葫芦二烯醇的制备及作为STAT3和ERK信号通路靶点药物在治疗肿瘤药物中的应用
阅读：419发布：2024-02-14
专利汇可以提供葫芦二烯醇的制备及作为STAT3和ERK信号通路靶点药物在治疗肿瘤药物中的应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 肿瘤 药物领域，特别涉及葫芦二烯醇的制备及作为STAT3和ERK 信号 通路靶点药物在 治疗 肿瘤药物中的应用。葫芦二烯醇的制备方法，依次通过预处理、提取、分离、纯化而得，采用超临界法能够快速、高效的提取葫芦二烯醇粗提物，结合高效液相制备法，得到高纯度的葫芦二烯醇。葫芦二烯醇作为STAT3和ERK信号通路靶点药物在治疗肿瘤药物中的应用，所述葫芦二烯醇以STAT3信号通路为药物靶点；和/或以ERK信号通路为药物靶点。葫芦二烯醇通过选择性抑制STAT3、ERK信号通路，诱导癌细胞周期阻滞以及促进癌细胞凋亡以实现抑制癌 细胞增殖 功效。，下面是葫芦二烯醇的制备及作为STAT3和ERK信号通路靶点药物在治疗肿瘤药物中的应用专利的具体信息内容。
1.葫芦二烯醇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)栝楼根的预处理：将栝楼根烘干至水分含量为2～8％，用粉碎机粉碎，然后过40～60目筛，得到碎料；
2)葫芦二烯醇的提取：萃取罐萃取压力28～35MPa，萃取温度30～43℃，二氧化碳流量
33～40kg/h，夹带剂添加量为原料碎料质量的8～11％，所述夹带剂为95％乙醇；
3)葫芦二烯醇粗品的分离：物料萃取后，经一级分离器和二级分离器进行分离；一级分离器的压力为11～13MPa，温度为30～40℃，二级分离器的压力为5.5～7MPa，温度为45～55℃，萃取和分离后，得到葫芦二烯醇粗品；
4)葫芦二烯醇的纯化：将收集的葫芦二烯醇粗品用C18反相高效液相色谱分离，流动相为乙腈-水，按照10％-95％的梯度洗脱，收集目标物质，挥发溶剂后得白色结晶性粉末即为葫芦二烯醇。
葫芦二烯醇的制备及作为STAT3和ERK信号通路靶点药物在治
疗肿瘤药物中的应用
技术领域
[0001] 本发明涉及肿瘤药物领域，具体而言，涉及葫芦二烯醇的制备及作为STAT3和ERK信号通路靶点药物在治疗肿瘤药物中的应用。
背景技术
[0002] STAT3是信号转导和转录活化因子(STAT)家族重要的成员，在很多恶性的组织类型肿瘤中均呈现高表达，并在肿瘤发生进程中起促进作用。STAT3在接受非受体酪氨酸激酶、细胞因子以及生长因子等细胞外信号刺激后被磷酸化激活，形成磷酸化的STAT3(phosphorylated STAT3，P-STAT3)。P-STAT3会迅速移至细胞核内，与靶基因的启动子相结合，激活基因的转录，进而影响细胞的生长、增殖与凋亡。STAT3续激活可以导致细胞异常增殖与恶性转化，因而STAT3信号通路与肿瘤的发生、发展密切相关。
[0003] 目前所研究的STAT3与多种人类肿瘤有关系，如结肠癌、胰腺癌、肺癌、淋巴癌等等。Buettner R综述了STAT在癌肿中的干预作用以及细胞调控中的影响，探讨了STAT信号转导途径对的调控，王俊阁探讨STAT3信号传导通路对喉癌细胞G1～S期调控的可能机制，发现STAT3信号传导通路可能通过调节CDK/Cyclin复合物与细胞周期素依赖性激酶抑制因子(CKI)成员之间的平衡而调节喉癌细胞G1～S期转换。随着对STAT3信号通路的深入研究，STAT3在肿瘤发生发展过程中所起的作用越来越受到重视，以STAT3为靶点的治疗方法，抑制STAT3活化有望为某些恶性肿瘤的治疗开辟新的途径。
[0004] STAT3的活化通过磷酸化实现，细胞中STAT3的持续磷酸化会引起一系列的生物学效应，比如细胞的恶性增殖、抗凋亡，因此利用药物来抑制STAT3磷酸化是治疗癌症的重要的突破口。
