长春胺——一种新型的抗癌天然生物碱

发布日期:2024/8/22 14:32:46

长春胺，为小蔓长春花中提取的一种主要生物碱，以其神经保护作用和改善脑血管血流的作用而闻名。长春胺被证明通过其对ATP生成和葡萄糖和氧的利用的影响来增强大脑代谢，给予缺血和缺氧的短期保护。

长春胺与caspase-3的相互作用

在本研究中，作者采用生物信息学方法筛选天然植物材料，以获得一种高效的抗癌化合物。所选的天然生物碱长春胺在肺癌细胞系中被验证，长春胺通过激活几个信号转导途径促进A549细胞死亡，包括激活caspase-3介导的凋亡。

作者首先预测了长春胺与caspase-3的电子对接。两个氢键Lys38: N- UNK1:O24和Tyr41:OH -UNK1: O26的距离分别为2.79769和2.92758 Å，vincamine的O24和O26分别与Lys38和Tyr41氨基酸残基的一个氮原子和一个羟基形成氢键。这种相互作用也被两个疏水相互作用键UNK1 - Lys154和Tyr37 -UNK1所稳定。

接下来作者测定了长春胺在BEAS-2B、3T3-L1和A549细胞系中的体外活性。结果表明，长春胺可能会显著抑制人肺癌细胞系(A549)的细胞增殖，但对小鼠胚胎成纤维细胞(3T3-L1)没有显著的细胞毒性。

然后，作者用不同剂量的长春胺和甲氨蝶呤来处理A549细胞，长春胺和甲氨蝶呤处理后的细胞均表现出细胞肿胀、质膜裂解和细胞器碎裂，表明长春胺诱导的细胞毒性。相反，未处理的对照细胞没有观察到这种形态学变化。

然后作者测定了长春胺对BEAS-2B和3T3-L1细胞活力的影响，未处理的3T3-L1细胞与长春胺处理的(高达500 μM浓度)细胞没有显著差异。经过48小时的处理后，未处理的BEAS-2B细胞和长春胺处理的BEAS-2B细胞之间没有产生任何显著的形态学变化。这些结果表明长春胺在正常细胞中使用是相对安全的。

然后作者利用DAPI染色来观察长春胺诱导A549细胞核的凝聚。长春胺和阳性对照甲氨蝶呤诱导A549细胞的核碎裂。同时，未处理的A549细胞显示完整的细胞核。随着浓度的增加，A549细胞的荧光强度增加。这些结果提示长春胺可能以剂量依赖的方式诱导恶性肺癌细胞凋亡。

接下来作者利用DCFH-DA来测定长春胺处理的细胞中ROS的产生，长春胺和阳性对照甲氨蝶呤诱导A549细胞的ROS水平增加。相比之下，未处理的对照细胞的荧光很低。同时，与对照组A549细胞相比，500 μM长春胺处理后细胞内ROS水平增加了约39.85%。因此，长春胺诱导A549细胞中ROS的生成是剂量依赖的。

接下来作者使用不同浓度的长春胺作用于A549细胞24 h后，A549细胞中caspase-3的活化增加，然后作者用caspase抑制剂预处理A549细胞，发现长春胺对肺癌细胞的细胞毒活性明显降低。然而，用caspase抑制剂预处理却没有降低对细胞活力的抑制作用。

最后作者研究了长春胺对A549细胞线粒体膜电位的影响。结果显示，长春胺引起线粒体膜电位的下降，甲氨蝶呤处理也会导致较荧光减弱，而未处理的A549细胞显示强烈的荧光。用不同浓度的长春胺处理A549细胞时，荧光随浓度的增加而消失。因此，在长春胺处理的A549细胞中ΔΨm呈现剂量依赖性的减少。