Undersøgelse af virkningerne og de molekylære mekanismer af Xinjiang swollen fruit lakrids chalcone A på spredning og apoptose af livmoderhalskræftceller baseret på CADD
Livmoderhalskræft er en af de ondartede tumorer, der alvorligt truer kvinders sundhed, og dens forekomst er steget i de senere år. Forskning har vist, at dødeligheden for livmoderhalskræftpatienter i Kina stiger med 3,35% om året, med en 10-årig vækstrate på 29,9%, og tendensen til forekomst blandt unge bliver stadig tydeligere. Ifølge en screening af næsten tusind kvinder i Xinjiang for human papillomavirus (HPV) var infektionsraten 17,46%, hvilket indikerer, at forebyggelse og behandling af livmoderhalskræft står over for alvorlige udfordringer. På nuværende tidspunkt er de konventionelle behandlingsforanstaltninger for livmoderhalskræft strålebehandling, kemoterapi og kirurgisk behandling, som står over for udfordringer som høj toksicitet, modtagelighed for tumormedicinresistens og let tilbagevenden. Kræftstamceller (CSC'er) er en type selvfornyelsesevne, der kan initiere og drive vækst og metastase af tumorceller, hvilket spiller en vigtig rolle i processen med tumorrecidiv og metastase. CSC'er er en lille population, der findes i tumormikromiljøet, og forskning har rapporteret, at stamceller fra livmoderhalskræft (CCSC'er) kan identificeres og isoleres fra livmoderhalskræftceller. Kræftstamceller er ufølsomme over for de fleste kemoterapimidler og er hovedårsagen til tilbagefald af kræft hos patienter i helbredelsesfasen, hvilket alvorligt påvirker patienternes 2-5-årige overlevelsesrate efter strålebehandling og kemoterapi. Derfor har søgning og screening efter nye strukturer, høj anticanceraktivitet, lav toksicitet og tumorstamcellehæmmende aktivitet af blyforbindelser mod livmoderhalskræft fra naturlige aktive ingredienser betydelig forskningsmæssig betydning i innovativ lægemiddelforskning.

Lakrids, som er en medicinsk og spiselig ressource, har en lang historie med medicinsk brug i Kina. Selv om der findes forskellige lakridssorter, omfatter den kinesiske farmakopé (2020-udgaven, del 1) to oprindelige plantearter, nemlig Glycyrrhiza inflata Bat. og Glycyrrhiza glabra L., hvoraf Glycyrrhiza inflata L. er vidt udbredt og har rigelige ressourcer i det sydlige Xinjiang, Gansu og andre nordvestlige regioner. Den kemiske struktur af chalconer i forskellige lakridssorter varierer. Forskning har bekræftet, at licochalcone A (LicoA) har antitumor-, antibakterielle, antiinflammatoriske, hepatobeskyttende og immunmodulerende virkninger, men der er kun få rapporter om dets regulering af livmoderhalskræftrelaterede tumorstamcellemarkører. På baggrund af indledende grundforskning har vores forskningsgruppe forbedret et traditionelt hospitalspræparat til behandling af cervikal erosion ved at tilsætte LicoA, der indeholder lakridsekstrakt. Vi er i gang med at udvikle vaginale brusetabletter, der har potentiale til at forebygge livmoderhalskræft og kan bruges til vaginal antibakteriel, antiinflammatorisk og cervikal erosionsbehandling. I screeningen af naturlige aktive ingrediensers anticanceraktivitet blev det konstateret, at LicoA, en komponent i lakridschalcone, har betydelig aktivitet i livmoderhalskræftcellers spredning, apoptose og cellecyklus. Derudover har det betydelige regulerende effekter på markører for livmoderhalskræfttumorstamceller (Bcl-2, ALDH1A1, OCT-4, UHRF1, BIRC7, BIRC5) gener og cyclinafhængige kinase 4 (CDK4) gener. Ved at bruge computerstøttet lægemiddeldesign (CADD) og andre metoder til at forudsige dets mulige mål blev effekten af LicoA på mRNA-ekspressionsniveauerne af ovennævnte gener undersøgt, hvilket gav en mere omfattende reference til yderligere at belyse LicoA's anticanceraktivitet på livmoderhalskræftceller og udforske dets mulige molekylære mekanismer.