[0005] ERK1/2是有丝分裂原活化蛋白激酶(MAPK)超家族的成员之一，参与细胞增殖与分化、细胞形态维持、细胞骨架的构建、细胞凋亡和细胞的恶变等多种生物学反应，而p-ERK1/2是ERK1/2的磷酸化形式，ERK1/2磷酸化后，进入细胞核作用于c-myc、c-fos、c-jun、NF-κB等转录因子，调节相关基因的转录，进而参与细胞生长、增殖、凋亡，该信号转导通路的活化与肿瘤的发生发展密切相关。
[0006] 因此，靶向调控STAT3、ERK信号通路可以作为治疗肿瘤的重要途径。自然界是一个巨大的药物宝库，天然化合物具有结构新颖、多样的特点，是当前开发抗肿瘤药物以及药物先导分子的重要来源。目前，本发明发现葫芦二烯醇及其类似物具有干预STAT3与ERK信号通路、抑制癌细胞生长、促进癌细胞凋亡的作用，本发明可以为靶向抗肿瘤药物提供了新的途径和化合物来源。
[0007] 有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
[0008] 本发明的第一目的在于提供一种葫芦二烯醇的制备方法，采用超临界法能够快速、高效的提取葫芦二烯醇粗提物，规避了传统柱层析法速度慢、高毒性有机溶剂的使用。结合高效液相制备法，得到高纯度的葫芦二烯醇。
[0009] 本发明的第二目的在于提供葫芦二烯醇作为STAT3和ERK信号通路靶点药物在治疗肿瘤药物中的应用，所述的葫芦二烯醇通过选择性抑制STAT3、ERK信号通路，诱导癌细胞周期阻滞以及促进癌细胞凋亡以实现抑制癌细胞增殖功效。
[0010] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
[0011] 葫芦二烯醇的制备方法，包括以下步骤：
[0014] 3)葫芦二烯醇粗品的分离：物料萃取后，经一级分离器和二级分离器进行分离；一级分离器的压力为11～13MPa，温度为30～40℃，二级分离器的压力为5.5～7MPa，温度为45～55℃，萃取和分离后，得到葫芦二烯醇粗品；
[0015] 4)葫芦二烯醇的纯化：将收集的葫芦二烯醇粗品用C18反相高效液相色谱分离，流动相为乙腈-水，按照10％-95％的梯度洗脱，收集目标物质，挥发溶剂后得白色结晶性粉末即为葫芦二烯醇。
[0016] 本发明提供的葫芦二烯醇的制备方法，先将栝楼根烘干粉碎，然后采用萃取的方式粗提，再通过C18反相高效液相色谱分离纯化，得到的葫芦二烯醇的纯度达95％以上；并且该提取方法快速、高效。
[0017] 葫芦二烯醇的制备及作为STAT3和ERK信号通路靶点药物在治疗肿瘤药物中的应用，所述葫芦二烯醇以STAT3信号通路为药物靶点；
[0018] 和/或
[0019] 以ERK信号通路为药物靶点。
[0020] 本发明提供的葫芦二烯醇作为STAT3和ERK信号通路靶点药物在治疗肿瘤药物中的应用，葫芦二烯醇是以STAT3和/或以ERK信号通路为药物靶点，有效的诱导癌细胞周期阻滞以及促进癌细胞凋亡，实现了抑制癌细胞增殖和促进癌细胞凋亡的目的，对癌症具有非常好的抑制效果。
[0021] 经验证，葫芦二烯醇具有选择性抑制转录因子STAT3激活的药理活性，抑制肿瘤细胞增殖并促进其凋亡，抑制肿瘤生长和转移等抗肿瘤的药理活性。经蛋白免疫印迹检测，该化合物对STAT3(Tyr705)磷酸化水平具有明显的抑制作用，并且其抑制作用呈浓度依赖性。进一步地，所述葫芦二烯醇以STAT3信号通路为药物靶点，所述葫芦二烯醇抑制转录因子STAT3的磷酸化。
[0022] 经验证，葫芦二烯醇具有选择性抑制转录因子STAT3激活的药理活性，调控下游周期蛋白和凋亡基因的表达，即葫芦二烯醇通过上调控细胞周期蛋白P21阻滞细胞周期，并下调促凋亡蛋白Bcl-2，从而实现促进肿瘤细胞凋亡的作用。
[0023] 进一步地，所述葫芦二烯醇上调周期蛋白P21。
