CN107998119A - 蛇孢菌素用于制备Gli基因抑制剂和防治肝癌药物的生物医药用途 - Google Patents

蛇孢菌素用于制备Gli基因抑制剂和防治肝癌药物的生物医药用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了蛇孢菌素用于制备Gli基因抑制剂和防治肝癌药物的生物医药用途。本发明发现，蛇孢菌素A、C和6‑表蛇孢菌素N可以通过抑制Gli1、Gli2基因表达显著抑制肝癌细胞的增殖，且抑制作用呈现明显的剂量依赖性，蛇孢菌素A、C和6‑表蛇孢菌素N为Gli1、Gli2基因的有效抑制剂，可以用于制备防治肝癌的药物。本领域技术人员知道，抑制Gli1、Gli2基因表达是一种较为成熟的抗癌分子通路，蛇孢菌素A、C和6‑表蛇孢菌素N正是通过这种通路发挥抗肝癌作用。现有技术未公开过本发明的研究成果。

Description

蛇孢菌素用于制备Gli基因抑制剂和防治肝癌药物的生物医 药用途
技术领域
本发明属于生物医药领域，涉及已知化合物的新用途，具体涉及蛇孢菌素用于制备Gli基因抑制剂和防治肝癌药物的生物医药用途。
背景技术
蛇孢菌素A、蛇孢菌素C和6-表蛇孢菌素N是三种蛇孢菌素类化合物，具有多种药理活性。目前，有国外研发机构正在对这几种蛇孢菌素进行开发，具体适应症尚处于保密状态。
蛇孢菌素A、蛇孢菌素C和6-表蛇孢菌素N化学结构如下：
这三种蛇孢菌素最先从天然界中发现，但已经可以通过化学合成方法大量生产(参考文献：ZG Brill,HK Grover,TJ Maimone；Enantioselective synthesis of anophiobolin sesterterpene via aprogrammed radical cascade,Science,2016,352:1078)。
发明人在筛选治疗肝癌的化合物时发现，蛇孢菌素A、蛇孢菌素C和6-表蛇孢菌素N具有抗肝癌的活性，明确了其分子机制。
发明内容
本发明的第一目的在于提供三种蛇孢菌素用于制备Gli1、Gli2基因抑制剂的用途；
本发明的第二目的在于提供三种蛇孢菌素用于制备防治肝癌药物的用途；
本发明的第三目的在于提供三种蛇孢菌素及其组合物的药物制剂。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N用作Gli1基因表达抑制剂的生物医药用途。
蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N用作Gli2基因表达抑制剂的生物医药用途。
蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N用作制备防治肝癌的药物的生物医药用途。
一种药物制剂，包括活性成分蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N或其药用盐，还包括药学上可以接受的载体或赋形剂，制成药学上可以接受的剂型。
优选地，所述药学上可以接受的载体或赋形剂包括一种或多种固体、半固体或液体辅料。
优选地，所述药学上可以接受的剂型包括片剂、胶囊剂、颗粒剂、注射剂、丸剂、糖浆剂、散剂、膏剂等。
本发明的优点：
本发明发现，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N可以通过抑制Gli1、Gli2基因表达显著抑制肝癌细胞的增殖，且抑制作用呈现明显的剂量依赖性，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N为Gli1、Gli2基因的有效抑制剂，可以用于制备防治肝癌的药物。本领域技术人员知道，抑制Gli1、Gli2基因表达是一种较为成熟的抗癌分子通路，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N正是通过这种通路发挥抗肝癌作用。
附图说明
图1为蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量对HepG2细胞的增殖抑制率；
图2为各给药组HepG2细胞中Gli1 mRNA、Gli2 mRNA的相对表达量；
图3为各给药组HepG2细胞中Gli1蛋白、Gli2蛋白的相对表达量；
图4为蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N对SMMC-7721细胞的增殖抑制率；
图5为各给药组SMMC-7721细胞中Gli1 mRNA、Gli2 mRNA的相对表达量；
图6为各给药组SMMC-7721细胞中Gli1蛋白、Gli2蛋白的相对表达量；
图7为蛇孢菌素A组、蛇孢菌素C组、6-表蛇孢菌素N组肿瘤体内抑制率。
具体实施方式
下面结合附图和实施例具体介绍本发明实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。
