亡,但轉染 PKCα(-) 細胞中壞死細胞水平顯著增加。Hyp 光激活后細胞死亡的差異通過以下變化來證明:(i) 活性氧產生,(ii) Bcl-2 在 Ser70 位點的磷酸化 (pBcl-2(Ser70)),(iii) pBcl-2 (Ser70) 的細胞分布和 (iv) 內源性抗氧化劑谷胱甘肽的細胞分布及其與線粒體的共定位。方法和結果:總之,我們認為 pkcα 基因的轉錄后沉默和 PKCα 水平的相關降低顯著影響 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 U-87 MG 細胞免受氧化應激和隨后的細胞死亡。
破骨細胞誘導的骨吸收和磨損顆粒誘導的骨溶解導致假體松動,這是關節(jié)植入物失敗的最常見原因之一,導致翻修手術。因此,抑制破骨細胞骨吸收,進一步防止磨損顆粒誘導的骨溶解,是修復體松動的潛在治療策略。在這里,我們檢查了光敏性金絲桃素 (HP) 對無可見光下破骨細胞生成和磨損顆粒誘導的骨溶解的治療效果。方法和結果:HP 抑制 RANKL 誘導的骨髓巨噬細胞 (BMM) 和 RAW264.7 細胞系破骨分化,無任何細胞毒性證據。HP顯著抑制成熟破骨細胞的骨吸收活性。由于先前已報道 HP 抑制其他細胞中的 ERK 和 NF-κB 等信號通路,這在破骨細胞分化中也很重要。因此,我們檢查了分子機制,并表明 HP 顯著抑制 ERK/絲裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 信號通路,而不影響核因子 kappaB (NF-κB) 、c-Jun N 末端激酶 (JNK) 和 p38 信號在 RANKL 刺激的 BMM 中。進一步的體內研究表明,HP 減輕了破骨細胞的形成,隨后防止了磨損顆粒引起的骨侵蝕。綜上所述,結果表明 HP 通過影響體外 ERK 信號傳導抑制 RANKL 介導的破骨細胞生成,并在體內抑制磨損顆粒誘導的骨溶解。結論:因此,我們得出結論,HP 可能是破骨細胞相關修復體松動的一種創(chuàng)新且安全的替代療法。
CAS號548-04-9對應的化學物質是金絲桃素(Hypericin),以下是對金絲桃素的詳細解析:
中文名稱:金絲桃素
英文名稱:Hypericin
CAS號:548-04-9
分子式:C30H16O8
分子量:504.44(或504.45)
金絲桃素是來源于植物貫葉連翹(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,屬于二蒽酮類化合物,是貫葉連翹中最具生物活性的物質。貫葉連翹是近年來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分之幾,對于它的提取及測試有一定的要求,以往多采用甲醇提取法,因甲醇有毒,現改用乙醇提取來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)流動性粉末,氣味為特有清香,味苦。
熔點:299~301°C
沸點: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(pKa):6.91±0.20(Predicted)
穩(wěn)定性:可在-20°C下的DMSO或乙醇溶液保存長達3個月。
抗病毒:金絲桃素具有極強的抗病毒作用,能直接作用于豬瘟、口蹄疫等病毒,對高致病性禽流感病毒也有良好的殺滅效果。具體而言,金絲桃素體外實驗對單純皰疹病毒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制與其光敏活性有關,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,產生的單線態(tài)氧進而破壞細胞膜,干擾蛋白質和核酸。
抗抑郁:在歐洲(特別是德國),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,而這兩種物質是人體內包括前列腺素和細胞分裂素(可活化淋巴和T-細胞)在內的幾種重要化合物的前體。
抗腫瘤:金絲桃素能引起癌細胞程序性的死亡,具有抗癌作用。
增強免疫:金絲桃素能激活單核吞噬細胞等白細胞,具有增強免疫的作用。
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。因為它是用乙醇提取的,有少量水不溶物,所以在喂水時要稍微加大用量。正常預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。
金絲桃素應儲存在陰涼、干燥、遮光、密封、通風處,避免與異雜氣味物品混同存放。金絲桃素為光敏性物質,因此在儲存和使用過程中應注意避光
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、抗腫瘤和增強免疫等方面具有廣泛的應用前景。在使用時,請遵循相關的安全操作規(guī)程,并咨詢專業(yè)人士的建議。
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王玲