作者团队及研究背景
本文由Bright Selorm Addy、Caleb Kesse Firempong、Gustav Komlaga、Patrick Addo-Fordjour、Seth Agyei Domfeh、Oluwatomisin Afolayan、Eric Nana Yaw Nyarko和Benjamin Obukowho Emikpe等研究者完成，隶属于加纳国家科学院Kwame Nkrumah科技大学（KNUST）的多个系以及加纳中央大学和加纳大学。研究发表在 Journal of Ethnopharmacology，论文接收于2025年1月11日。文章主题为探索植物Ceiba pentandra叶片提取物中活性成分的抗增殖性质和分子机制。
学术背景和研究目的
Ceiba pentandra（木棉树，属于锦葵科）在非洲传统草药中被广泛用于治疗包括癌症在内的多种疾病。然而，其生物活性成分的抗癌潜力与具体作用机制尚未被充分探索。已有研究显示木棉叶提取物具有抗增殖作用，但成分分离及抗癌机制缺乏深入的研究。本研究旨在通过分离木棉叶抗增殖活性成分，验证其对癌细胞的抑制作用，并揭示其分子作用机制，包括细胞周期阻滞和诱导细胞凋亡的路径。
研究流程
研究从Ceiba pentandra叶片采集开始，随后制备醇提物并进行细分。以下是研究的详细流程：
研究以80%乙醇提取木棉叶，并借助改良Kupchan方法进行分级分离，将提取物分别用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇分离。最终，通过柱层析进一步对乙酸乙酯部分进行分离，获得六个主要组分，分别命名为Fraction A（ISOA）、B、C、D、E、F，每组分浓缩干燥后储存于-4°C条件下。
实验选取四种癌细胞系：肝癌（HepG2）、宫颈癌（HeLa）、结肠腺癌（RKO）和乳腺腺癌（MCF-7），细胞培养在增强型Dulbecco’s Modified Eagle Medium（DMEM）中。研究评估了各组分对癌细胞的增殖抑制效果，主要通过MTT（3-(4,5-二甲噻唑-2-基)-2,5-二苯基四氮唑溴盐）检测细胞活力，利用计算IC50（半抑制浓度）来评价组分的抗增殖效能。
ISOA表现出最显著的抑制作用，其对四种癌细胞系的IC50值分别为：HepG2（6.8 ± 1.2 μg/ml）、HeLa（10.4 ± 0.6 μg/ml）、RKO（13.4 ± 0.3 μg/ml）和MCF-7（19.2 ± 3.4 μg/ml）。与阳性对照5-氟尿嘧啶（5-FU）相比，ISOA在不同细胞系中的表现十分接近甚至略低。
研究通过Western Blot实验进一步探索ISOA作用机制，对关键分子标志物的表达水平进行检测，包括CDK2（Cyclin-dependent kinase 2）和PARP1（Poly ADP-ribose Polymerase 1）。以下为具体结果：
诱导G1/S期细胞周期阻滞
在HeLa细胞中，ISOA的处理显著上调了CDK2酪氨酸15位的磷酸化（CDK2 pTyr15）。CDK2抑制会阻止其与Cyclin E的结合，从而使视网膜母细胞瘤蛋白（Rb）未被磷酸化。未磷酸化的Rb结合转录因子E2F，阻止其激活必要的细胞周期蛋白表达，从而导致G1/S期的细胞周期阻滞。
诱导凋亡（Apoptosis）
Western Blot实验显示ISOA处理组中出现了PARP1的剪切产物，即凋亡标志物。这一现象是由于Caspase作用引起的切割，生成89 kDa片段，代表细胞凋亡已被启动。未处理细胞中未检测到PARP1的剪切产物，说明ISOA的凋亡诱导性特异于其活性。
缺乏M期阻滞的作用
尽管ISOA对G1/S期体现了显著影响，但没有观察到磷酸化的组蛋白H3（H3 pSer10）的表达变化，这表明ISOA未通过M期细胞周期阻滞作用。
实验中，研究者使用多种试剂配合，包括抗体检测试剂、不同浓度的细胞处理溶液及蛋白提取试剂等。Western Blot具体解析则利用增强型化学发光法（ECL）。
主要研究结果
ISOA对HepG2和HeLa细胞尤为敏感，其低IC50值显示出较强的抗增殖潜力。机制方面，ISOA通过双重途径作用于癌细胞：一方面通过CDK2 pTyr15的上调抑制细胞周期进展，另一方面通过PARP1剪切诱导细胞凋亡。细胞周期阻滞和凋亡的耦合作用使其在癌症治疗中显示出特殊优势。
结论与意义
研究表明ISOA在体外实验中体现了显著的抗癌活性，尤其是对HepG2和HeLa两种癌细胞的抑制效果符合其潜在的临床价值。其通过G1/S期阻滞和凋亡诱导的分子机制为传统药物的现代化研发提供了理论依据和实验数据支持。此外，与同类萜类天然产物相比，ISOA在IC50值方面显示更强效能，同时作为四萜（Tetraterpenoid）化合物，其结构特异性也为其优异性能提供了潜在的解释。
研究亮点
1. 抗增殖显著活性：ISOA对多种癌细胞系的IC50值较低，显示出其强效抗增殖性能。
2. 双重作用机制：结合细胞周期阻滞与诱导凋亡两种策略，击破癌细胞增殖与生存的重要屏障。
3. 特异性化学结构：作为四萜结构，区别于传统的单萜或三萜化合物，可能具有独特的分子特性，从而展示更高的活性。
4. 潜在联合治疗前景：研究推测ISOA与其他抗癌药物联用时可能具有协同增效作用，为癌症治疗策略提供新思路。
研究价值与展望
本文首次综合性地报道了来自Ceiba pentandra叶片的抗增殖活性成分ISOA的分离、抗癌活性和作用机制。研究证明该活性物质具有极高的开发价值，可能可用于癌症治疗的新型药物。而在未来，通过增加对ISOA化学结构和代谢途径的研究，或将进一步推动抗癌萜类药物的研发。