[0024] 更进一步地，所述葫芦二烯醇下调抗凋亡蛋白Bcl-2。
[0025] 进一步地，所述葫芦二烯醇还以ERK信号通路为药物靶点，抑制ERK磷酸化。本发明提供的葫芦二烯醇具有选择性抑制ERK磷酸化的药理活性，可通过抑制ERK磷酸化，实现促进肿瘤细胞凋亡的作用。
[0026] 葫芦二烯醇是p-STAT3、p-ERK1/2的靶向干预剂，本发明分别选取了多种肿瘤细胞进行了验证，如组织细胞淋巴瘤细胞U937(淋巴癌细胞)、人黑色素瘤A875细胞(实体瘤癌细胞)、人白血病K562细胞(白血病细胞K562)进行STAT3、ERK信号通路干预实验。结果显示，葫芦二烯醇能够抑制STAT3、ERK信号通路并可以应用于抑制肿瘤细胞的增殖。
[0027] 具体地，所述肿瘤包括实体瘤和非实体瘤；
[0029] 所述非实体瘤包括淋巴瘤、白血病。
[0030] 进一步地，所述白血病包括大颗粒淋巴细胞白血病、慢性淋巴细胞性白血病、急性淋巴细胞性白血病。
[0031] 进一步地，所述葫芦二烯醇为葫芦二烯醇以及以葫芦二烯醇为母核的盐类或衍生物。为了说明葫芦二烯醇以及以葫芦二烯醇为母核的盐类或衍生物的靶向抑癌效果，本发明以葫芦二烯醇举例来说明甜甙的信号通路靶向抑癌效果。
[0032] 进一步地，所述药物包括以葫芦二烯醇为主要活性成分，或者以葫芦二烯醇为配料制成的药物。
[0033] 进一步地，所述药物由所述葫芦二烯醇与药学上可接受的载体制成包合物、脂质体、微球、纳米粒或乳剂。
[0034] 具体地，所述药物的剂型包括注射剂、针剂、片剂、冲剂、颗粒剂、丸剂、胶囊、悬浮剂、乳剂中的任一种；
[0035] 所述丸剂包括滴丸剂和软胶丸剂。
[0036] 此外，本发明提供的葫芦二烯醇除了制备成药物外，还可以制备成保健品或食品中。
[0037] 优选地，所述药物还包括含有所述葫芦二烯醇的保健品和食品。
[0038] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0039] (1)本发明提供的葫芦二烯醇作为STAT3和ERK信号通路靶点药物在治疗肿瘤药物中的应用，是以STAT3和/或以ERK信号通路为药物靶点，有效的诱导癌细胞周期阻滞以及促进癌细胞凋亡，实现了抑制癌细胞增殖和促进癌细胞凋亡的目的，对癌症具有非常好的抑制效果；
[0040] (2)本发明所提供的化合物葫芦二烯醇具有选择性抑制转录因子STAT3激活的药理活性，调控下游周期蛋白和凋亡基因的表达，葫芦二烯醇及其类似物通过上调控细胞周期蛋白P21阻滞细胞周期，同时下调促凋亡蛋白Bcl-2，从而实现促进肿瘤细胞凋亡的作用；
[0041] (3)本发明提供的葫芦二烯醇还以ERK信号通路为药物靶点，抑制ERK磷酸化，可通过抑制ERK磷酸化，实现促进肿瘤细胞凋亡的作用；
[0042] (4)本发明提供的葫芦二烯醇的制备及作为STAT3和ERK信号通路靶点药物在治疗肿瘤药物中的应用，肿瘤包括恶性黑色素瘤、前列腺癌、肾癌、头颈部鳞状细胞癌、肺癌、卵巢癌、乳腺癌、胰腺癌、肝癌、结肠癌、淋巴瘤、白血病；
[0044] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0045] 图1为本发明实施例1提取的葫芦二烯醇的HPLC图谱；
[0046] 图2为本发明实施例2葫芦二烯醇作用于淋巴瘤U937细胞后，磷酸化的ERK1/2(P-ERK1/2)和磷酸化的STAT3(P-STAT3)表达量变化图；
[0047] 图3为本发明实施例2葫芦二烯醇作用于黑色素瘤A875细胞后，磷酸化的ERK1/2(P-ERK1/2)和磷酸化的STAT3(P-STAT3)表达量变化图；
[0048] 图4为本发明实施例2葫芦二烯醇作用于白血病细胞K562后，磷酸化的ERK1/2(P-ERK1/2)和磷酸化的STAT3(P-STAT3)表达量变化图；
