除了抗瘧疾,青蒿素還有這些神奇的新作用

來源: 楊別青 2018-11-13 16:08:54 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀: 次 (33716 bytes)

除了抗瘧疾,青蒿素還有這些神奇的新作用

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中國科學家屠呦呦及國外另外兩位科學家因發現抵禦寄生蟲感染的新型療法而獲得2015年諾貝爾生理學或醫學獎,其中屠呦呦因發現青蒿素可以抵禦瘧疾感染而獲得諾貝爾獎。

最近國內外學者陸續發現青蒿素具有殺蟲、免疫抑製等多種藥理作用。最令人振奮的是,我國學者發現,青蒿素還具有出色的抗腫瘤作用。一旦獲得臨床試驗證實,青蒿素這一享譽國內外的抗瘧藥將搖身一變,成為高效低毒的新型植物抗癌藥物。

我國已開發上市的幾種青蒿素衍生物,如蒿甲醚、蒿乙醚、二氫青蒿素和青蒿琥酯等,均有廣譜抗腫瘤效果,其中有些產品對肝癌這一“癌中之王”有顯著抑瘤作用。此外,青蒿素及其衍生物對多種常見腫瘤均有抑製作用,由此,青蒿素及其衍生物很有希望被開發成為新型植物廣譜抗癌藥物,其意義不亞於紫杉醇的開發上市。更重要的是,青蒿素及其衍生物的毒性較小,絕大部分病人對其耐受性良好。國外所做的動物實驗結果證明,在注射了青蒿琥酯後,實驗動物的肝腫瘤體積很快縮小。

除此治療瘧疾之外,研究人員還發現青蒿素及其衍生物還能夠抵抗肺結核;讓胰島α細胞產生胰島從而或可治療糖尿病;治療外傷;或可治療係統性紅斑狼瘡等。

1.新研究發現青蒿素能夠對抗肺結核

doi:10.1038/nchembio.2259

由中國科學家發現並用於治療瘧疾的一種古老的草藥青蒿素,現在被發現能夠幫助肺結核的治療,並減緩結核菌耐藥性的進化。

由美國密歇根州立大學微生物學家和結核病專家Robert Abramovitch領導的一項研究發現,青蒿素能夠抑製結核分枝杆菌處於休眠的能力,而休眠階段通常會導致抗生素失效。該研究發表在19日的《Nature Chemical Biology》上。

結核分枝杆菌需要氧氣才能在機體內存活。免疫係統通過斷絕結核杆菌的氧氣來控製感染。Abramovitch發現,青蒿素攻擊的分子是血紅素,這種分子存在於結核分枝杆菌的氧傳感器中。通過擾亂這種傳感器並且將其關閉,青蒿素抑製了這種細菌感知氧氣含量的能力。

當結核分枝杆菌缺少氧氣時,細菌就會進入休眠狀態,從而保護細菌不受低氧環境的壓力。如果結核分枝杆菌無法感知到低氧狀態,細菌就無法進入休眠狀態,進而死於缺氧環境。

在篩選了54萬種不同的化合物之後,Abramovitch還發現了其他5種可能的化學抑製劑,它們以不同的方式將結核分枝杆菌氧傳感器作為靶標,也能夠用於肺結核的有效治療。

2.糖尿病研究重大突破!青蒿素和GABA都可讓α細胞產生胰島素

doi:10.1016/j.cell.2016.11.010; doi:10.1016/j.cell.2016.11.002

一種簡單而又優雅的策略有望治療1型糖尿病:在病人體內,利用新產生的分泌胰島素的細胞替換受到破壞的β細胞。多年來,為了誘導這種轉化,全世界的科學家們已利用幹細胞或成體細胞嚐試過多種方法。他們的努力已導致人們對參與β細胞發育的分子機製有了基本了解,然而能夠成功實現這一點的化合物是缺乏的。

奧地利科學院CeMM分子醫學研究中心小組領導者Stefan Kubicek及其團隊最終取得領先:在他們最新的發表在Cell期刊上的一項研究(doi:10.1016/j.cell.2016.11.010)中,他們證實青蒿素可促進這種轉化。利用一種經過特殊設計的全自動化測試方法,他們測試了一個代表性的藥物文庫對體外培養的α細胞的影響,結果發現這種抗瘧疾藥物能夠達到要求。

