Caspase是1996年由Alnemri等统一命名的一类人源的ICE/Ced同源性半胱氨酸蛋白酶。参与细胞凋亡的Caspases可分为两大类:一类是启动子Caspases,包括caspase-8、caspase-9、caspase-10等,它们可与死亡信号转导通路中的分子结合,形成二聚体,然后通过自身催化而激活;另一类是效应子,包括caspase-3、caspase-6、caspase-7等,它们是启动子Caspases的下游酶,可被启动子Caspases激活,起凋亡执行者的作用。其中caspase-3家族起核心作用,直接参与介导细胞凋亡过程。目前认为,细胞中Caspase一经活化,凋亡即不可避免。
有研究表明,冬凌草甲素(oridonin)诱导肿瘤细胞的凋亡作用与caspase途径有关。冬凌草甲素作用于HeLa细胞后,caspase-3的活性明显增高。提示了冬凌草甲素诱导HeLa细胞凋亡过程中激活了caspase途径。
该实验以宫颈癌HeLa为材料,应用荧光显微镜等技术,研究冬凌草甲素抑制HeLa细胞生长的作用机制。实验结果如下:
图1是冬凌草甲素(816~6817 μmol·L-1)作用于HeLa细胞48 h后的抑制曲线,从图中可见oridonin对HeLa的细胞毒作用是随时间、剂量而改变,具有明显的时效和量效关系。
图2显示了不同浓度冬凌草甲素(816~13714 μmol·L-1)作用于HeLa细胞12 h后,通过测定不同部位LDH释放的量,检测不同药物剂量诱导细胞凋亡与坏死的程度,由图可见,当oridonin大剂量(13714 μmol·L-1)作用于HeLa细胞12 h时,诱导坏死的程度强于凋亡,而在适宜的浓度下(6817 μmol·L-1)oridonin诱导其凋亡的能力强。Oridonin诱导HeLa细胞的凋亡要有适宜的浓度,适宜的细胞密度(1500·well-1)。
冬凌草甲素(6817 μmol·L-1)作用HeLa细胞12 h可使caspase-3的活力升高至2倍,通常认为caspase-1,-8具有长的N-末端属于上游的半胱氨酸裂解酶,发挥传导信号,激活下游caspase-3的作用,从而引起DNA的片段化,导致细胞凋亡。
近年来,寻找有效的抗肿瘤天然药物成为研究的热点之一,许多文献报道冬凌草甲素对多种肿瘤具有杀伤作用,在临床上用于治疗食管癌、肝癌等多种癌症。地处冬凌草黄金产区的济源济世药业,充分研发济源冬凌草,使其在白血病、肿瘤等领域取得了突破性的进展,这预示着冬凌草产业即将迎来发展的黄金时期。