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紫羅蘭酮-又稱香堇酮,屬于玫瑰酮類化合物家族的一分子,是從類胡蘿卜素降解得來。有α,β,γ三種異構(gòu)物,但只有α、β才是天然的,多半同時(shí)存在于紫羅蘭、桂花、鳶尾草精油中,γ為人工合成物質(zhì)。紫羅蘭酮是單獨(dú)聞并不特別香的成分,但是只要和其他芳香分子混合后,優(yōu)雅的紫羅蘭花香就會(huì)迸發(fā)出來。
中文名稱 | α-紫羅蘭酮 | β-紫羅蘭酮 | 鳶尾草酮,又稱甲基-紫羅蘭酮 |
英文名稱 | α-Ionone | β-Ionone | Irone |
精油來源 | 桂花(β為主)、鳶尾草、紫羅蘭、紅花緬梔、穗甘松、云木香 | ||
氣味描述 | 甜膩莓果香、近似覆盆子果醬,有很強(qiáng)大的氣味沖擊性 | 有點(diǎn)像桂花、雪松那樣幽微、隱喻的氣味 | 紫羅蘭、鳶尾花的干燥氣味,帶有一點(diǎn)甜 |
芳療功效 | 1.穿透性強(qiáng),可以游走在免疫細(xì)胞附近,直接抑制癌細(xì)胞擴(kuò)散、抗癌效果強(qiáng)大但機(jī)制不明,以β-紫羅蘭酮為翹楚;2.溫和的化痰、去除擁塞感,適合年幼體虛者在呼吸不順、感冒時(shí)使用 | ||
心靈功效 | 強(qiáng)大的保護(hù)與修復(fù)力,化解心中煩悶 | 治愈人的抑郁與憂傷 | 使人心情舒暢,精神爽朗 |
紫羅蘭酮是一種由13個(gè)碳組成的酮類化合物,具有一個(gè)單環(huán)萜類骨架。ionone這個(gè)術(shù)語(yǔ)來源于“iona”(希臘語(yǔ)中紫羅蘭的意思),指的是紫羅蘭的氣味,而“酮”則與它的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
在自然界中存在多種異構(gòu)體,包括α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮等。紫羅蘭酮是植物的次生代謝產(chǎn)物,與甲戊酸有共同的前體。它們廣泛存在于含有β-胡蘿卜素的水果和蔬菜中,并在植物精油中被發(fā)現(xiàn),例如矮牽牛(Petunia hybrida)、波羅尼花(Boronia megastigma Nees)和尤其是香堇菜(Viola odorata)的精油中。它存在于牛乳中,是牛在食用苜蓿牧草后被動(dòng)轉(zhuǎn)移所至。
α-紫羅蘭酮和β-紫羅蘭酮分別被2,6,6-三甲基-2-環(huán)己烯-1-基和2,6,6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-基取代的3-丁烯-2-酮。紫羅蘭酮立體異構(gòu)體α-紫羅蘭酮和β-紫羅蘭酮是淡黃色到黃色的液體,具有木香花香。然而,前者有額外的蜂蜜氣味方面。α-紫羅蘭酮和β-紫羅蘭酮具有相似的理化性質(zhì)。它們均可溶于大多數(shù)固定油、醇和丙二醇,但不溶于或極微溶于甘油/水。
α-紫羅蘭酮和β-紫羅蘭酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)
α-紫羅蘭酮和β-紫羅蘭酮都被廣泛用于各種行業(yè)的芳香成分,包括化妝品(如洗發(fā)水、肥皂)和非化妝品(如家用洗滌劑和清潔劑)產(chǎn)品。香精和提取物制造商協(xié)會(huì)(FEMA)宣布,當(dāng)用作調(diào)味劑時(shí),這兩種紫羅蘭酮通常被認(rèn)為是安全的(GRAS)。美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局也批準(zhǔn)了它們作為調(diào)味劑的使用。
紫羅蘭酮的維基百科
