《Chemico-Biological Interactions》：CORDIAQUINONE B INDUCES CYTOTOXICITY AND OXIDATIVE STRESS-MEDIATED APOPTOSIS IN HUMAN COLORECTAL CANCER CELLS IN VITRO AND IN VIVO.
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Cordiaquinone B抑制HCT-116等癌细胞系存活，机制涉及线粒体氧化应激和凋亡，裸鼠模型显示其抑制肿瘤生长42.6%，未显著影响其他器官。
斯蒂芬妮·阿吉亚尔·德·内格雷罗斯·马托斯·席尔瓦（Stéphanie Aguiar de Negreiros Matos Silva）|法布里西奥·多斯·桑托斯·马查多（Fabrício dos Santos Machado）|卢西亚诺·德·索萨·桑托斯（Luciano de Souza Santos）|玛丽亚·维多利亚·利马·德·卡斯特罗（Maria Victoria Lima de Castro）|马特乌斯·利马·诺盖拉（Mateus Lima Nogueira）|米莱娜·博特略·佩雷拉·索亚雷斯（Milena Botelho Pereira Soares）|西蒙娜·阿尔维斯·塞拉芬·罗查（Simone Alves Serafim Rocha）|雷娜塔·门东萨·阿劳霍（Renata Mendon?a Araújo）|罗萨娜·博尔赫斯·迪亚斯（Rosane Borges Dias）|丹尼尔·佩雷拉·贝泽拉（Daniel Pereira Bezerra）|安娜·杰尔西亚·阿劳霍（Ana Jérsia Araújo）|若泽·德拉诺·巴雷托·马里尼奥·菲尔霍（José Delano Barreto Marinho Filho）
德尔塔细胞培养实验室（LCCDelta），帕尔纳伊巴德尔塔联邦大学（Universidade Federal do Delta do Parnaíba – UFDPAR），地址：Av. S?o Sebasti?o, 2819 - Nossa Senhora de Fátima, 64200-020, 帕尔纳伊巴，巴西
摘要
cordiaquinones是一种从Varronia和Cordia属植物中提取的天然分子，具有多种生物活性。在这项研究中，首先在一系列癌细胞系中评估了cordiaquinone B的效果。随后，我们在体外和体内实验中进一步研究了其对人类结直肠腺癌（HCT-116）细胞的影响。实验使用了二维（2D）和三维（3D）细胞培养技术，以及在免疫缺陷型CB17-SCID小鼠中的HCT-116异种移植模型。cordiaquinone B抑制了附着性和非附着性癌细胞的存活能力，且未引起人类红细胞的溶血。在经cordiaquinone B处理的HCT-116细胞中观察到了形态变化和与凋亡相关的蛋白质水平改变，表明其作用机制可能与线粒体氧化应激有关。N-乙酰半胱氨酸（NAC）预处理可以缓解这些细胞毒性和凋亡效应。在3D肿瘤模型中，cordiaquinone B处理使肿瘤球体体积减小。此外，在CB17-SCID小鼠中，每天3 mg/kg的剂量可抑制42.6%的HCT-116肿瘤生长，且未引起严重的器官毒性或血液学参数变化（除轻微至中度的肝和肺损伤）。这些结果证明了cordiaquinone B的有效性，并显示出其在结直肠癌治疗中的潜力。
引言
结直肠癌（CRC）是一种多因素疾病，其特征是结肠直肠黏膜上皮细胞增生逐渐发展为腺瘤，最终可能演变为腺癌[1]。致癌因素通常会引发这一过程，导致DNA结构改变和恶性细胞转化。CRC是全球第三大常见癌症，也是癌症相关死亡的第二大原因[2]。在晚期阶段，CRC细胞容易发生转移，尤其是转移到肝脏和肺部，从而增加治疗难度并导致对化疗和放疗的耐药性[3]。
科学界一直在积极探索新的癌症治疗方法，从天然产物中提取的化合物因其多种生物活性而成为有前景的候选药物[4]。过去几十年中，已经开发出多种基于天然化合物的抗癌药物，如多柔比星、紫杉醇和长春碱类[5]。在这方面，萘醌类化合物因能通过坏死和凋亡诱导细胞死亡而具有抗癌潜力[6]。
从Cordiaceae科的Cordia和Varronia属植物中分离出的萘醌类化合物被称为cordiaquinones。1990年，Bieber等人首次从Cordia corymbosa根中分离并阐明了cordiaquinone A和B的化学结构[7]。特别是cordiaquinone B，已被研究其抗真菌、杀虫[8]、抗生物膜和抗菌作用[9]，但其细胞毒性作用仍知之甚少。过去15年来，我们的团队一直致力于研究cordiaquinones的生物活性[9],[10]。