实施例1：蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N对人肝癌HepG2细胞增殖的影响
一、实验材料
人肝癌HepG2细胞株购自上海吉凯基因技术有限公司；
DMEM培养基、胎牛血清和PBS购自Gibco公司；TRIzol购自Invitrogen公司；逆转录试剂盒购自美国Fermentas公司，荧光定量PCR试剂盒购自TaKaRa宝生物工程(大连)有限公司；细胞裂解液、SDS-PAGE蛋白上样缓冲液(5×)、BCA蛋白浓度测试试剂盒、20×TPBS缓冲液等购自江苏碧云天生物技术研究所，PVDF膜购自美国Millipore公司；CCK-8试剂盒购自日本同仁化学研究所；Gli1、Gli2和GAPDH引物由上海生工生物工程公司合成；
兔抗人Gli1单克隆抗体、兔抗人Gli2单克隆抗体购自美国Santa CruzBiotechnology，鼠抗人GAPDH单克隆抗体购自北京中杉金桥生物技术有限公司；
蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N自制，纯度不低于95％。
二、实验方法
1、人肝癌HepG2细胞培养
人肝癌细胞株HepG2在37℃、5％CO2、饱和湿度条件下，置于含10％胎牛血清、100U/mL青霉素和100U/mL链霉素的DMEM培养基中传代培养，每2d传代1次，取对数生长期细胞。
2、实验分组
蛇孢菌素A低、中、高剂量给药组(10、20、40μM)；
蛇孢菌素C低、中、高剂量给药组(10、20、40μM)；
6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组(10、20、40μM)；
对照组：未经任何药物处理的HepG2细胞。
3、CCK-8法测定细胞增殖抑制率
参照试剂盒说明书，将对数生长期的HepG2细胞用胰蛋白酶消化，离心，用含10％胎牛血清的DMEM培养基配成细胞悬液，接种至96孔板使细胞密度为5×104/mL，在饱和湿度、37℃、5％CO2的条件下培养24h使细胞贴壁。按上述分组所需终质量浓度加药，对照组仅加pH7.4的PBS，每个质量浓度设置3个复孔，CCK-8于处理后48h加入，每孔10μL，相同条件下继续培养2h，用酶标仪在450nm波长下测定各孔的吸光度值，按下式计算抑制率。抑制率＝(1-给药组吸光度值/对照组吸光度值)×100％。
4、实时荧光定量PCR检测Gli1 mRNA、Gli2 mRNA表达水平
应用Primer 5.0软件设计引物，Gli1基因上游引物：5'-TCCAGCTAGAGTCCAGAGGT-3'，下游引物：5'-TGGCTTGACTTGCACTTGTC-3'；Gli2基因上游引物：5'-TGGCCGCTTCAGATGACAGATGTTG-3'，下游引物：5'-CGTTAGCCGAATGTCAGCCGTGAAG-3'；内参GAPDH上游引物：5'-AAGAAGGTGGTGAAGCAGGC-3'，下游引物：5'-ACCACCCTGTTGCTGTAG CC-3'。引物由上海生工生物工程公司合成。
将处于对数生长期的HepG2细胞制成单细胞悬液，计数，种于6孔板，每孔细胞数约为1×106个；待细胞贴壁后，培养至80％融合后，换无血清培养基同步化；之后在6孔板中加入不同浓度的蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N，放入培养箱中培养24h(对照组不加药)；弃去培养基，用PBS洗涤2次。TRIzol法分别提取各组细胞总RNA，并逆转录为cDNA。设置反应条件为：95℃预变性30s；95℃变性5s，60℃退火30s，共40个循环。同时扩增各个样本的目的基因和内参基因。每组细胞设计3个重复孔。采用2-△△Ct分析法，通过GAPDH基因水平校正。Ct值为每个反应管内的荧光信号到达设定的域值时所经历的循环，按公式△CT＝CT平均值(目的基因)-CT平均值(内参基因)分别计算给药组和对照组的△CT，再按公式△△CT＝△CT给药组-△CT对照组，计算2-△△Ct，2-△△Ct即为即为各给药组HepG2细胞中Gli1 mRNA、Gli2 mRNA的相对表达量。
5、Western blot实验检测Gli1蛋白、Gli2蛋白表达水平