紫羅蘭酮(Ionone),又稱香堇酮,是一種萜類物質(zhì),根據(jù)雙鍵位置不同有三種異構(gòu)體。香堇酮的詞源是希臘語(yǔ)?ον(íon),意思是香堇菜。中文常將香堇菜誤譯為紫羅蘭,兩者實(shí)為不同物種。
紫羅蘭酮屬于玫瑰酮,存在于包括玫瑰精油的多種花精油中。β-紫羅蘭酮是玫瑰香氣的主要貢獻(xiàn)物,雖然其在精油中含量相對(duì)較低。紫羅蘭酮是一個(gè)重要的香料化學(xué)品,用于香水,香料和調(diào)味料。[1]紫羅蘭酮在生物中來源于類胡蘿卜素的降解。
胡蘿卜素包括α-胡蘿卜素,β-胡蘿卜素,γ-胡蘿卜素,葉黃素和β-隱黃質(zhì),都含有β-紫羅蘭酮結(jié)構(gòu),具有維生素A的活性,它們?cè)趧?dòng)物體內(nèi)可轉(zhuǎn)化成視黃醇。無β-紫羅蘭酮結(jié)構(gòu)的類胡蘿卜素則不能被轉(zhuǎn)換為視黃醇,沒有維生素A活性。
IUPAC名:α: (3E)-4-(2,6,6-Trimethylcyclohex-2-en-1-yl)but-3-en-2-one
β: (3E)-4-(2,6,6-Trimethylcyclohex-1-en-1-yl)but-3-en-2-one
γ: (3E)-4-(2,2-Dimethyl-6-methylenecyclohexyl)but-3-en-2-one
別名:Cyclocitrylideneacetone, irisone, jonon
CAS號(hào):79-76-5 ;α: 127-41-3;β: 79-77-6;γ: 79-76-5
化學(xué)式:C13H20O
分子量:192.30 g/mol
密度:α: 0.933 g/cm3;β: 0.945 g/cm3
熔點(diǎn):β: ?49 °C
沸點(diǎn):β: 126–128 °C at 12 mmHg
紫羅蘭酮的化學(xué)合成
從植物精油提取的方法得到的量微且昂貴,紫羅蘭酮主要通過化學(xué)合成。
檸檬醛和丙酮在氧化鈣催化下縮合得假性紫羅蘭酮(pseudoionone):[2][3]
機(jī)理如下,是一個(gè)典型的羥醛縮合反應(yīng):
再由酸催化關(guān)環(huán),發(fā)生碳正離子重排,得香堇酮的各種異構(gòu)體。機(jī)理如下:
磷酸催化主要得α-異構(gòu)體,硫酸催化主要得β-異構(gòu)體,三氟化硼催化主要得γ-異構(gòu)體。
空氣中微量香堇酮就能被嗅覺捕獲。α-香堇酮的閾值為3ppb(3×10?7mg/L),β-香堇酮位0.12ppb、(R)-γ-香堇酮為11ppb、(S)-γ-香堇酮為0.07ppb。[4]
紫羅蘭酮的內(nèi)源性合成
β-胡蘿卜素氧合酶1(BCO1)
類胡蘿卜素是水果和蔬菜中天然存在的化合物。它們是一類具有長(zhǎng)共軛雙鍵鏈結(jié)構(gòu)的異戊二烯類化合物。在人體中,天然發(fā)現(xiàn)的主要類胡蘿卜素是α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、β-隱黃質(zhì)、番茄紅素和葉黃素。β-胡蘿卜素在中央15,15 '雙鍵處的氧化裂解產(chǎn)生兩個(gè)全反式視黃醛對(duì)映異構(gòu)體。然后,全反式視黃醛分別被氧化為全反式視黃酸或還原為全反式視黃醇(維生素A)。這一過程由胞漿酶β-胡蘿卜素氧合酶1 (BCO1)完成,也被鑒定為β-胡蘿卜素-15,15 ' -單氧合酶1 (BCMO1)。綜上所述,類胡蘿卜素要轉(zhuǎn)化為維生素A,必須至少含有一個(gè)非取代的β-紫羅蘭酮環(huán),因此BCO1只能促進(jìn)β-隱黃質(zhì)、α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素的裂解。
