中药黄芩中的活性物质——黄芩素是一种潜在的治疗非小细胞肺癌的药物

来源：生物谷原创 2024-04-10 16:22

本研究表明黄芩素通过下调谷氨酰胺代谢，抑制mTOR通路诱导细胞凋亡。

肺癌的发病率和死亡率，特别是非小细胞肺癌(NSCLC)的发病率和死亡率在世界范围内呈显著上升趋势，占所有病例的85%以上。尽管手术技术、新的化疗方案和放射治疗有了显著的进步，但肺癌患者的预后仍然不可观。NSCLC患者的5年生存率仅为23%，这在很大程度上归因于NSCLC患者在接受现有治疗后较高的复发率与耐药性。因此，迫切需要寻求新的治疗策略与靶点，以有效预防与控制非小细胞肺癌的肆虐。

非小细胞肺癌患者体内呈现出显著的代谢谱变化。与非恶性细胞相比，肺癌细胞对营养可利用性的变化表现出调节性反应，导致合成代谢与分解代谢通路的重新编程，以满足癌细胞快速增殖所需的能量需求。

目前，通过分析肿瘤代谢组可以有效评估治疗效果。非小细胞肺癌的代谢组学特征为非小细胞肺癌细胞的疾病影响和代谢异常提供了有价值的见解，有助于癌症研究的进展。因此，充分利用代谢组学的全局视野，探究药物干预下非小细胞肺癌细胞的代谢变化至关重要。

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.02.023

近日，来自成都中医药大学药学院的研究者们在J Adv Res杂志上发表了题为“Baicalein induces apoptosis by inhibiting the glutamine-mTOR metabolic pathway in lung cancer”的文章。

研究揭示，黄芩素这一源自黄芩的生物活性成分，可通过抑制谷氨酰胺-mTOR代谢通路，诱导肺癌细胞发生程序性死亡（凋亡）。尽管黄芩素已被证实对非小细胞肺癌细胞具有促凋亡作用，但其是否通过调控代谢途径实现这一效应，此前尚无定论。本研究旨在明确黄芩素是否通过调节谷氨酰胺-mTOR代谢通路诱导肺癌细胞凋亡。

黄芩素的结构

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.02.023

研究者采用异种移植模型评估了不同剂量（50、100、200 mg/kg）黄芩素对肺癌的体内抑瘤活性，并在体外实验中考察了黄芩素（对H1299细胞：12.5、25、50 lM；对A549细胞：10、20、40 lM）对肺癌细胞增殖、集落形成及凋亡的影响。代谢组学分析采用高效液相色谱-质谱联用技术，同时运用分子对接方法探究黄芩素与谷氨酰胺转运体及谷氨酰胺酶的结合情况。通过qRT-PCR和Western blot技术验证了谷氨酰胺转运蛋白的过表达，检测了ASCT2、LAT1、GLS1、p-mTOR、mTOR及凋亡相关蛋白的表达水平。

研究结果显示，黄芩苷在体内显著抑制肺癌异种移植瘤的生长，在体外则能抑制肺癌细胞增殖并促进其凋亡。此外，黄芩素显著改变了H1299和A549细胞中的氨基酸代谢物，尤其是谷氨酰胺代谢产物。机制上，黄芩素通过与谷氨酰胺转运体及谷氨酰胺酶相互作用，抑制其活性。同时，黄芩素还能抑制凋亡相关蛋白及谷氨酰胺代谢下游靶点mTOR的表达。尤为重要的是，研究者进一步证实了黄芩素通过调节谷氨酰胺代谢，抑制mTOR信号传导，从而诱导细胞凋亡。简言之，黄芩素通过下调谷氨酰胺代谢，阻断mTOR通路，触发细胞凋亡，这也提示了一种令人鼓舞的治疗肺癌的方法。