将处于对数生长期的HepG2细胞制成单细胞悬液，计数，种于6孔板，每孔细胞数约为1×106个；待细胞贴壁后，培养至80％融合后，换无血清培养基同步化；之后在6孔板中加入不同浓度的蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N，放入培养箱中培养24h(对照组不加药)；弃去培养基，用PBS洗涤2次；加入细胞裂解液，用细胞刮轻轻刮下贴壁细胞，吸至EP管中，4℃、15000rpm离心15min，吸取上清得到细胞总蛋白，BCA法进行蛋白定量；以总蛋白量每孔20μg上样进行SDS PAGE电泳，转膜；用TPBS配制5％脱脂奶粉，封闭PVDF膜，放置于37℃摇床中2h；将PVDF膜加入按1:1000稀释的GAPDH、Gli1、Gli2抗体中，4℃摇床孵育过夜；加入按适当比例稀释后的二抗，37℃孵育2h；将ECL显影液均匀涂布于膜上条带相应位置，于化学发光成像分析仪中曝光；采用Image J图像分析软件进行结果分析，测得条带的灰度值，计算各组的目的条带和内参的比值，比较各组间Gli1蛋白、Gli2蛋白差异。
6、统计学分析
采用SPSS 19.0软件对所得数据进行统计处理，数据以均值±偏差表示，计量资料的组间差异比较采用One-Way ANOVA。
三、实验结果
1、蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N对HepG2细胞增殖的影响
与对照组相比，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组的HepG2细胞增殖明显被抑制，吸光度值显著降低(P＜0.05)。表1和图1为蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量对HepG2细胞的增殖抑制率，可见抑制作用呈现明显的浓度依赖性。
表1蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量对HepG2细胞的增殖抑制率
2、蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N对HepG2细胞中Gli1 mRNA、Gli2 mRNA表达水平的影响
与对照组相比，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组的HepG2细胞中Gli1 mRNA、Gli2 mRNA表达明显被抑制，目的基因相对内参基因的表达量显著降低(P＜0.05)。表2和图2为蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组HepG2细胞中Gli1mRNA、Gli2 mRNA的相对表达量，可见抑制作用呈现浓度依赖性。
表2各给药组HepG2细胞中Gli1 mRNA、Gli2 mRNA的相对表达量
3、蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N对HepG2细胞Gli1蛋白、Gli2蛋白表达水平影响
与对照组相比，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组的HepG2细胞中Gli1蛋白、Gli2蛋白表达明显被抑制。表3和图3为蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组HepG2细胞中Gli1蛋白、Gli2蛋白的相对表达水平，可以看见抑制作用呈现明显的浓度依赖性。
表3各给药组HepG2细胞中Gli1蛋白、Gli2蛋白的相对表达量
上述实施例的实验结果表明，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N可以通过抑制Gli1、Gli2基因表达显著抑制HepG2细胞的增殖，且抑制作用呈现明显的剂量依赖性，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N为Gli1、Gli2基因的有效抑制剂，可以用于制备防治肝癌的药物。
实施例2：蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N对人肝癌SMMC-7721系细胞增殖的影响
一、实验材料
人肝癌SMMC-7721细胞株购自上海吉凯基因技术有限公司；
DMEM培养基、胎牛血清和PBS购自Gibco公司；TRIzol购自Invitrogen公司；逆转录试剂盒购自美国Fermentas公司，荧光定量PCR试剂盒购自TaKaRa宝生物工程(大连)有限公司；细胞裂解液、SDS-PAGE蛋白上样缓冲液(5×)、BCA蛋白浓度测试试剂盒、20×TPBS缓冲液等购自江苏碧云天生物技术研究所，PVDF膜购自美国Millipore公司；CCK-8试剂盒购自日本同仁化学研究所；Gli1、Gli2和GAPDH引物由上海生工生物工程公司合成；
兔抗人Gli1单克隆抗体、兔抗人Gli2单克隆抗体购自美国Santa CruzBiotechnology，鼠抗人GAPDH单克隆抗体购自北京中杉金桥生物技术有限公司；
蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N自制，纯度不低于95％。
二、实验方法
1、人肝癌SMMC-7721细胞培养