β-胡蘿卜素氧合酶1 (BCO1)和β-胡蘿卜素氧合酶2 (BCO2)對(duì)β-胡蘿卜素的酶解作用。BCO1催化β-胡蘿卜素在15,15 '雙鍵的中心裂解,形成兩個(gè)全反式視網(wǎng)醛對(duì)映異構(gòu)體分子。β-胡蘿卜素9,10雙鍵的不對(duì)稱裂解在BCO2的催化下產(chǎn)生了β-紫羅蘭酮和β-10 ' -阿樸胡蘿卜素醛(apocarotenal)。在9 ',10 '雙鍵上的另一次裂解產(chǎn)生了另外的β-紫羅蘭酮部分和薔薇烯。
β-胡蘿卜素氧合酶2 (BCO2)介導(dǎo)合成
德國(guó)弗萊堡大學(xué)的Vogt和von Lintig首次描述了紫羅蘭酮的內(nèi)源性合成,這種合成是通過酶介導(dǎo)的β-胡蘿卜素的不對(duì)稱裂解實(shí)現(xiàn)的。然而,美國(guó)凱斯西儲(chǔ)大學(xué)的von Lintig對(duì)這種酶進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。β-紫羅蘭酮和β-apo-10 ' -胡蘿卜素是β-胡蘿卜素不對(duì)稱裂解的產(chǎn)物。這種在9 ',10 '雙鍵的裂解是由β-胡蘿卜素氧合酶2 (BCO2)促進(jìn)的,也被稱為β-胡蘿卜素-9 ',10 ' -雙氧合酶2 (BCDO2)。另一個(gè)在9 ',10 '雙鍵處的裂解產(chǎn)生額外的β-紫羅蘭酮部分和薔薇烯,薔薇烯是一種自然存在于玫瑰中的化合物。BCO2和BCO2酶之間的差異并不局限于它們的拆分機(jī)制。BCO2可以不對(duì)稱地拆分含有羥基化紫羅蘭酮和非環(huán)類胡蘿卜素(包括非維生素原A類胡蘿卜素)的類胡蘿卜素,如番茄紅素和葉黃素,因此具有更廣泛的底物特異性。此外,BCO2定位于線粒體內(nèi)膜,而BCO1是胞質(zhì)蛋白。BCO1和BCO2之間的這些差異表明了BCO2獨(dú)特的生理作用。
β-胡蘿卜素的中心裂解(通過BCO1)是類視黃醇(retinoid)生成的主要途徑。同時(shí),β-胡蘿卜素的不對(duì)稱裂解(通過BCO2)是類視黃醇(retinoid)生成的補(bǔ)充途徑。后來有報(bào)道稱BCO1基因敲除的小鼠重組BCO2后,具有維生素A缺乏癥。此外,前列腺和子宮內(nèi)膜結(jié)締組織、內(nèi)分泌胰腺、心臟和骨骼肌中只表達(dá)BCO2,不表達(dá)BCO1。值得注意的是,其中一些組織對(duì)維生素A缺乏并不敏感,因此BCO2被認(rèn)為是獨(dú)立于維生素A合成發(fā)揮生理作用的;這表明β-紫羅蘭酮(BCO2的產(chǎn)物之一)可能參與了其他潛在的生物功能。BCO2可能對(duì)肝脂肪變性起到一定的預(yù)防作用。BCO2缺乏/突變導(dǎo)致各種動(dòng)物脂肪組織和小鼠模型線粒體中類胡蘿卜素的積累。類胡蘿卜素反過來又會(huì)引起氧化應(yīng)激,從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。因此,BCO2可以保護(hù)細(xì)胞免受類胡蘿卜素誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激帶來的凋亡。β-紫羅蘭酮水平與BCO2突變之間的關(guān)系尚未被研究。BCO2的突變或缺失可能導(dǎo)致β-紫羅蘭酮水平的降低,并可能導(dǎo)致上述疾病的發(fā)病機(jī)制。此外,β-紫羅蘭酮內(nèi)源性合成的發(fā)現(xiàn)表明,β-紫羅蘭酮可能具有尚未揭示的生理作用。統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)表明,大量攝入含有揮發(fā)性異戊二烯類物質(zhì)的水果和蔬菜,可以降低患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。目前的研究主要集中在BCO2和β-紫羅蘭酮產(chǎn)生的原胡蘿卜素(apocarotenoids)的生物學(xué)作用,而對(duì)β-紫羅蘭酮的研究較少。