[0049] 图5为本发明实施例2不同浓度的葫芦二烯醇作用于淋巴瘤U937细胞后，磷酸化的STAT3(P-STAT3)表达量变化图；
[0050] 图6为本发明实施例2不同浓度的葫芦二烯醇作用于淋巴瘤U937细胞后，磷酸化的ERK1/2(P-ERK1/2)表达量变化图；
[0051] 图7为本发明实施例3葫芦二烯醇作用于淋巴瘤U937细胞后，周期调控蛋白P21和抗凋亡蛋白Bcl-2的表达量变化图；
[0052] 图8为本发明实施例3葫芦二烯醇作用于黑色素瘤A875细胞后，周期调控蛋白P21和抗凋亡蛋白Bcl-2的表达量变化图；
[0053] 图9为本发明实施例3葫芦二烯醇作用于白血病细胞K562后，周期调控蛋白P21和抗凋亡蛋白Bcl-2的表达量变化图；
[0054] 图10为本发明实施例3不同浓度的葫芦二烯醇作用于淋巴瘤U937细胞后，周期调控蛋白P21和抗凋亡蛋白Bcl-2的表达量变化图；
[0055] 图11为本发明实施例4葫芦二烯醇作用于淋巴瘤U937细胞后，细胞周期变化图；
[0056] 图12为本发明实施例4葫芦二烯醇作用于人黑色素瘤A875细胞后，细胞周期变化图；
[0057] 图13为本发明实施例4不同浓度的葫芦二烯醇作用于淋巴瘤U937细胞后，细胞周期变化图；
[0058] 图14为本发明实施例5葫芦二烯醇作用于淋巴瘤U937细胞后，细胞凋亡变化图；
[0059] 图15为本发明实施例5葫芦二烯醇作用于人黑色素瘤A875细胞后，细胞凋亡变化图；
[0060] 图16为本发明实施例5葫芦二烯醇作用于白血病细胞K562后，细胞凋亡变化图；
[0061] 图17为本发明实施例5不同浓度的葫芦二烯醇作用于淋巴瘤U937细胞后，细胞凋亡变化图；
[0062] 图18为本发明实施例6不同浓度的葫芦二烯醇作用于淋巴瘤U937细胞后，细胞生长抑制率柱形图；
[0063] 图19为本发明实施例6不同浓度的葫芦二烯醇作用于淋巴瘤U937细胞后，细胞形态学变化图。
具体实施方式
[0064] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。
[0065] 实施例1
[0066] 葫芦二烯醇的制备
[0067] 1)栝楼根的预处理：将栝楼根烘干至水分含量为2～8％，用粉碎机粉碎，然后过40～60目筛，得到碎料；
[0068] 2)葫芦二烯醇的提取：萃取罐萃取压力28～35MPa，萃取温度30～43℃，二氧化碳流量33～40kg/h，夹带剂添加量为原料碎料质量的8～11％，所述夹带剂为95％乙醇；
[0069] 3)葫芦二烯醇粗品的分离：物料萃取后，经一级分离器和二级分离器进行分离；一级分离器的压力为11～13MPa，温度为30～40℃，二级分离器的压力为5.5～7MPa，温度为45～55℃，萃取和分离后，得到葫芦二烯醇粗品；
[0070] 4)葫芦二烯醇的纯化：将收集的葫芦二烯醇粗品用C18反相高效液相色谱分离，流动相为乙腈-水，按照10％-95％的梯度洗脱，收集目标物质，挥发溶剂后得白色结晶性粉末即为葫芦二烯醇。葫芦二烯醇为10α-葫芦二烯醇，化学式为C30H50O，分子量：426.7，结构式为：
[0071] 得到的葫芦二烯醇进行HPLC分析，得到的图谱如图1所示。从图1可以看出，本发明提供的葫芦二烯醇的制备方法，得到的葫芦二烯醇的纯度达95％以上。此外，先将栝楼根烘干粉碎，然后采用萃取的方式粗提，再通过C18反相高效液相色谱分离纯化，该提取方法快速、高效。
[0072] 实施例2
[0073] 葫芦二烯醇对STAT3、ERK靶位点蛋白的调控通过免疫印迹法进行检测，具体为：
[0074] 组1：将组织细胞淋巴瘤U937细胞(1x106个/孔)接种于6孔培养板中过夜，加入0和l0μmol/L的葫芦二烯醇继续培养24h；
