葡萄籽原花青素與水飛薊素聯合用於抗肺癌

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1月23日讀畢需時 10 分鐘

葡萄籽原花青素萃取物與水飛薊素萃取物聯合用於抗肺癌

— MiR-663a 和 FHIT 的作用

美國新墨西哥州退伍軍人管理局醫療保健系統、新墨西哥大學肺部、重症監護和睡眠科
美國加州大學聖地牙哥分校退伍軍人管理局聖地牙哥醫療系統肺部與重症監護科
美國加州大學洛杉磯分校大衛格芬醫學院人類營養中心
美國新墨西哥州退伍軍人管理局醫療保健系統、新墨西哥大學病理學與臨床實驗室服務部
新墨西哥生物醫學研究所、新墨西哥退伍軍人管理局醫療保健系統、新墨西哥大學、美國

【目標】

葡萄籽原花青素萃取物（GSE）和水飛薊素萃取物（MTE）含有結構不同的多酚，每種藥物都被證明對肺癌具有抗腫瘤作用。我們假設 GSE 和 MTE 的組合將增強其對抗肺癌的抗癌作用。

【材料和方法】

在肺腫瘤細胞系中評估了 GSE、MTE 及其組合的抗增殖作用。進行了劑量範圍探索(DRF) 研究以確定安全性、生物利用度和生物活性，隨後對雌性裸鼠進行了人類肺癌異種移植功效研究，每天給裸鼠灌胃一次leucoselect 植物複合物(LP)、標準化GSE 和/或siliphos，標準化的 MTE。也評估了腫瘤抑制因子 miR-663a 及其預測標靶 FHIT 在介導 GSE/MTE 的附加抗增殖作用中的作用。

【主要發現】

GSE 與 MTE 共同抑制了肺癌前細胞和癌細胞的增殖。小鼠耐受了 DRF 研究中的所有給藥方案，沒有出現臨床毒性跡象，肺部、肝臟和腎臟也沒有組織學異常。八週的 LP 和 siliphos 共同抑制了肺腫瘤異種移植的生長。血漿 GSE/代謝物和 MTE/代謝物表明，組合不會降低每種藥物的全身性生物利用度。 GSE 和 MTE 共同上調肺癌細胞系中的 miR-663a 和 FHIT；反義 miR-663a 的轉染顯著消除了 GSE/MTE 的抗增殖作用、FHIT mRNA 和蛋白質的上調。 LP 和 siliphos 也會增加肺腫瘤異種移植的 miR-663a 和 FHIT 蛋白。

【意義】我們的研究結果支持將 GSE 和 MTE 聯合用於治療肺癌的臨床應用。

【圖解摘要】

【介紹】

數千年來，人們一直使用藥用和食用植物來治療疾病、促進健康和福祉。近年來，生命科學和現代醫學的進步促使人們探索和研究特定植物天然產物的生物活性和作用機制，以預防和治療各種疾病。例如，使用小鼠模型進行的臨床前研究已證明小球藻在鏈脲佐菌素誘發的糖尿病大鼠模型中具有胰腺保護作用[1]，蒲公英根萃取物在預防肝纖維化方面具有保肝作用[2]，七葉皂苷和地奧司明在改善肝臟四氯化碳對大鼠皮膚損傷的保護作用 [3] 以及菊苣對大鼠乳癌的抗腫瘤作用 [4]。

我們先前已證明了葡萄籽原花青素萃取物 (GSE) 在體外和體內對肺癌具有抗腫瘤作用 [5], [6], [7]。雖然大多數使用天然藥劑治療或預防肺癌的研究都集中在單一藥劑，但傳統補充醫學的主要方法是使用組合天然藥劑，透過附加或協同作用來增強療效。本著這項原則，我們尋找可以商業化獲得的植物化學物質，以增強和補充我們與 GSE 已建立的合作。根據水飛薊素萃取物 (MTE) 的化學結構，即與原花青素不同的黃酮木脂素，我們假設 LP 和 siliphos 的組合將透過互補機制對肺癌發揮附加作用。