由蒎烯合成紫羅蘭酮的可能性
松節(jié)油的主要成分是蒎烯。從松樹油脂中提取的松節(jié)油被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和葡萄酒中作為防腐劑和增味劑。人們注意到,食用松節(jié)油會(huì)使尿液的氣味帶有紫羅蘭香。據(jù)傳,埃及艷后克利奧帕特拉曾用松節(jié)油來達(dá)到這個(gè)目的。然而,將松節(jié)油與尿液混合并不能使尿液散發(fā)出紫羅蘭般的氣味。人們認(rèn)為紫羅蘭酮是產(chǎn)生紫羅蘭氣味的化合物。因此,松節(jié)油中最常見的化合物蒎烯應(yīng)該轉(zhuǎn)化為紫羅蘭酮,然后紫羅蘭酮必須從腎臟排出,以產(chǎn)生尿液中的紫羅蘭氣味。肝酶(細(xì)胞色素P450)可能參與了蒎烯向紫羅蘭酮的轉(zhuǎn)化。
Al-Tel和他的同事提出了α和β-蒎烯轉(zhuǎn)化為α和β-ionone的可能代謝途徑(下圖)。首先,CYP酶會(huì)氧化α和β-蒎烯生成中間產(chǎn)物(1)和(a)。β-蒎烯(a)生成的中間體經(jīng)過自由基重排生成中間體(b)。β-蒎烯(a)生成的中間體(b)從CYP中得到一個(gè)氫自由基生成中間體(c)。
然后CYP從中間體(c)中提取氫自由基。至此,可以假設(shè)這兩條途徑通過中間體1的形成而相遇。隨后自由基重排和環(huán)丁基環(huán)的裂解應(yīng)該產(chǎn)生中間體2。后者氧化成醇3,再氧化成醛4。中間體4與丙酮發(fā)生克腦文蓋爾縮合反應(yīng)(Knoevenagel,指含有活潑亞甲基的化合物與醛或酮在弱堿催化下,發(fā)生失水縮合生成α,β-不飽和羰基化合物及其類似物)生成5。中間體5的sigma重排會(huì)生成中間體6。后者可以重新排列形成中間產(chǎn)物7,中間產(chǎn)物7又可以重新排列形成α-或β-紫羅蘭酮。在這一推測(cè)的蒎烯向紫羅蘭酮的代謝轉(zhuǎn)化中,丙酮是一個(gè)關(guān)鍵的角色。它可以在生物體內(nèi)通過乙酰乙酸脫羧或2-丙醇脫氫生成。前者是哺乳動(dòng)物中丙酮的主要來源。所提出的催化反應(yīng)是由計(jì)算的物理化學(xué)性質(zhì)支持的。α-和β-紫羅蘭酮的親水性高于α-和β-蒎烯,表明蒎烯轉(zhuǎn)化為紫羅蘭酮有利于腎臟排泄。通過CYP亞型預(yù)測(cè)的蒎烯代謝位點(diǎn)為:1A2、3A4、2C19和2D6。
嗅覺受體
嗅覺受體(OR)是檢測(cè)揮發(fā)性物質(zhì)的G蛋白偶聯(lián)受體。在嗅覺神經(jīng)元中,OR與Golf(類似于Gαs的G蛋白)結(jié)合后激活腺苷酸環(huán)化酶并產(chǎn)生cAMP,從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣離子的增加。1992年,Parmentier和他的同事在哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)OR基因轉(zhuǎn)錄本。進(jìn)一步的研究表明,OR的表達(dá)并不局限于嗅上皮,但它們?cè)谄裱芯康乃腥梭w組織中都有表達(dá),如結(jié)腸、肺、卵巢、肝臟、腎臟、淋巴結(jié)、心臟、血液、睪丸、骨骼肌、皮膚、脂肪、腎上腺、大腦、乳房、前列腺和甲狀腺。已經(jīng)鑒定出40多種不同的OR,它們被發(fā)現(xiàn)在多于45種不同的人體組織中表達(dá)。OR的這種異位表達(dá)表明OR的功能不僅僅是氣味的檢測(cè)和辨別。有研究報(bào)道了異位表達(dá)OR的各種功能,如調(diào)節(jié)腸嗜鉻細(xì)胞的血清素釋放、癌細(xì)胞增殖、胞質(zhì)分裂、血壓、腎臟的酶分泌和精子的趨化。