På nuværende tidspunkt er kirurgisk resektion stadig den vigtigste behandling af livmoderhalskræft i klinisk praksis, kombineret med kemoterapi og strålebehandling som adjuverende terapi. Forslaget om tumorstamcelleteorien har givet en ny fortolkning af forekomsten, udviklingen og behandlingen af livmoderhalskræfttumorer. Forskning har bekræftet, at 11 tumorstamceller ikke kun er grundårsagen til tumorcellernes tolerance over for kemoradioterapi, men også en af årsagerne til tumorcellernes metastase og tilbagefald. Derfor er det en ny forskningsretning at bruge naturlige aktive ingredienser til sikkert og effektivt at gribe ind i tumorstamceller og derved reducere muligheden for livmoderhalskræft og forhindre tilbagefald af livmoderhalskræft efter behandling.
Nuværende forskning har bekræftet, at lakrids har anti-tumor, antibakterielle, anti-inflammatoriske, hepatobeskyttende og immunmodulerende virkninger. Xinjiang-regionen er rig på lakridsressourcer, og lakridschalcone A findes hovedsageligt i rødder og stængler. Vores forskningsgruppe udviklede og etablerede et detektions- og identifikationssystem for chalcone A i opsvulmet lakrids under den indledende forskning og ansøgte om et brugsmodelpatent relateret til instrumentudstyr (patentnummer: ZL201721685479.2). Baseret på dette blev LicoA-komponenterne udvundet og fremstillet. Mekanismen for LicoA's antitumoreffekt kan være ved at inducere tumorcelleapoptose, men der er relativt lidt forskning i dens regulerende effekt på livmoderhalskræfttumorstamcellemarkører. Resultaterne af denne undersøgelse viste, at Xinjiang swollen fruit licorice chalcone A har en signifikant hæmmende effekt på spredningen af livmoderhalskræftceller og udviser koncentrations- og tidsafhængige effekter. Det kan fremkalde apoptose i SiHa-celler og kan blokere cellecyklussen i S- og G2/M-faserne og har en betydelig nedreguleringseffekt på livmoderhalskræfttumorstamcellemarkører.

Under normale omstændigheder danner retinoblastom (Rb) et kompleks med E2F-transkriptionsfaktorer i G1-fasen af cellecyklussen og hæmmes. CDK4 kan fosforylere Rb-komplekset, hvilket fører til frigivelse af E2F for at transkribere de nødvendige gener for at komme ind i S-fasen af cellecyklussen fra G1-fasen. Uden denne fosforyleringsaktivitet blokeres cellerne i G1-fasen. I denne undersøgelse blev CDK4-genet signifikant hæmmet ved koncentrationer på 25 og 50 μg/mL af glycyrrhizinsyre-chalkon A. Udtrykket af stamcellemarkørerne ALDH1A1 og OCT4 er opreguleret i livmoderhalskræft og dens forstadier, især i perifert blod, hvilket tyder på, at ALDH1A1 og OCT4 kan bruges som biomarkører til tidlig påvisning af livmoderhalskræft eller overvågning af patientbehandling. ALDH1A1 er involveret i oxidationen af retinol til retinsyre i cytoplasmaet, som derefter overføres til kernen og initierer transkription af gener, der er involveret i tidlig stamcelledifferentiering, hvilket fremmer tumorstamcelleproliferation. Octomer binding protein 4 (OCT-4) er en transkriptionsfaktor, der udtrykkes i embryonale og voksne stamceller, og som er forbundet med celleproliferation, differentiering, pluripotens og selvfornyelse. Hvis man slår OCT-4 fra i embryonale stamceller, fører det til differentiering og tab af stamcelleegenskaber. Glycyrrhizinsyre-chalkon A kan også nedregulere mRNA-ekspressionsniveauerne for de to ovennævnte markører (ALDH1A1, OCT4) betydeligt. Derudover er de udvalgte tumormarkører Bcl-2, UHRF1, BIRC7, BIRC5 osv. i denne undersøgelse alle stærkt udtrykt i livmoderhalskræftceller, og deres mRNA-ekspressionsniveauer nedreguleres også i varierende grad af glycyrrhizinsyre-chalkon A. Dette antyder, at Xinjiang-hævede frugtglycyrrhizinsyre-chalkon A-komponenten kan have et godt forskningspotentiale i forebyggelse af tilbagefald af livmoderhalskræft.