在Valerie Sponsel的UTSA生物实验室里，两排陶土花盆里整齐地摆放着高大芳香的植物，它们长出了生机勃勃的绿叶。她的楼上是弗朗西斯·吉本(Francis Yoshimoto)的化学实验室，他正在从这种植物的叶子中提取药用化合物。很快，研究人员将会见UTSA研究员Annie Lin，她将在癌细胞上测试提取的化合物。
这种植物是黄花蒿，或甜安妮，它含有药用化合物。UTSA的研究人员正在研究这种植物，以了解其中一种化合物青蒿素B在癌细胞和COVID(由病毒SARS-CoV-2引起的疾病)中的生物活性特性。
“大约50%的处方药是从天然产品中提取的。它们是由植物、真菌或细菌产生的。这些药物中有一半来源于植物。当你想到世界上存在的所有药物时，这是令人惊讶的，”Sponsel说。“不同的植物产生不同的药用化合物。就癌症而言，有几种化合物一直存在，但直到最近半个世纪才被发现。永远不会有一种化合物可以治疗所有癌症，所以这就是研究继续进行的原因。”
传统上用的是甜安妮两千多年的传统中药。这种植物能产生青蒿素含有一种内过氧化物，用于治疗疟疾。其叶提取物已被用于治疗多种其他疾病，包括癌症和COVID-19。目前，一项癌症相关临床试验的重点是加入甜安妮的咖啡，而在非洲，加入茶中的植物提取物已被用于对抗新冠病毒。
然而，直到最近，研究人员还没有清楚地了解这种植物的化合物究竟是如何起作用的。Sponsel, Yoshimoto和Lin通过他们在生物化学，化学和生物学方面的跨学科工作，首次证明了其中一种分子的机制。
“我们正处于研究甜安妮药用化合物作用机制的第一阶段，以决定如何最好地传递它们和靶向治疗，”林说，他是UTSA综合生物学系和神经科学、发育和再生生物学系的副教授。“我们可以说得更具体。我们可以降低浓度直接针对肿瘤。现在，我们正在研究如何将这种化合物封装成不同的浓度，以专门针对需要治疗的区域。”
这项研究是与加州大学旧金山分校(UCSF)脑肿瘤中心的教授兼主任米切尔·s·伯杰(mitchell S. Berger)合作进行的，最近发表在《天然产物杂志》上。Berger提供了来自UCSF脑肿瘤组织库的原发性胶质母细胞瘤细胞资源。
UTSA化学助理教授Yoshimoto解释说:“我们使用甲醇作为溶剂提取化合物，这就是我的想法，这一定是它在生物系统中的工作方式。”
吉本实验室的博士生凯特琳·瓦雷拉(Kaitlyn Varela)利用核磁共振光谱法和液相色谱-质谱法对甜安妮叶提取物进行了分离和表征。
研究人员测试了这些成分对胶质母细胞瘤(一种恶性脑肿瘤)细胞的细胞毒性活性(一种物质对细胞的毒性有多大)。然后，他们对这些组分进行纯化，以逐一识别和测试它们对癌细胞的单独成分。在整个过程中，青蒿素B始终表现出对GBM癌细胞的细胞毒活性。他们认为它可以抑制癌细胞中过度表达的半胱氨酸蛋白酶(蛋白质降解酶)。
“然后，我们通过化学还原来衍生青蒿素B，林博士表明，在相同浓度下，还原形式的青蒿素B对GBM没有活性。这个结果告诉我们青蒿素B是如何具有生物活性的。”“为了扩展我们的结果，Kaitlyn表明青蒿素B阻碍了SARS-CoV-2主要蛋白酶和caspase-8的活性。两种酶都是半胱氨酸蛋白酶。”
吉本补充说:“我们想知道它是如何工作的，这样我们就能以一种明智的方式给人用药。我们所有人的身体都是不同的。例如，癌症过度表达某些基因，如果你知道是什么基因在表达，那么你就可以针对它，用药物阻断其蛋白质产物的活性。”
“一个具体的例子是他莫昔芬，这是一种前药，通过体内的一种关键酶细胞色素P450 2D6代谢成活性形式内毒素。内啡肽阻断了雌激素受体的活性，而雌激素受体是一些依赖雌激素的乳腺癌过度表达并需要生长的。”
“然而，有些人的P450 2D6活性较低，所以他莫昔芬对治疗雌激素依赖型癌症无效。”能够理解药物如何起作用的机制真的很强大，因为它可以使药物更有效地给予。”
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