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桑葚成分具有抗癌作用!华科/沈药联合团队最新发现

2021-11-16

  近日,华中科技大学/沈阳药科大学结构药理学与药物化学实验室在农林科学领域的Top期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》上发表了题为“Chemical components of the fruits of Morus nigraLinn.: methyl caffeate as a potential anti-cancer agent by targeting 3-phosphoglycerate dehydrogenase”的研究性文章。该文章对黑桑的果实进行了研究,分离得到20个化合物,包括2个新化合物moranigrineAmorusamine,所有分离得到的化合物直接靶向PHGDH,具有抑制癌症的作用。 

   黑桑(Morus nigra Linn.)为桑科(Moraceae)桑属(Morus)重要的药用植物之一,主要分布于新疆地区。黑桑果实既可入药,又可入食。黑桑葚性微寒,味甘酸,入肝、肾、心经,为养心益智、滋补强壮佳果。具有生津止渴,润肠燥,补血滋阴等功效,适于肝肾阴血不足及津亏消渴,肠燥等症。常食黑桑葚可以明目,缓解眼睛疲劳干涩的症状。黑桑葚富含多种活性物质,包括黄酮,生物碱,多酚和苯并呋喃类化合物。现代药理学研究表明,黑桑具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗病毒、降压和降糖等作用 

  代谢重编程能够促进癌细胞的生长和增殖。丝氨酸代谢在肿瘤发生中起着至关重要的作用,丝氨酸合成活性的增加会加速氧化还原内稳态、氨基酸转运以及核苷酸合成,为癌细胞提供大量的能量和中间代谢物。3-磷酸甘油酸脱氢酶(PHGDH)是从头合成丝氨酸的第一个限速酶,催化3-磷酸甘油酸(3-PG)合成磷酸羟基丙酮酸(3-PPyr)。研究表明,PHGDH在多种人类肿瘤中呈高表达,如黑色素瘤、胰腺癌、宫颈癌和三阴性乳腺癌等。抑制PHGDH可降低丝氨酸合成,抑制肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭。因此,PHGDH抑制剂可以作为治疗癌症的有效策略。 

  该文章对黑桑的果实进行了研究,分离得到20个化合物,包括2个新化合物moranigrineAmorusamine。其中,MoranigrineA是一个罕见的具有pyrrole-2-aldehyde2-arylbenzofuran结构单元的化合物,作者并对其生物合成途径进行了推测。文章评价了所有分离得到的化合物对PHGDH的抑制作用,发现其中的咖啡酸甲酯对PHGDH表现出显著的抑制作用。酶抑制动力学分析表明,相对于底物3-PG咖啡酸甲酯是一种非竞争性抑制剂,并且呈浓度依赖性抑制MST分析进一步证实了咖啡酸甲酯与PHGDH的直接相互作用。 

  

  此外,分子对接表明咖啡酸甲酯与PHGDH变构口袋结合,而非其活性位点,这和酶动力学的数据相符。细胞实验结果显示咖啡酸甲酯可以特异性抑制HeLa细胞增殖;作者进一步发现咖啡酸甲酯能够促进HeLa细胞的凋亡并且使细胞周期发生停滞,CETSAsiRNA实验也证明咖啡酸甲酯直接靶向PHGDH。同时,咖啡酸甲酯在HeLa细胞异种移植小鼠模型中具有明显的抑制肿瘤生长作用,且毒性较低。上述结果说明咖啡酸甲酯可作为一种天然的PHGDH抑制剂,为靶向PHGDH的抗肿瘤药物研究提供先导化合物,同时Mnigra可被用作预防和辅助治疗癌症的功能性食品 

  沈阳药科大学无涯创新学院博士生王亚丽和华中科技大学同济药学院郑梦竹讲师为本文的共同第一作者,陈丽霞教授、李华教授和孙德娟副教授为文章的共同通讯作者。 

  

   (来源:生命科学前沿) 

  原文出处:Wang Y, Zheng M, Jiang Q, Xu Y, Zhou X, Zhang N, Sun D, Li H, Chen L. Chemical Components of the Fruits of Morus nigra Linn.: Methyl Caffeate as a Potential Anticancer Agent by Targeting 3-Phosphoglycerate Dehydrogenase. J Agric Food Chem. 2021 Oct 27;69(42):12433-12444. doi: 10.1021/acs.jafc.1c03215. Epub 2021 Oct 19. PMID: 34664962. 

  链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34664962/ 

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