第 494 期

研究發展
娃兒藤生物鹼及其衍生物的藥物研發與其抗病之分子機制的相關研究
Drug discovery of tylophorine compounds and its molecular mechanisms of anti-disease activities

娃兒藤生物鹼（tylophorine）的化學骨架是由一個菲（phenanthrene）及一個類吲哚環（indolizidine）所構成的五雜環化合物。娃兒藤生物鹼是印度藥草植物（Tylophora indica）裡主要的活性成分。在印度，這藥草主要是用來治療氣喘、支氣管炎、關節炎等發炎相關的疾病；此外，娃兒藤生物鹼類似天然物tylocrebrine，在20世紀60年代的第一期臨床試驗因產生中樞神經系統副作用而撤退。近年來有許多研究報導這類生物鹼在體外對廣泛癌細胞株具有不錯抗癌活性，因而再次吸引許多研究團隊投入相關的藥物研發及藥理研究。

本院生技與藥物研究所李秀珠副研究員研究團隊除了利用鹿角蕨素誘發老鼠腳掌腫脹模式（Biochemical and Biophysical Research Communications, 2007; Planta Medica, 2011; Journal of Medicinal Chemistry, 2012）及膠原抗體在小鼠體內誘導的關節炎模式（未發表結果）證明娃兒藤生物鹼及其衍生物在生體內具強效抗發炎效用外，也首先發現娃兒藤生物鹼及其衍生物具有相當強效之抗冠狀病毒活性（包括人類冠狀病毒SARS CoV、豬的呼吸道冠狀病毒TGEV，及小鼠肝炎病毒MHV），且其口服吸收利用率也相當高，所以頗具實際治療之潛力。另在化學合成娃兒藤生物鹼衍生物研發方面，除了傳統五雜環衍生物針對架構菲（phenanthrene）做不同官能基修飾外，並且將類吲哚環狀結構打開，合成出一系列新穎的娃兒藤生物鹼衍生物，其中的DBQ02除了提升此類化合物的生物活性及溶解性外，更是第一個成功最適化具強效口服生體內活性（有效降低老鼠腫瘤形成大小）之娃兒藤生物鹼衍生物，且不具中樞神經毒性。（Journal of Medicinal Chemistry, 2012及Antiviral Research, 2010。）

研究團隊也針對抗發炎、抗冠狀病毒及抗癌細胞生長三方面，探討娃兒藤生物鹼的藥理及抗病之分子作用機制。在抗發炎反應方面，利用lipopolysaccharide和interferon-γ誘發老鼠的巨噬細胞（RAW264.7）活化發炎反應的相關蛋白質和細胞激素。在這個發炎系統中，實驗證明娃兒藤生物鹼能透過增強Akt的活化而降低c-Jun的暫態誘發表達（transient induction），進而調降AP1之活性、抑制這些發炎反應相關蛋白質（iNOS、COX-II）及細胞激素（TNFα）的產生（Molecular Pharmacology, 2006）。在拮抗冠狀病毒方面，娃兒藤生物鹼及相關衍生物不僅有效抑制病毒的複製，更能抑制冠狀病毒所造成之細胞凋亡（apoptosis）與病變效應（cytopathic effect）（Journal of Medicinal Chemistry,2012及Antiviral Research,2010）。在拮抗癌細胞生長方面，娃兒藤生物鹼主導癌細胞停滯在細胞週期G1 phase且為不可逆之作用，主要是因為娃兒藤生物鹼下調細胞週期蛋白A2蛋白質的表達水平（Biochemical and Biophysical Research Communications, 2009）。最近研究團隊也發表娃兒藤生物鹼是藉由提升c-Jun蛋白質的積累增加，來下調細胞週期素A2蛋白質的表達，從而強制腫瘤細胞生長停滯在G1期。此外，娃兒藤生物鹼長時間激活兩條訊息傳遞途徑來誘導c-Jun蛋白質的積累：(1)經由NF-κB_PKCδ_(MKK4)_JNK的訊息傳遞，來上調c-Jun的磷酸化和增加其穩定性減緩降解；和(2)經由PI3K_PDK1_PP2A_eEF2的訊息傳遞，以維持eEF2活性，從而在細胞全面性抑制蛋白質合成的環境中，將c-Jun從蛋白質轉譯生合成的複合體釋放出來，使得c-Jun蛋白質表達增加。娃兒藤生物鹼經後者之訊息傳遞途徑誘導關鍵性的c-Jun蛋白的生合成，而前者的途徑則將c-Jun蛋白積累量達到高峰（Carcinogenesis, 2013）。

對這系列研究的未來展望，研究團隊希望找出娃兒藤生物鹼化合物的直接標靶，更清楚直接地闡明娃兒藤鹼化合物的抗病活性機制基礎及完整的抗病訊息傳遞網絡，以提供娃兒藤生物鹼化合物在藥物開發的化學修飾和最優化的一個分子平臺， 以加速其藥物研發進展。
《文/圖：生技與藥物研究所李秀珠副研究員、楊政偉博士班學生、李約志研究助理》