来自Eupatorium chinense L.的倍半萜类化合物通过DNA-PK/AKT/p53途径诱导AGS细胞发生G0/G1期细胞周期停滞和凋亡

《Bioorganic Chemistry》：Sesquiterpenoids from Eupatorium chinense L. induce G 0/G 1 cell cycle arrest and apoptosis in AGS cell via DNA-PK/AKT/p53 pathway

从艾菊全植物中分离出24个单萜类化合物，含5个新结构瓜拉内型和杰马兰型单萜，其中化合物1对AGS胃癌细胞IC50为4.33 μM，通过抑制DNA-PK/AKT/p53通路诱导凋亡及周期阻滞，为新型胃癌治疗候选药物。

　　

王汉川|史宇琦|季冰航|匡竹玲芝|宋策|明文卓|王玉萌|孟大立

摘要

从Eupatorium chinense L.的全株中分离出了十种未鉴定的倍半萜类化合物，包括五种未鉴定的瓜烷型倍半萜（1–5）和五种未鉴定的吉玛兰型倍半萜（6–10），以及十四种已知的类似物（11–24）。这些化合物的结构通过光谱数据（UV、NMR、ECD、HRESIMS和DP4+）的分析得以确定。对这些倍半萜衍生物（1–24）的细胞毒性进行了评估，实验对象为五种人类癌细胞系（Hep3B、A549、AGS、MCF-7和HCT-116）。其中，化合物1对胃腺癌AGS细胞系的细胞毒性最强，其IC₅₀值为4.33 μM。机制研究表明，化合物1可抑制AGS细胞中的DNA-PK/AKT/p53信号通路，同时上调p21蛋白表达并下调CDK4和cyclin D蛋白水平，从而诱导G₀/G₁期细胞周期停滞。此外，化合物1通过增加Bax表达和降低Bcl-2表达来促进细胞凋亡。综上所述，化合物1成为开发新型抗胃癌治疗药物的有希望的候选分子。

引言

胃癌（GC）是全球诊断频率第五高的恶性肿瘤，也是全球癌症相关死亡的第四大原因。[1,2] 2018年，全球约有103万新发胃癌病例，估计有78.3万人因此死亡。[3] 该疾病在东亚地区的负担尤为严重；仅在中国，胃癌的年龄标准化发病率和死亡率分别为每10万人中的20.7例和14.3例，使其成为全国发病率和致死率最高的三种癌症之一。[4] 尽管靶向治疗和免疫疗法有所进展，但晚期胃癌患者的五年生存率仍低于30%，且过去十年的死亡率几乎没有改善。[5] 因此，寻找新的分子靶点以进行精准预防和治疗对于减轻胃癌负担至关重要。

Eupatorium chinense L. 是菊科Eupatorium属的一种草本植物。在中国土家族地区，E. chinense被称为“止血药”，可用于治疗瘀伤和创伤。此外，它还具有抗肿瘤、抗炎、镇痛、抗病毒和细胞毒性等多种作用。[6,7] 其干燥根茎常用于治疗感冒、发热、风湿性咳嗽、瘀伤和蛇咬伤。尽管E. chinense在土家族地区被广泛使用，但关于其化学成分和药理活性的研究较少，尤其是倍半萜类化合物的分离研究更为匮乏。[8,9] 因此，对其化学成分的研究对于进一步探索土家族民间药材中的潜在活性成分具有重要意义。本文从E. chinense的乙醇提取物中分离出了24种倍半萜衍生物，并通过UV、NMR、HRESIMS、DP4+分析以及ECD计算确定了它们的结构。同时，还介绍了这些化合物对Hep3B、A549、AGS和HCT-116细胞具有显著的细胞毒性作用，并评估了化合物1抑制细胞周期、诱导细胞凋亡以及阻断AGS人类胃癌细胞中DNA-PK/AKT/p53信号通路的能力。

实验方法

一般实验程序

UV光谱使用Shimadzu Corporation（日本）的UV-2600i光谱仪记录，CD光谱使用JASCO MOS-450偏振光谱仪获得。NMR光谱在Bruker-AV-600（Bruker，瑞士）光谱仪上进行，以四甲基硅烷作为内标。HRESIMS数据由Bruker（瑞士）的micro TOFQ质谱仪测量。制备型HPLC使用Shimadzu色谱仪（LC-20AR泵和SPD-20A检测器）和C₁₈-MS-II柱（15 μm，10

结构鉴定

化合物1为棕色油状物。其HRESIMS数据显示，质子化分子的m/z值为419.1699 [M?+?H]⁺（C₂₂H₂₇O₈⁺的计算值为419.1700），表明其分子式为C₂₂H₂₆O₈，含有十个不饱和键。¹H NMR（600 MHz，CDCl₃-d₆）谱显示：三个甲基质子在δ_H 1.69（3H，s，H₃-15）、2.02（3H，s，H₃-OAc）和2.06（3H，d，J?=?7.2?Hz，H₃-4′）处有信号；五个烯烃质子在δ_H 5.06（2H，dd，J?=?7.1，1.2?Hz，H-14）、5.54（1H，d，J?=?3.1?Hz，H-13a）处有信号。

结论

总之，从E. chinense中共分离出了24种倍半萜类化合物，其中包括五种未鉴定的瓜烷型倍半萜和五种未鉴定的吉玛兰型倍半萜。化合物1对AGS细胞表现出潜在的细胞毒性。研究表明，化合物1能够调节DNA-PK/AKT/p53信号通路，从而导致AGS细胞周期停滞和细胞凋亡。

作者贡献声明

王汉川：软件开发、方法论设计、概念构思。史宇琦：数据可视化、实验设计、数据分析。季冰航：实验验证、数据管理。匡竹玲芝：结果验证、方法论评估。宋策：结果验证、实验监督。明文卓：实验设计、数据分析。王玉萌：论文撰写、审稿与编辑、方法论指导。孟大立：论文撰写、审稿与编辑、资金筹集。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本项工作得到了辽宁省教育厅2024年的科研支持。