[0075] 组2：将人黑色素瘤A875细胞(1x106个/孔)接种于6孔培养板中过夜，加入0和l0μmol/L的葫芦二烯醇继续培养24h；
[0076] 组3：将白血病细胞K562(1x106个/孔)接种于6孔培养板中过夜，加入0和l0μmol/L的葫芦二烯醇继续培养24h；
[0077] 终止细胞培养后，吸除培养液，PBS(0.01mol/L，pH 7.4)洗涤，加入含蛋白酶抑制剂的细胞裂解液50μl/孔，置冰浴裂解30min，4℃，14000r/min离心10min，取上清获得总蛋白；
[0078] 以牛血清白蛋白(BSA)做标准品，测蛋白浓度。取50μg总蛋白，经12％SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后，电转移至PVDF膜(聚偏二氟乙烯膜)，5％脱脂牛奶(含0.1％Tween 20)封闭l h，加抗体p-STAT3(Tyr705)和p-Erk1/2以及β-actin，一抗4℃孵育过夜(β-actin作为上样量对照)；TBS-T洗膜3次，每次5min；加辣根过氧化物酶(HRP)标记的二抗，室温孵育1h，用漂洗液(TBS-T)洗膜3次，每次10min，加入ECL避光孵育5min，荧光影像分析仪显影，扫描分析，免疫印迹试验检测的结果如图2-4所示。
[0079] 从图2可以看出葫芦二烯醇作用于U937细胞24h后，磷酸化的ERK1/2(P-ERK1/2)和磷酸化的STAT3(P-STAT3)表达量明显下降；此外，还用0、l0、150、250μmol/L的葫芦二烯醇对U937细胞处理24h，得到的结果如图5和图6所示，其中，图5为磷酸化的STAT3(P-STAT3)表达量变化图；图6为磷酸化的ERK1/2(P-ERK1/2)表达量变化图。从图5和图6可以看出，磷酸化的ERK1/2(P-ERK1/2)和磷酸化的STAT3(P-STAT3)表达量下降的程度随葫芦二烯醇处理浓度的增加而增加。表明葫芦二烯醇具有抑制STAT3与ERK蛋白的活化、阻断STAT3、ERK信号通路的作用。
[0080] 从图3可以看出葫芦二烯醇作用于黑色素瘤A875细胞24h后，磷酸化的ERK1/2(P-ERK1/2)和磷酸化的STAT3(P-STAT3)表达量明显下降。并且，经试验验证，磷酸化的ERK1/2(P-ERK1/2)和磷酸化的STAT3(P-STAT3)表达量下降的程度随葫芦二烯醇处理浓度的增加而增加，与U937细胞结果一致。表明葫芦二烯醇具有抑制STAT3与ERK蛋白的活化、阻断STAT3、ERK信号通路的作用。
[0081] 从图4可以看出葫芦二烯醇作用于白血病细胞K56224h后，磷酸化的ERK1/2(P-ERK1/2)和磷酸化的STAT3(P-STAT3)表达量明显下降。并且，经试验验证，磷酸化的ERK1/2(P-ERK1/2)和磷酸化的STAT3(P-STAT3)表达量下降的程度随葫芦二烯醇处理浓度的增加而增加，与U937细胞结果一致。表明葫芦二烯醇具有抑制STAT3与ERK蛋白的活化、阻断STAT3、ERK信号通路的作用。
[0082] 实施例3
[0083] STAT3、ERK信号通路可以调控周期蛋白与凋亡基因，为了验证葫芦二烯醇的作用，对STAT3、ERK下游的基因表达情况进行了检测，分别测定了葫芦二烯醇对组织细胞淋巴瘤U937细胞、人黑色素瘤A875细胞、白血病细胞K562中Bcl-2和P21蛋白的影响。
[0084] 葫芦二烯醇对Bcl-2和P21蛋白的调控通过免疫印迹法进行检测，具体为：分别将组织细胞淋巴瘤U937细胞、人黑色素瘤A875细胞、白血病细胞K562(1x106个/孔)接种于6孔培养板中过夜，加入0和l0μmol/L的葫芦二烯醇继续培养24h。终止细胞培养后，吸除培养液，PBS(0.01mol/L,pH 7.4)洗涤，加入含蛋白酶抑制剂的细胞裂解液50μL/孔，置冰浴裂解30min，4℃，14000r/min离心10min，取上清获得总蛋白。