人肝癌细胞株SMMC-7721在37℃、5％CO2条件下，置于含10％胎牛血清、100U/mL青霉素和100U/mL链霉素的DMEM培养基中传代培养，每2d传代1次，取对数生长期细胞。
2、实验分组
蛇孢菌素A低、中、高剂量给药组(10、20、40μM)；
蛇孢菌素C低、中、高剂量给药组(10、20、40μM)；
6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组(10、20、40μM)；
对照组：未经任何药物处理的SMMC-7721细胞。
3、CCK-8法测定细胞增殖抑制率
参照试剂盒说明书，将对数生长期的SMMC-7721细胞用胰蛋白酶消化，离心，用含10％胎牛血清的DMEM培养基配成细胞悬液，接种至96孔板使细胞密度为5×104/mL，在饱和湿度、37℃、5％CO2的条件下培养24h使细胞贴壁。按上述分组所需终质量浓度加药，对照组仅加pH7.4的PBS，每个质量浓度设置3个复孔，CCK-8于处理后48h加入，每孔10μL，相同条件下继续培养2h，用酶标仪在450nm波长下测定各孔的吸光度值，按下式计算抑制率。抑制率＝(1-给药组吸光度值/对照组吸光度值)×100％。
4、实时荧光定量PCR检测Gli1 mRNA、Gli2 mRNA表达水平
应用Primer 5.0软件设计引物，Gli1基因上游引物：5'-TCCAGCTAGAGTCCAGAGGT-3'，下游引物：5'-TGGCTTGACTTGCACTTGTC-3'；Gli2基因上游引物：5'-TGGCCGCTTCAGATGACAGATGTTG-3'，下游引物：5'-CGTTAGCCGAATGTCAGCCGTGAAG-3'；内参GAPDH上游引物：5'-AAGAAGGTGGTGAAGCAGGC-3'，下游引物：5'-ACCACCCTGTTGCTGTAGCC-3'。引物由上海生工生物工程公司合成。
将处于对数生长期的SMMC-7721细胞制成单细胞悬液，计数，种于6孔板，每孔细胞数约为1×106个；待细胞贴壁后，培养至80％融合后，换无血清培养基同步化；之后在6孔板中加入不同浓度的蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N，放入培养箱中培养24h(对照组不加药)；弃去培养基，用PBS洗涤2次。TRIzol法分别提取各组细胞总RNA，并逆转录为cDNA。设置反应条件为：95℃预变性30s；95℃变性5s，60℃退火30s，共40个循环。同时扩增各个样本的目的基因和内参基因。每组细胞设计3个重复孔。采用2-△Ct分析法，通过GAPDH基因水平校正。Ct值为每个反应管内的荧光信号到达设定的域值时所经历的循环按公式△CT＝CT平均值(目的基因)-CT平均值(内参基因)分别计算给药组和对照组的△CT，即为各组Gli1 mRNA、Gli2mRNA相对内参基因的相对表达量。
5、Western blot实验检测Gli1蛋白、Gli2蛋白表达水平
将处于对数生长期的SMMC-7721细胞制成单细胞悬液，计数，种于6孔板，每孔细胞数约为1×106个；待细胞贴壁后，培养至80％融合后，换无血清培养基同步化；之后在6孔板中加入不同浓度的蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N，放入培养箱中培养24h(对照组不加药)；弃去培养基，用PBS洗涤2次；加入细胞裂解液，用细胞刮轻轻刮下贴壁细胞，吸至EP管中，4℃、15000rpm离心15min，吸取上清得到细胞总蛋白，BCA法进行蛋白定量；以总蛋白量每孔20μg上样进行SDS PAGE电泳，转膜；用TPBS配制5％脱脂奶粉，封闭PVDF膜，放置于37℃摇床中2h；将PVDF膜加入按1:1000稀释的GAPDH、Gli1、Gli2抗体中，4℃摇床孵育过夜；加入按适当比例稀释后的二抗，37℃孵育2h；将ECL显影液均匀涂布于膜上条带相应位置，于化学发光成像分析仪中曝光；用Image J图像分析软件进行结果分析，测得条带灰度值，计算各组目的条带和内参比值，比较各组Gli1蛋白、Gli2蛋白差异。
6、统计学分析
采用SPSS 19.0软件对所得数据进行统计处理，数据以均值±偏差表示，计量资料的组间差异比较采用One-Way ANOVA。
三、实验结果
1、蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N对SMMC-7721细胞增殖的影响
与对照组相比，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组的SMMC-7721细胞增殖明显被抑制，吸光度值显著降低(P＜0.05)。表4和图4为蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量对SMMC-7721细胞的增殖抑制率，可以看见抑制作用呈现明显的浓度依赖性。