幾項(xiàng)研究表明,紫羅蘭酮與OR51E2結(jié)合。OR51E2本質(zhì)上是屬于OR家族51和E亞家族的紫羅蘭酮受體,它的成員2在哪里?OR51E2不僅是mRNA水平上表達(dá)最多的ORs之一;它存在于許多組織中。OR51E2在前列腺組織(3-∞FPKM)中含量最高,而在肝臟(0-0.01 FPKM)、大腦(0.01-0.1 FPKM)、睪丸(0.1-1 FPKM)和結(jié)腸(1-3 FPKM)中含量較低。
OR51E2在前列腺癌中表達(dá)增強(qiáng)。因此,它也被鑒定為前列腺特異性G蛋白偶聯(lián)受體(PSGR),并被認(rèn)為是前列腺腫瘤的標(biāo)記物。然而,Cao等人報(bào)道,PSGR在前列腺上皮內(nèi)瘤變中表達(dá)較高,但隨著疾病進(jìn)展為前列腺癌而降低。在前列腺癌患者中,發(fā)現(xiàn)低PSGR表達(dá)與較差的總生存期相關(guān)。OR51E2在人類黑色素瘤細(xì)胞中的數(shù)量要高于黑色素細(xì)胞。此外,最近的另一項(xiàng)研究表明OR51E2是人類成人和胎兒視網(wǎng)膜色素上皮中表達(dá)最多的OR轉(zhuǎn)錄本。有趣的是,OR51E2不僅存在于質(zhì)膜中,還存在于良性和惡性前列腺上皮細(xì)胞、視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞和黑色素細(xì)胞的胞漿中;特別是在黑素細(xì)胞的早期核內(nèi)體抗原1中。
紫羅蘭酮的香氣與藥理活性
β-紫羅蘭酮具有多種藥理作用,包括抗癌、化學(xué)預(yù)防、促癌、促黑、抗炎和抗菌活性。幾種機(jī)制和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)已被報(bào)道解釋這些效應(yīng)。β紫羅酮激活OR51E2和調(diào)節(jié)細(xì)胞周期調(diào)控蛋白的活動(dòng)或表現(xiàn),促進(jìn)細(xì)胞凋亡(pro-apoptotic)和抗凋亡蛋白,β-還原酶和促炎介質(zhì)。
1、激活OR51E2-調(diào)控效果
研究表明β-紫羅蘭酮通過激活OR51E2抑制前列腺癌細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其侵襲,而β-紫羅蘭酮介導(dǎo)的OR51E2激活抑制黑素細(xì)胞增殖和遷移并誘導(dǎo)黑素生成。令人驚訝的是,β-紫羅蘭酮介導(dǎo)的OR51E2激活增加視網(wǎng)膜色素細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移,激活p44/42和蛋白激酶B (AKT)蛋白。
β-紫羅蘭酮激活OR51E2導(dǎo)致激酶活性的調(diào)節(jié)和細(xì)胞內(nèi)鈣離子的增加(圖1)。Neuhaus團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),β-紫羅蘭酮激活OR51E2(而不是雄激素受體(AR))導(dǎo)致前列腺癌原發(fā)上皮細(xì)胞和前列腺癌細(xì)胞株細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的增加(LNCaP)。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明,β-i紫羅蘭酮通過磷酸化p38和應(yīng)激活化蛋白激酶/Jun氨基末端激酶(SAPK/JNK)發(fā)揮抗增殖作用,它們是絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族的成員。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)β-紫羅蘭酮通過調(diào)節(jié)MAPK通路抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖。