[0085] 以牛血清白蛋白(BSA)做标准品，测蛋白浓度。取50μg总蛋白，经12％SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后，电转移至PVDF膜(聚偏二氟乙烯膜)，5％脱脂牛奶(含0.1％Tween 20)封闭lh，加抗体P21、Bcl-2以及β-actin，一抗4℃孵育过夜(β-actin作为上样量对照)；TBS-T洗膜3次，每次5min；加辣根过氧化物酶(HRP)标记的二抗，室温孵育1h，用漂洗液(TBS-T)洗膜3次，每次10min，加入ECL避光孵育5min，荧光影像分析仪显影，扫描分析。免疫印迹试验检测的结果如图7-9所示。其中，图7为淋巴瘤U937细胞；图8为人黑色素瘤A875细胞；图9为白血病细胞K562。
[0086] 从图7可以看出，葫芦二烯醇作用于U937细胞24h后，STAT3信号关联的下游周期调控蛋白P21明显上调，抗凋亡蛋白Bcl-2明显下调；此外，还用0、l0、150、250μmol/L的葫芦二烯醇对U937细胞处理24h，得到的结果如图10所示。从图10可以看出，不同浓度的葫芦二烯醇作用于U937细胞24h后，葫芦二烯醇可以剂量依赖性抑制STAT3的激活，同时上调周期调控基因P21，并抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表达。P21、Bcl-2蛋白的表达量呈现药物浓度依赖性，说明葫芦二烯醇通过阻断STAT3、ERK位点，进而调控信号通路下游周期蛋白和凋亡基因的表达，从而达到抑制癌细胞生长、促进癌细胞凋亡的作用。
[0087] 从图8可以看出，葫芦二烯醇作用于人黑色素瘤A875细胞24h后，STAT3信号关联的下游周期调控蛋白P21明显上调，抗凋亡蛋白Bcl-2明显下调；并且，试验证明，不同浓度的葫芦二烯醇作用于人黑色素瘤A875细胞24h后，葫芦二烯醇可以剂量依赖性抑制STAT3的激活，同时上调周期调控基因P21，并抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，结果与U937细胞一致。P21、Bcl-2蛋白的表达量呈现药物浓度依赖性，说明葫芦二烯醇通过阻断STAT3、ERK位点，进而调控信号通路下游周期蛋白和凋亡基因的表达，从而达到抑制癌细胞生长、促进癌细胞凋亡的作用。
[0088] 从图9可以看出，葫芦二烯醇作用于白血病细胞K56224h后，STAT3信号关联的下游周期调控蛋白P21明显上调，抗凋亡蛋白Bcl-2明显下调；并且，试验证明，不同浓度的葫芦二烯醇作用于白血病细胞K56224h后，葫芦二烯醇可以剂量依赖性抑制STAT3的激活，同时上调周期调控基因P21，并抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，结果与U937细胞一致。P21、Bcl-2蛋白的表达量呈现药物浓度依赖性，说明葫芦二烯醇通过阻断STAT3、ERK位点，进而调控信号通路下游周期蛋白和凋亡基因的表达，从而达到抑制癌细胞生长、促进癌细胞凋亡的作用。
[0089] Bcl-2为抗凋亡蛋白，能够抑制细胞的程序性凋亡，Bcl-2的过量表达是导致细胞恶性增殖的重要原因，而Bcl-2又是受STAT3调控的下游蛋白。经过葫芦二烯醇处理的U937细胞、人黑色素瘤A875细胞、白血病细胞K562的STAT3蛋白磷酸化受到抑制的同时，Bcl-2蛋白的表达明显下降，Bcl-2蛋白的表达量与STAT3受到的抑制呈现正相关，这也是促进癌细胞凋亡的重要原因。
[0090] 实施例4
[0091] 葫芦二烯醇对组织细胞淋巴瘤U937细胞、人黑色素瘤A875细胞、白血病细胞K562的细胞周期分布的影响