在胰腺的胰島中,α細胞和β細胞與至少三種其他的高度特化的細胞類型一起形成,其中胰島是體內調節血糖的控製中心。作為β細胞產生的激素,胰島素指示降低血糖,而α細胞產生的胰高血糖素具有相反的影響。但是這些細胞是靈活的:之前的研究已表明在發生極大的β細胞損失後,α細胞能夠補充產生胰島素的細胞。表觀遺傳主調節因子Arx被鑒定為在這種轉化過程中發揮著關鍵性作用的分子。

Stefan Kubicek說,“Arx調節著很多在α細胞的功能性中發揮著至關重要作用的基因。我們的合作者Patrick Collombat團隊之前的研究已證實對Arx進行基因敲除會導致α細胞轉化為β細胞。”然而,這種效應僅在活的模式生物中觀察到---完全不清楚的是,來自周圍的細胞或者甚至遠處的器官的額外因子是否也發揮作用。為了排除這些因子,Kubicek團隊與來自諾和諾德公司的Jacob HecksherSorensen 團隊合作設計特殊的α細胞係和β細胞係以便在與它們的環境相隔離的情形下分析它們。他們證實Arx缺失足以改變α細胞身份,而並不依賴於體內的影響。

利用這些細胞係,研究人員如今能夠測試他們的化合物文庫,結果發現青蒿素發揮著與Arx缺失相同的效果。通過與Christoph Bock、Giulio Superti-Furga和Tibor Harkany等人密切合作,他們揭示出青蒿素重塑α細胞的分子作用機製:這種化合物結合到一種被稱作橋尾蛋白(gephyrin)的蛋白上,其中橋尾蛋白會激活GABA受體。隨後,一係列生化反應變化導致胰島素產生。Patrick Collombat的另一項發表在同期Cell期刊上的研究(doi:10.1016/j.cell.2016.11.002)證實在模式小鼠體內,注射GABA也導致α細胞轉化為β細胞,這提示著這兩種物質靶向相同的機製。

3.肖友利小組揭示青蒿素抑製癌細胞生長分子機製

doi:10.1021/acschembio.5b01043

中科院上海生命科學研究院植物生理生態研究所肖友利研究組揭示了青蒿素獨特的過氧橋鍵結構被亞鐵血紅素激活並共價修飾相關蛋白的分子機製。相關研究成果在線發表於《美國化學會化學生物學雜誌》。

在肖友利的指導下,該研究組的周怡青和李偉超等通過設計合成的以青蒿素為骨架的小分子探針,利用化學蛋白質組學策略,借助於青蒿素小分子探針對其作用靶點蛋白的識別和共價結合修飾的生物活性,在癌細胞蛋白質組中成功“釣”取並鑒定了79個可與青蒿素共價結合的蛋白。

進一步研究發現,亞鐵血紅素在青蒿素過氧橋鍵激活和共價修飾蛋白的過程中發揮了重要作用,提出了分別依賴於青蒿素和亞鐵血紅素兩個化合物結合修飾蛋白的兩種分子抑製機製的結論。相比正常人體組織,癌細胞的生長需要更多更快的鐵元素攝入,青蒿素針對癌細胞的這一屬性共價結合多個靶標蛋白,擾亂癌細胞的多個正常生理途徑,從而抑製癌細胞的生長和增殖。

4.英最新研究顯示青蒿素類藥物也可治療外傷

英國研究人員報告說,青蒿素類藥物青蒿琥酯能有效緩解嚴重外傷引起的器官衰竭,這種廉價的抗瘧疾藥物有望用於挽救重傷患者的生命。

嚴重外傷容易出現失血性休克,即大量失血致使心髒無法有效向身體各部位供血,最終導致多器官衰竭。40%的外傷死亡病例都與失血性休克有關。

英國瑪麗女王大學研究人員嚐試利用青蒿琥酯治療大量失血的實驗鼠。結果顯示,這種藥物保護了實驗鼠的器官,並大大降低了器官衰竭的發生概率。研究人員認為,青蒿琥酯具有這種療傷效果,主要是因為它能降低身體對外傷和大量失血的過度炎症應答反應,並能激活細胞存活通道。