尽管cordiaquinones具有潜在的生物活性，但关于其对癌细胞的细胞毒性作用的研究仅限于我们的两项研究[11],[12]。其中只有cordiaquinone J的细胞死亡机制被明确，它通过氧化应激诱导白血病细胞的凋亡和坏死[12]。活性氧（ROS）可导致氧化应激和癌症发展；然而，当抗氧化剂产生过量ROS时，它们可以触发癌细胞死亡[13]。这些发现表明关于cordiaquinones的抗癌研究仍十分有限，亟需进一步探索其抗肿瘤作用。
本研究评估了从Varronia dardani（Taroda）根中提取的天然萘醌类化合物cordiaquinone B对人类结直肠癌（HCT-116）细胞的体外和体内作用。据我们所知，关于cordiaquinone B对HCT-116细胞毒性的数据非常有限，因此需要进一步研究以全面探索其治疗潜力和作用机制。
Cordiaquinone B的结构鉴定
对V. dardani根的乙醇提取物中的氯仿组分进行色谱分离后，得到110.0毫克黄色固体，熔点为131.0–134.3°C，旋光度为[数据缺失]。13C NMR光谱（75 MHz, CDCl3）显示21个信号，其中包括11个sp2杂化碳，以及三个羰基碳，分别位于δC 185.2（C-1）、184.8（C-4）和213.1（C-13）处。13C-DEPTq NMR进一步确认了七个亚甲基的存在。
Cordiaquinone B对HCT-116细胞的细胞毒性和形态影响
为了评估其细胞毒性，我们在72小时暴露时间内测试了cordiaquinone B对多种人类癌细胞系的影响（图1A）。根据MTT和Alamar blue实验结果，cordiaquinone B对所有测试的肿瘤细胞系均具有毒性（图1B），其中HCT-116细胞的IC50值为3.75 μM（图1C）。随后进一步研究了24小时和48小时暴露下的IC50值，分别为16.2 μM和13.8 μM（图1C）。该化合物未引起其他不良反应。
讨论
天然萘醌类化合物如plumbagin、menadione、lawsome、juglone和1,4-naphthoquinone在医学研究中具有重要的生物活性[15],[16]。了解它们的抗肿瘤特性至关重要，这将为开发更安全、更有效的癌症治疗方法及改善患者预后奠定基础。
本研究探讨了来自V. dardani（Taroda）的天然萘醌类化合物cordiaquinone B对多种人类肿瘤细胞的影响。
结论
Cordiaquinone B在2D和3D模型中通过诱导氧化应激介导的凋亡表现出强烈的细胞毒性。这些结果与体内研究结果一致，即在免疫缺陷型CB17-SCID小鼠中，cordiaquinone B有效抑制了43%的HCT-116肿瘤生长（图9）。这些发现表明cordiaquinone B是治疗结直肠癌的有希望的候选药物。然而，仍需进一步研究其具体的信号传导途径等机制。
作者贡献声明
玛丽亚·维多利亚·利马·德·卡斯特罗（Maria Victoria Lima de Castro）：方法学研究。马特乌斯·利马·诺盖拉（Mateus Lima Nogueira）：方法学研究。法布里西奥·多斯·桑托斯·马查多（Fabrício dos Santos Machado）：方法学研究、数据分析。卢西亚诺·德·索萨·桑托斯（Luciano de Souza Santos）：方法学研究、数据审查与编辑、资源管理、项目协调、资金申请、数据分析。若泽·德拉诺·巴雷托·马里尼奥-菲尔霍（José Delano Barreto Marinho-Filho）：撰写、审稿与编辑、数据验证、项目监督、资源管理、资金申请、数据分析。利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究的利益冲突。
致谢
本研究得到了CAPES（高等教育人员协调委员会）、CNPq（国家科学技术发展委员会）和FAPEPI（皮奥伊州研究基金会）的支持。作者还感谢巴西国家科学技术研究所（INCT BioNat，CNPq项目编号465637/2014-0，FAPESP项目编号2014/50926-0）及INCT Polysaccharides（CNPq项目编号406973/2022-9）的财政支持。