[0092] 药物对细胞周期阻滞是抑制癌细胞增殖的重要途径。选取对数生长期的组织细胞淋巴瘤U937细胞、人黑色素瘤A875细胞和白血病细胞K562，用0和l0μmol/L的葫芦二烯醇培养24h后，用0.25％胰酶消化，收集用药组和对照组细胞，用PBS洗涤细胞，离心2500rpm，5min收集细胞，70％冷乙醇固定，4℃过夜，离心去乙醇，加入含RNase A的PBS，再加入碘化丙啶(PI)染色混匀(RNase A，终浓度为50mg/L，PI终浓度为25mg/L)，37℃避光孵育30min，用流式细胞仪检测。得到的结果如图11-12所示，其中，图10为淋巴瘤U937细胞；图12为人黑色素瘤A875细胞。
[0093] STAT3信号通路涉及到细胞周期基因的表达，从而影响细胞周期进程。从图11的流式细胞仪检测结果可以看出，经葫芦二烯醇处理后，淋巴瘤U937细胞的G0/G1期细胞所占比例逐渐升高，说明葫芦二烯醇能导致U937细胞发生G0/G1阻滞。此外，还用0、1、l0、150、250μmol/L的葫芦二烯醇对U937细胞处理24h，得到的结果如图13所示，图中，A-E浓度依次升高。从图13可以看出，随着葫芦二烯醇浓度的增加，处于G0/G1期细胞的比例逐渐升高，细胞周期分布发生明显变化，说明葫芦二烯醇能导致U937细胞发生G0/G1阻滞，葫芦二烯醇对癌细胞的周期阻滞作用呈现剂量依赖性。说明葫芦二烯醇可通过抑制STAT3信号通路、调控周期蛋白，从而诱导肿瘤细胞的细胞周期阻滞来抑制肿瘤生长。
[0094] 同样地，从图12的流式细胞仪检测结果可以看出，经葫芦二烯醇处理后，人黑色素瘤A875细胞的G0/G1期细胞所占比例逐渐升高，说明葫芦二烯醇能导致人黑色素瘤A875细胞发生G0/G1阻滞。此外，随着葫芦二烯醇浓度的增加，处于G0/G1期细胞的比例逐渐升高，细胞周期分布发生明显变化，说明葫芦二烯醇能导致人黑色素瘤A875细胞发生G0/G1阻滞，葫芦二烯醇对癌细胞的周期阻滞作用呈现剂量依赖性，结果与U937细胞一致。说明葫芦二烯醇可通过抑制STAT3信号通路、调控周期蛋白，从而诱导肿瘤细胞的细胞周期阻滞来抑制肿瘤生长。
[0095] 经葫芦二烯醇处理后，白血病细胞K562的细胞周期发生阻滞。此外，随着葫芦二烯醇浓度的增加，细胞阻滞的比例逐渐升高，细胞周期分布发生明显变化，说明葫芦二烯醇能导致白血病细胞K562发生细胞周期阻滞，葫芦二烯醇对癌细胞的周期阻滞作用呈现剂量依赖性。说明葫芦二烯醇可通过抑制STAT3信号通路、调控周期蛋白，从而诱导肿瘤细胞的细胞周期阻滞来抑制肿瘤生长。
[0096] 实施例5
[0097] 选取对数生长期的淋巴瘤U937细胞、人黑色素瘤A875细胞和白血病细胞K562，进行药物培养，培养24h后，收集细胞，用冷200μl PBS洗涤细胞两次，收集细胞；加入100μl的结合液(Binding Buffer)重悬细胞，加入2μl的AnnexinⅤ-FITC混匀后，避光、室温作用10min，再加入5μl的碘化丙啶(PI)混匀；避光、室温作用10min，进行流式细胞仪检测，结果如图14-16所示，其中，图14为淋巴瘤U937细胞；图15为人黑色素瘤A875细胞；图16为白血病细胞K562。
[0098] 从图14可以看出，葫芦二烯醇作用于组织细胞淋巴瘤U937细胞24h，葫芦二烯醇可诱导组织细胞淋巴瘤U937细胞凋亡；此外，还用0、l0、150、250μmol/L的葫芦二烯醇对U937细胞处理24h，得到的结果如图17所示，图中，A-D浓度依次升高。从图17可以看出，随着葫芦二烯醇浓度的升高，细胞凋亡数目增加，即葫芦二烯醇对淋巴瘤U937细胞的作用呈剂量依赖性。