圖1. β-紫羅蘭酮介導(dǎo)的膜和胞質(zhì)OR51E2受體的激活導(dǎo)致鈣離子的增加和調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和黑素生成的各種激酶的作用。(OR51E2,嗅覺受體51E2;BCO2, β-胡蘿卜素氧合酶2;cAMP,環(huán)磷酸腺苷;PKA,蛋白激酶A;TRP鈣通道,瞬時(shí)受體電位鈣通道;Pyk2,富含脯氨酸的酪氨酸激酶2;MAPK,絲裂原活化蛋白激酶;SAPK/JNK,應(yīng)激活化蛋白激酶/Jun氨基末端激酶;NDRG1, N-myc下游調(diào)控基因1;基于“增大化現(xiàn)實(shí)”技術(shù),雄激素受體;AKT,蛋白激酶B;PI3K?,磷酸肌醇3-激酶gamma)。[5]
Wiese等人表明,富含脯氨酸的酪氨酸激酶2 (Pyk2)在OR51E2激活后啟動(dòng)的信號(hào)級(jí)聯(lián)中發(fā)揮關(guān)鍵作用(圖1)。β-紫羅蘭酮通過OR51E2)激活前列腺癌細(xì)胞中的Pyk2,可能是通過細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的增加介導(dǎo)的。Pyk2增加p38 MAPK的磷酸化和N-myc下游調(diào)控基因1 (NDRG1)的去磷酸化。后者和Pyk2被認(rèn)為負(fù)責(zé)β-紫羅蘭酮介導(dǎo)的前列腺癌細(xì)胞的抗增殖作用。此外,本研究發(fā)現(xiàn)β-紫羅蘭酮激活OR51E2可調(diào)控前列腺癌細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和離子轉(zhuǎn)運(yùn)等過程中的各種蛋白。
Jones等人支持β-紫羅蘭酮的抗增殖作用與AR無關(guān)的觀點(diǎn)。然而,Xie等人最近的一項(xiàng)研究表明AR的存在是β-紫羅蘭酮激活OR51E2所必需的。OR51E2刺激β-紫羅蘭酮誘導(dǎo)的前列腺癌細(xì)胞株(LNCaP, C4-2和DU145)發(fā)生鈣內(nèi)流。然而,它僅抑制LNCaP和C4-2細(xì)胞的前列腺癌增殖,而這兩種細(xì)胞在DU145細(xì)胞中不表達(dá)AR,值得注意的是,β-紫羅蘭酮誘導(dǎo)的OR51E2的激活通過p38和jnk介導(dǎo)的AR磷酸化抑制了AR核轉(zhuǎn)位(圖1)。AR轉(zhuǎn)位的抑制導(dǎo)致了AR轉(zhuǎn)位激活的減少,從而阻礙了前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。這進(jìn)一步得到了體內(nèi)研究的支持,該研究表明β-紫羅蘭酮抑制小鼠腫瘤生長(zhǎng),并引起AR、p38和JNK磷酸化的增加。
然而,Sanz報(bào)道β-紫羅蘭酮通過激活OR51E2刺激介導(dǎo)的磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶-?(PI3K?)誘導(dǎo)前列腺癌(LNCaP)細(xì)胞侵襲(圖1)。G蛋白的β?亞基激活PI3K?。Cao等的一項(xiàng)研究表明,β-紫羅蘭酮介導(dǎo)的OR51E2的激活抑制了C4-2細(xì)胞的增殖,但促進(jìn)了它們的侵襲,這與LNCaP細(xì)胞的報(bào)道數(shù)據(jù)一致。值得注意的是,β-紫羅蘭酮對(duì)前列腺腫瘤小鼠也能誘導(dǎo)細(xì)胞轉(zhuǎn)移。