GSE 源自葡萄 (Vitis vinifera) 種子，富含多酚生物類黃酮，包括原花青素。原花青素的抗氧化能力分別是維生素 C 和 E 的 20 倍和 50 倍 [8]。 GSE 是一種廣泛使用的保健食品補充劑，用於改善心血管健康，如高血壓、高血脂、動脈粥狀硬化和慢性靜脈功能不全 [9]。一項對 15 項研究的統合分析表明，葡萄籽萃取物可能有助於降低低密度脂蛋白 (LDL)、膽固醇、總膽固醇、三酸甘油酯和發炎標記物 C 反應蛋白的水平 [10]。我們實驗室和其他實驗室的臨床前研究表明，GSE 透過多種機制抑制小鼠體內和體外異種移植模型中NSCLC 細胞的生長並誘導其凋亡，包括對oncomirs miR-19a/19b 及其下游靶標腫瘤的有利調節抑制劑胰島素樣生長因子II 受體(IGF-2R) 和磷酸酶和張力蛋白同源物(PTEN) [5]、miR-106b 及其下游標靶細胞週期依賴性激酶抑制劑1A ( CDKN1A) 或p21 [6]；主要的二十烷酸訊號通路，包括環氧合酶-2 (COX-2)/前列腺素 (PG) E2 [11]、15-HETE 和前列環素 (PGI2) [7]。最近，我們也在一項改良的1 期研究中表明，使用leucoselect phytosome (LP)（一種與大豆磷脂複合的標準化GSE，可提高生物利用度）治療可顯著降低支氣管Ki-67 標記指數（細胞增殖的標記）[12]。 LP 治療還可顯著增加空腹血清中的二十碳五烯酸(EPA) 和二十二碳六烯酸(DHA)、具有明確抗癌特性的omega-3 多元不飽和脂肪酸(n-3 PUFA)以及下游PGE3。

水飛薊素來自水飛薊（Silybum marianum），是一種複雜的黃酮木脂素混合物，用於促進肝膽健康。它已被證明可以穩定細胞膜，刺激解毒途徑和肝組織再生，抑制癌細胞系的生長，對某些癌細胞系（包括肺癌）產生直接的細胞毒性作用，並可能增強療效和減輕一些某些化療藥物的毒性。人體臨床試驗主要研究了 MTE 在肝炎或肝硬化中的作用，也有關於急性淋巴性白血病、攝護腺癌、乳癌和肝細胞癌的小規模研究的報告。據報道，不良反應很少[14]。

先前的臨床前研究表明，水飛薊素在小鼠劉易斯肺癌模型中顯著抑制了腫瘤生長並誘導了腫瘤組織中的細胞凋亡。水飛薊素治療增強了 CD8+ T 細胞的浸潤和功能，降低了腫瘤小鼠血清中的 IL-10，同時增加了 IL-2 和乾擾素 (IFN)-γ 水平。水飛薊素也降低了腫瘤組織中髓系抑制細胞(MDSC)的比例,降低了MDSC在腫瘤中的功能,這為水飛薊素可能用於治療肺癌提供了證據[15]。使用水飛薊賓（水飛薊素的主要成分）進行治療，可以抑制細胞生長，並靶向細胞週期進程，導致 NSCLC 細胞中出現明顯的 G(1) 停滯，從而調節蛋白質水平細胞週期蛋白依賴性激酶(CDK) 4、6 和2、細胞週期蛋白D1、D3 和E、CDKI（p18/INK4C、p21/Cip1 和p27/Kip1），降低CDK4 和2 激酶活性，同時降低Rb 磷酸化[16]。總的來說，這些結果揭示了 MTE 對肺癌的潛在抗癌作用。