[0099] 从图15可以看出，葫芦二烯醇作用于人黑色素瘤A875细胞24h，葫芦二烯醇可诱导人黑色素瘤A875细胞凋亡。并且采用不同浓度的葫芦二烯醇作用于人黑色素瘤A875细胞，随着葫芦二烯醇浓度的升高，细胞凋亡数目增加，即葫芦二烯醇对人黑色素瘤A875细胞的作用呈剂量依赖性，结果与淋巴瘤U937细胞一致。
[0100] 从图16可以看出，葫芦二烯醇作用于白血病细胞K56224h，葫芦二烯醇可诱导白血病细胞K562凋亡。并且采用不同浓度的葫芦二烯醇作用于白血病细胞K562，随着葫芦二烯醇浓度的升高，细胞凋亡数目增加，即葫芦二烯醇对白血病细胞K562的作用呈剂量依赖性，结果与淋巴瘤U937细胞一致。
[0101] 实施例6
[0102] 取对数生长期的淋巴瘤U937细胞，调整细胞浓度至2×107/L，以每孔100μl接种于96孔培养板中，预培养24h后，加入100μl不同浓度培养液配制的，使每组含葫芦二烯醇终浓度分别为0.1、1、10、100、200、250μmol/L 6个剂量，设DMSO培养的细胞作对照组。
[0103] 分别于24、48h进行MTT比色实验:每次实验结束前每孔加入浓度为5mg/mL MTT液15μl，37℃避光培养继续培养4h后，每孔加DMSO 150μl，摇床震荡10min，置于酶标仪490nm检测光密度值(OD)，按以下公式计算抑制率:细胞生长抑制率＝(对照组OD490-试验组OD490)/对照组OD490×100％。得到的结果如图18所示。
[0104] 此外，葫芦二烯醇处理组织细胞淋巴瘤U937细胞前与处理后24h，显微镜观察细胞形态学变化，结果如图19所示。其中，A-D中葫芦二烯醇浓度分别为0、l0、150、250μmol/L。
[0105] 从图18可以看出，MTT实验结果显示葫芦二烯醇对组织细胞淋巴瘤U937细胞的增殖具有抑制作用，随着药物浓度的增加或作用时间的延长，其抑制率也随之增加，表明葫芦二烯醇对U937细胞的增殖抑制作用具有明显的剂量依赖性和时间依赖性。经ANOVA方差分析，不同剂量组之间、不同时间组之间及其与对照组之间的差异均有显著性意义。
[0106] 倒置显微镜下观察的结果(图19)显示，经葫芦二烯醇处理的组织细胞淋巴瘤细胞U937在形态上有明显的变化。对照组细胞在培养24小时后，细胞完整，细胞膜清楚，并且细胞密度增加；药物组，经葫芦二烯醇处理24小时的组织细胞淋巴瘤U937细胞，培养基中细胞出现皱缩，胞核染色质浓缩，有明显细胞凋亡现象出现，且随时间和浓度的升高，细胞凋亡更加明显，说明了葫芦二烯醇具有诱导癌细胞凋亡的作用。
[0107] 另外，人黑色素瘤A875细胞和白血病细胞K562液进行了MTT比色实验，并且用显微镜观察了葫芦二烯醇处理细胞前后的变化图，MTT比色实验结果和葫芦二烯醇处理细胞前后的变化图均与淋巴瘤细胞U937结果一致。
[0108] 此外，还分别对前列腺癌细胞、肾癌细胞、头颈部鳞状细胞癌细胞、肺癌细胞、卵巢癌细胞、乳腺癌细胞、胰腺癌细胞、肝癌细胞、结肠癌细胞进行了实施例2-6的试验，结果均与淋巴瘤U937细胞的结果一致。
[0109] 本申请提供的葫芦二烯醇制成保健品和食品，对恶性黑色素瘤、前列腺癌、肾癌、头颈部鳞状细胞癌、肺癌、卵巢癌、乳腺癌、胰腺癌、肝癌、结肠癌、淋巴瘤和白血病也具有非常好的抑制效果。
[0110] 以上实施例说明葫芦二烯醇具有选择性抑制核转录因子STAT3、ERK信号通路并具有抑制肿瘤细胞生长并诱导其凋亡，抑制肿瘤增殖的功效。涉及STAT3信号通路的肿瘤包括实体瘤如：恶性黑色素瘤、前列腺癌、肾癌、头颈部鳞状细胞癌、肺癌、卵巢癌、乳腺癌、胰腺癌、肝癌、结肠癌等；非实体瘤如淋巴瘤，白血病如：大颗粒淋巴细胞白血病、慢性淋巴细胞性白血病、急性淋巴细胞性白血病等。由于葫芦二烯醇具有抑制STAT3、ERK信号通路的药用价值，故可以推知对其他涉及STAT3、ERK信号的癌症均具有抑制作用。
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