此外,青蒿琥酯安全性高、成本低廉,並能溶於水,這讓醫護人員可以在直升機、救護車上為受嚴重外傷患者注射青蒿琥酯,及時緩解傷情,從而挽救生命。

參與研究的克裏斯·蒂默曼說,目前還沒有專門療法針對外傷導致的器官衰竭,而青蒿琥酯是一個不錯的選擇,他們計劃在短期內展開臨床試驗。

5.PLoS ONE:營養所研究人員在青蒿素類化合物抗腫瘤機製研究方麵取得新進展

doi:10.1371/journal.pone.0042703

隨著我國科學家憑借對青蒿素類藥物的研究獲得2011年國際拉斯科臨床醫學大獎,青蒿素及其衍生物再度成為舉世矚目的明星分子,其中雙氫青蒿素(DHA)是青蒿素的主要代謝產物和活性最強的一種衍生物。

近年來,王慧研究組對青蒿素類化合物的抗腫瘤功能及機製開展了多項研究,已發現青蒿素及其衍生物對卵巢癌、肝癌的抗癌效果並探討了其作用機製。

本研究中,該組巴乾等研究人員發現,DHA能造成腫瘤細胞鐵元素的缺乏、降低鐵元素的吸收、幹擾細胞內鐵元素既有的平衡狀態,且這種改變與氧化損傷無關。進一步研究發現,DHA可以降低細胞膜上的轉鐵蛋白受體1(TfR1)水平,通過脂筏介導的內吞作用對其進行調控,減弱了細胞對鐵的吸收從而殺傷腫瘤細胞。該研究結果將為青蒿素類以及鐵元素靶向類抗腫瘤藥物的開發提供理論基礎。

6.PLoS ONE:雙氫青蒿素誘導肝癌細胞凋亡

doi:10.1371/journal.pone.0039870

雙氫青蒿素(dihydroartemisinin,DHA)是青蒿素藥物在體內的主要代謝物,與青蒿素比較,DHA具有水溶性更好,抗瘧效力更強的特點。近年來研究表明,雙氫青蒿素(DHA)對肝癌具有抗腫瘤活性。

近日PLoS One雜誌刊登的一項項研究中,科學家證明,組蛋白去乙酰酶抑製劑(HDACi)通過增加體外和體內腫瘤細胞的凋亡顯著增強DHA的抗腫瘤作用。DHA誘導細胞凋亡歸因於抑製ERK磷酸化,聯用ERK磷酸化抑製劑PD98059能增加DHA誘導凋亡功效。

僅與DHA單用相比, DHA與HDACI綜合治療能降低線粒體膜電位,釋放細胞色素c到細胞質中,增加了P53和Bak表達,減少Mcl-1和p-ERK表達,同時caspase3和PARP的活化也增加,這些效應一致誘導腫瘤細胞凋亡。

此外,研究發現HDACI預處理腫瘤細胞有利於DHA誘導細胞凋亡。HepG2細胞裸鼠模型中,腹腔注射DHA和SAHA能顯著抑製腫瘤的生長。TUNEL和H&E染色結果表明聯合治療抑製細胞生長的原因是能誘導腫瘤細胞凋亡。免疫組化數據顯示PARP活化,Ki-67、p-ERK和Mcl-1表達下降。

7.PLoS ONE:左建平等青蒿素衍生物治療係統性紅斑狼瘡研究再獲進展

doi:10.1371/journal.pone.0032424

係統性紅斑狼瘡 (systemic lupus erythematosus, SLE)是自身免疫介導的、多係統累及的致死性自身免疫病。多年來,由於受病理機製複雜、治療靶點缺乏、相關疾病動物模型周期過長等因素的製約,SLE治療藥物的研究進展緩慢。

中科院上海藥物研究所左建平研究員課題組多年來致力於SLE治療藥物的研究,並取得了一定的研究成果。水溶性青蒿素衍生物SM934作為治療SLE候選新藥,在狼瘡疾病動物模型(MRL/lpr品係雌性小鼠)實驗中獲得的研究結果曾在Arthritis & Rheumatism上發表,闡述了SM934的療效作用及機製。

作為係列研究工作,課題組侯立飛博士和何世君等人最近證明了SM934在另一經典的自發性SLE疾病動物模型(NZB × NZW F1品係雌性小鼠)的實驗治療中,具有良好的療效及新穎的免疫調節機製。研究結果顯示,SM934的口服給藥能顯著改善NZB × NZW F1小鼠SLE相關症狀和疾病進程,降低致死性狼瘡腎炎的發生率,顯著延長小鼠生存周期。