在本報告中，我們使用臨床前肺癌體外和體內小鼠模型系統地評估了 GSE 和 MTE 組合對肺癌的抗癌作用。由於植物藥中的大多數生物活性成分（包括GSE 和MTE）都是黃酮類化合物，吸收不良，因此，對於我們的體內研究，我們選擇了leucoselect phytosome (LP)，這是一種標準化為較小尺寸的低聚原花青素(OPC) 與大豆磷脂複合的GSE 製劑轉化為植物體，以及siliphos，一種標準化MTE 製劑，稱為水飛薊賓，水飛薊素中的主要黃酮木脂素與大豆磷脂複合轉化為植物體[17]，[18]，以提高其生物利用度。我們證明了 LP 和 siliphos 口服的安全性和全身性生物利用度。此外，我們展示了該組合對肺癌生長的附加作用，並描述了miR-663a 在介導GSE 和MTE 的附加抗癌作用中的作用，透過上調其預測靶點，即腫瘤抑制因子人類脆性組氨酸三聯體（FHIT）（TargetScanHuman 7.2）。

GSE 和 MTE 準備

標準化 GSE（90% 原花青素，屬於原花青素類黃酮）購自中國有機草本公司。將萃取液溶於去離子水並經過 0.45 μM 過濾器，製成 GSE 儲備溶液（3.0 mg/ml）。標準化 MTE、水飛薊賓購自 Sigma Aldrich，並以溶解在分子生物學級乙醇中製備原液（5.0 mM）。將原液的等分試樣儲存在−80°C 下，並且僅使用一次

GSE 和 MTE 在肺腫瘤細胞中誘導了附加和劑量依賴性的抗增殖作用

為了確定 GSE、MTE 單獨或合併使用的抗腫瘤特性，我們評估了市售的 GSE 和 MTE 抑制 A549、H520、DMS114 和癌前支氣管上皮細胞系 1198 中細胞增殖的能力。以劑量依賴性方式抑制這些肺腫瘤細胞的增生。正如預期的那樣，GSE 和 MTE 的組合共同抑制了這些細胞的增殖。

【討論】

本研究系統性地證明了GSE與MTE聯合在多種臨床前體外和體內肺癌模型中治療肺癌的可行性和有效性。透過LP與siliphos結合的DRF研究，以及不同治療組的肺勻漿與A549細胞的共培養，我們有效地識別並選擇了最佳治療組，以進行後續的肺腫瘤異種移植功效研究。我們確定了

【結論】

總之，我們確定並描述了 miR-663a 在介導肺癌細胞系中 GSE 和 MTE 的附加抗增殖作用方面的新作用。我們的研究結果支持了此類組合在肺癌預防和治療中的潛在作用。由於 miRNA 在血液中相對穩定，調節血清 miR-663a 水平也可能對未來臨床試驗中 GSE 和 MTE 聯合治療肺癌的 SEBM 有用。

肺癌是CRediT 作者貢獻聲明

Jenny T. Mao，醫學博士，概念化；數據管理；形式分析；融資收購；調查;方法論；專案管理；資源;監督。角色/寫作——原始草稿；審查和編輯。

薛冰野博士數據管理；調查;形式分析、方法論；專案管理；寫作——審查和編輯。

陸慶毅博士，資料管理；形式分析；專案管理。角色/寫作——審查和編輯。

勞裡·倫德馬克。數據管理；專案

利益競爭聲明︰作者聲明沒有利益衝突。

致謝︰我們感謝 Kirsten White 提供的優秀技術支援。 LP 和 siliphos 由 Indena 和 Thorne Research, Inc. 慷慨提供。這項研究得到了新墨西哥大學綜合癌症中心支持基金 NCI P30CA118100 的部分資助。 JTM 是新墨西哥州腎臟研究所的副研究員。

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本文的全文版本中有更多參考資料。

引用 (4)

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水飛薊的植物學、植物化學、藥理學、合成生物學及綜合利用研究進展 2024，藥理學前沿
原花青素合併大蒜素抗動脈粥狀硬化關鍵藥理途徑生物資訊分析 2023 年 SPIE 會議論文集 - 國際光學工程學會

作者資訊︰Jenny T. Mao a b, Bingye Xue a, Qing-Yi Lu c, Laurie Lundmark d, Windie Burns d, Jieping Yang c, Ru-Po Lee c, Joseph Glass d, Clifford Qualls e, Larry Massie d ScienceDirect 是愛思唯爾首屈一指的同儕審查學術文獻平台，利用世界領先的同行評審全文科學、技術和健康文獻資料庫來推進研究和學術研究。