表4蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量对SMMC-7721细胞增殖抑制率
2、蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N对SMMC-7721细胞中Gli1 mRNA、Gli2 mRNA表达水平影响
与对照组相比，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组的SMMC-7721细胞中Gli1 mRNA、Gli2 mRNA表达明显被抑制，目的基因相对内参基因的表达量显著降低(P＜0.05)。表5和图5为蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组SMMC-7721细胞中Gli1 mRNA、Gli2 mRNA的相对表达量，可以看见抑制作用呈现明显的浓度依赖性。
表5各给药组SMMC-7721细胞中Gli1 mRNA、Gli2 mRNA的相对表达量
3、蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N对SMMC-7721细胞Gli1、Gli2蛋白表达水平影响
与对照组相比，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组的SMMC-7721细胞中Gli1蛋白、Gli2蛋白表达明显被抑制。表6和图6为蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N低、中、高剂量给药组SMMC-7721细胞中Gli1蛋白、Gli2蛋白的相对表达水平。
表6各给药组SMMC-7721细胞中Gli1蛋白、Gli2蛋白的相对表达量
上述实施例的实验结果表明，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N可以通过抑制Gli1、Gli2基因表达显著抑制SMMC-7721细胞的增殖，且抑制作用呈现明显的剂量依赖性，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N为Gli1、Gli2基因的有效抑制剂，可以用于制备防治肝癌的药物。
实施例3：蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N对裸鼠肝癌移植瘤生长的影响
将生长状态良好对数生长期HepG2细胞，胰酶消化、离心和台盼蓝计数后，用生理盐水制成1×107个/mL的细胞悬液，分别接种于裸鼠右腋下0.5cm处，每只裸鼠接种0.1mL细胞悬液。裸鼠移植瘤用游标卡尺测量移植瘤直径，待肿瘤生长至约100mm3时将裸鼠随机分为蛇孢菌素A组、蛇孢菌素C组、6-表蛇孢菌素N组和对照组，每组10只。同时，各组裸鼠开始给药，蛇孢菌素A组、蛇孢菌素C组、6-表蛇孢菌素N组给药方案为：灌胃给药，25mg/kg/d，每天1次，对照组给予等体积溶媒0.5％CMC-Na。给药三周。最后一次给药6h后，处死裸鼠，剥取瘤块称重。根据给药组和对照组瘤块均重计算给药组肿瘤抑制率(如表7和图7)。
表7蛇孢菌素A组、蛇孢菌素C组、6-表蛇孢菌素N组肿瘤抑制率
蛇孢菌素A组 蛇孢菌素C组 6-表蛇孢菌素N组
体内肿瘤抑制率(％) 55.9±7.2 58.2±5.7 63.1±7.5
上述实施例实验结果表明，蛇孢菌素A、C和6-表蛇孢菌素N具有体内抑制肝癌的作用。
上述实施例的作用在于具体介绍本发明的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本发明的保护范围局限于该具体实施例。

Claims (6)

1.蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N用作Gli1基因表达抑制剂的生物医药用途。
2.蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N用作Gli2基因表达抑制剂的生物医药用途。
3.蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N用作制备防治肝癌的药物的生物医药用途。
4.一种药物制剂，其特征在于：包括活性成分蛇孢菌素A、C或6-表蛇孢菌素N或其药用盐，还包括药学上可以接受的载体或赋形剂，制成药学上可以接受的剂型。
5.根据权利要求4所述的药物制剂，其特征在于：所述药学上可以接受的载体或赋形剂包括一种或多种固体、半固体或液体辅料。
6.根据权利要求4所述的药物制剂，其特征在于：所述药学上可以接受的剂型包括片剂、胶囊剂、颗粒剂、注射剂、丸剂、糖浆剂、散剂、膏剂等。
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