進一步的機製研究表明,SM934能誘導活化的病理性T細胞進入凋亡,增加調節性T細胞的比例,並能促進固有免疫細胞分泌免疫抑製性細胞因子IL-10。最新研究表明,IL-10在SLE疾病進程中依然是一個具有免疫抑製作用的調節性細胞因子,但其抑製作用將依賴於應答細胞的反應性。如果能運用藥物幹預等手段選擇性地清除活化的致病性T細胞,促進T細胞的更新,將會使得IL-10的免疫抑製作用得到體現與增強,從而使免疫係統恢複穩態。

8.Arthritis Rheum:新型水溶性青蒿素類衍生物治療係統性紅斑狼瘡機製的新進展

doi:10.1002/art.30392

青蒿素是從中藥青蒿(Artemisia annua L)中提取出的抗瘧有效成分,近年來的研究發現,青蒿素類藥物,不僅在抗瘧方麵有著出色的表現,同時也被報道具有一定的免疫抑製活性。

由上海藥物研究所左建平研究員課題組領銜的研究工作,通過體外免疫抑製活性篩選,發現了低毒高效的新型水溶性青蒿素類衍生物SM934。對於原代淋巴細胞培養體係,SM934能夠顯著抑製TCR信號介導的CD4+ T細胞多克隆活化及分泌IFN-γ、IL-17細胞因子水平,並抑製na?ve CD4+ T細胞向致病性Th1 及Th17型細胞分化,而不影響其向調節性Treg細胞的分化。在整體動物實驗中,SM934口服治療係統性紅斑狼瘡實驗動物模型MRL/lpr小鼠獲得了良好的治療效果,顯著改善疾病動物蛋白尿發生情況及腎髒損傷程度,同時有效提高生存率。血清生化、抗體及細胞因子檢測表明,SM934長期給藥可降低血清尿素氮水平、血清抗ds-DNA抗體水平,與疾病進程正相關的血清細胞因子IFN-γ和IL-17在SM934治療後顯著降低。作用機製研究表明,SM934長期給藥,可提高疾病動物體內調節性T細胞比例,抑製輔助性T細胞向Th1及Th17型細胞分化,並對淋巴細胞中控製細胞存活、擴增、分化及細胞因子分泌的關鍵信號蛋白STAT1、STAT3、STAT5的磷酸化有顯著抑製作用。

該研究成果拓寬了青蒿素類藥物臨床應用範圍,為其用於自身免疫性疾病係統性紅斑狼瘡的治療提供了有力支持,與此同時,該研究闡明了在係統性紅斑狼瘡疾病的發生發展過程中,IFN-γ及IL-17作為關鍵的致病因素共同推動病程進展,對尋找和明確係統性紅斑狼瘡的藥物治療靶點產生積極意義。

9.青蒿素研究為新型抗癌藥物研發提供重要依據

doi:10.1111/j.1582-4934.2008.00360.x

近日,國際學術期刊Journal of Cellular and Molecular Medicine發表了中科院營養所關於青蒿素及其衍生物抗癌研究的最新發現文章。

在王慧研究員的指導下,博士生陳濤通過腫瘤細胞係和動物模型,係統研究了青蒿素及其主要衍生物對卵巢癌的潛在抗癌活性以及構效關係,並探討了相關分子機製。研究表明,雙氫青蒿素(Dihydroartemisinin)在該類化合物中活性較強,能有效的抑製卵巢癌的生長,其抗癌機製是通過“死亡受體以及線粒體介導的-Caspases依賴性”凋亡信號途徑來實現的;同時雙氫青蒿素可以作為化療藥物增敏劑,明顯提高卵巢癌一線化療藥卡鉑(Carboplatin)的療效。該研究為青蒿素類化合物作為新型抗癌(輔助)藥物用於臨床研究提供了重要的實驗依據。

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孟令偉:屠呦呦獲諾貝爾獎及其爭議焦點之我見 -楊別青- 給 楊別青 發送悄悄話 楊別青 的博客首頁 (18856 bytes) () 11/13/2018 postreply 16:10:59

周 程:屠呦呦與青蒿高抗瘧功效的發現 -楊別青- 給 楊別青 發送悄悄話 楊別青 的博客首頁 (195973 bytes) () 11/13/2018 postreply 16:41:24

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