安徽医科大学药学院李俊教授团队于2015年完成的博士学位论文《老鹰茶总黄酮中主要黄酮苷类与其苷元的肠道转运特性及抗人肝癌细胞耐药的机制研究》,系统探究了老鹰茶活性成分的吸收机制及其逆转肿瘤多药耐药的作用机理。该研究采用细胞模型与分子生物学技术相结合的方法,揭示了黄酮类化合物与转运蛋白的相互作用关系,为中药活性成分的开发利用提供了重要理论依据。
学术背景 老鹰茶(Litsea coreana L.)作为安徽特色药用植物,其总黄酮(TFLc)被证实具有降糖、抗炎、抗氧化等多重药理活性。研究团队前期从TFLc中分离鉴定出五种主要黄酮苷类:槲皮素-3-O-β-D-半乳糖苷(Q-3-gal)、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷(Q-3-glu)、山奈酚-3-O-β-D-半乳糖苷(K-3-gal)、山奈酚-3-O-β-D-葡萄糖苷(K-3-glu)和山奈酚-3-O-α-L-鼠李糖苷(K-3-rha),及其苷元槲皮素(Q)和山奈酚(K)。尽管这些成分药效明确,但其吸收机制及与ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporters)的相互作用尚未阐明。同时,ABC转运蛋白家族成员P-糖蛋白(P-gp/MDR1)和多药耐药相关蛋白2(MRP2)介导的肿瘤多药耐药(MDR)现象严重影响化疗效果,而黄酮类化合物对该通路的调控作用亟待解析。
研究流程 研究分为三个递进部分:
肠道转运特性研究 采用Caco-2(人结肠腺癌细胞)和MDCK(犬肾上皮细胞)两种单层细胞模型,建立跨膜电阻(TEER)>300 Ω·cm²的完整单层屏障。通过双向转运实验(AP→BL与BL→AP方向),在40-160 μM浓度范围内考察各成分的表观渗透系数(Papp)。采用高效液相色谱(HPLC)定量分析转运量,并考察pH值(6.0/7.4)、温度(4℃/37℃)及ATP抑制剂叠氮钠(NaN3)对转运的影响。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和Western blot检测细胞中SGLT1(钠-葡萄糖共转运载体)、GLUT2(易化葡萄糖转运载体)、MDR1/P-gp和MRP2的表达水平。使用特异性抑制剂(维拉帕米抑制P-gp,MK571抑制MRP2,根皮苷抑制SGLT1,根皮素抑制GLUT2)探究转运机制。
ABC转运蛋白调控作用 在Caco-2细胞中评估黄酮成分对P-gp/MRP2功能的影响,采用罗丹明123(RH123)和阿霉素(ADR)作为底物检测外排率(ER)。建立人肝癌耐药细胞株BEL-7402⁄5-FU(BEL/5-FU),通过qRT-PCR检测MDR1和MRP2基因表达,流式细胞术分析细胞内RH123和ADR蓄积量,MTT法测定5-FU的半抑制浓度(IC50)以评估耐药逆转效果。
FZD7/β-catenin通路机制 通过基因沉默(siRNA)和过表达(GV144-FZD7质粒)技术干预FZD7(卷曲蛋白7)表达,结合β-catenin抑制剂ICRT-3处理,采用Western blot检测胞浆/核内β-catenin、P-gp和MRP2蛋白水平。通过共处理实验(槲皮素+siFZD7)验证信号通路的关键节点作用。
主要结果 1. 转运特性方面,除K-3-rha以被动扩散为主外,其余成分均表现出浓度、pH和能量依赖性。苷元Q和K的外排率(ER)显著高于苷类(ER>2),其中Q-3-glu和K-3-glu的吸收受SGLT1抑制剂根皮苷抑制(Papp降低30-40%),而GLUT2抑制剂根皮素使Q-3-gal等四种苷类的Papp增加1.5-2倍。MRP2抑制剂MK571可显著抑制所有成分外排(ER降低50-70%),而P-gp抑制剂维拉帕米仅对苷元有效。
在BEL/5-FU细胞中,槲皮素(40-160 μM)剂量依赖性下调MDR1/MRP2 mRNA表达(降幅达60-80%),使RH123蓄积量增加3-5倍,5-FU的IC50值从28.5 μg/mL降至9.2 μg/mL(P<0.01)。
机制研究表明,耐药细胞中FZD7、β-catenin和ABC转运蛋白均过表达。沉默FZD7可降低核β-catenin水平(减少65%),进而抑制P-gp/MRP2表达;而过表达FZD7则逆转此效应。槲皮素处理能同步抑制FZD7/β-catenin通路关键蛋白(抑制率40-75%),且与siFZD7联用显示协同效应(P<0.05)。
研究价值 该研究首次系统阐明老鹰茶黄酮苷类通过SGLT1/GLUT2介导的主动转运机制,揭示苷元通过抑制FZD7/β-catenin通路下调ABC转运蛋白表达的新机制。不仅为改善黄酮类化合物的口服生物利用度提供策略,更为逆转肿瘤MDR提供了天然药物靶点。
创新亮点 1. 建立Caco-2/MDCK双模型互补验证策略,克服单一模型局限性; 2. 发现黄酮苷元通过非竞争性抑制ABC转运蛋白外排功能的新作用; 3. 首次揭示FZD7/β-catenin-P-gp/MRP2轴在槲皮素逆转耐药中的核心地位; 4. 提出”糖苷化修饰-转运蛋白识别-生物利用度调控”的递进研究范式。
该研究获国家自然科学基金(81273526,81202978)支持,相关成果为开发基于老鹰茶黄酮的增效减毒抗肿瘤辅剂奠定了理论基础。