另一方面,另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)β-紫羅蘭酮聯(lián)合索拉非尼(一種多激酶抑制劑)對(duì)人肝癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移具有協(xié)同抑制作用。這是通過β-紫羅蘭酮誘導(dǎo)組織抑制劑基質(zhì)金屬蛋白酶-1和-2表達(dá)上調(diào)來介導(dǎo)的,這是一種被廣泛接受的轉(zhuǎn)移抑制方法。
研究表明β-紫羅蘭酮還通過激活OR51E2抑制黑素細(xì)胞的增殖。然而,β-紫羅蘭酮通過誘導(dǎo)凋亡降低了lpa誘導(dǎo)的遷移,并延緩了垂直生長(zhǎng)期(vertical-growth phase, VGP)黑色素瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。β-紫羅蘭酮?jiǎng)t增加了黑素細(xì)胞的黑色素水平和兩樹突以上細(xì)胞的百分比。β-紫羅蘭酮激活OR51E2介導(dǎo)黑素生成,激活腺苷酸環(huán)化酶,從而增加cAMP和蛋白激酶A (PKA)的激活。PKA可能負(fù)責(zé)上調(diào)黑素生成酶酪氨酸酶(圖1)。此外,活化的MAPK (p44/42和p38)也可能是黑素生成的調(diào)節(jié)因子。結(jié)果表明,外部信號(hào)是由細(xì)胞膜上的OR51E2而不是細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的OR51E2接收的。在此基礎(chǔ)上,假定OR51E2通過β-紫羅蘭酮對(duì)黑素細(xì)胞的重復(fù)刺激被插入細(xì)胞膜。
為此,研究探討了OR51E2刺激下前列腺癌細(xì)胞鈣離子增加的機(jī)制。瞬時(shí)受體電位香草樣6 (transient receptor potential vanilloid type 6, TRPV6)通道在β-紫羅蘭酮介導(dǎo)的OR51E2激活下游被激活。Src激酶在β-紫羅蘭酮介導(dǎo)的鈣內(nèi)流中起關(guān)鍵作用;OR51E2直接激活Src激酶而不依賴于G蛋白的激活(圖1)。
β-紫羅蘭酮也可引起黑色素細(xì)胞和轉(zhuǎn)移性和VGP培養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)鈣濃度的增加,在前列腺腫瘤細(xì)胞中有報(bào)道。這一過程也通過激活表面OR51E2介導(dǎo)。來自細(xì)胞外空間和細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存的鈣是鈣水平升高的原因,然而,發(fā)現(xiàn)前者是主要的顯著貢獻(xiàn)者(圖1)。細(xì)胞外鈣通過瞬時(shí)受體電位通道特別是TRPM注入,而不是前列腺癌細(xì)胞中報(bào)道的TRPV。
另一項(xiàng)研究表明β-紫羅蘭酮誘導(dǎo)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞內(nèi)鈣離子的增加;鈣起源于細(xì)胞外空間。鈣的增加是通過激活cAMP通路介導(dǎo)的。雖然沒有發(fā)現(xiàn)鈣通道,但推測(cè)與之有關(guān)的是l型鈣通道或TRP通道(如前列腺和黑色素細(xì)胞)。
看來,通過飲食和香味提供的外源性β-紫羅蘭酮可能會(huì)激活質(zhì)膜中的OR51E2。然而,有人提出,線粒體內(nèi)BCO2內(nèi)源性產(chǎn)生的β-紫羅蘭酮也可能激活細(xì)胞內(nèi)OR51E2。上述細(xì)胞中已經(jīng)出現(xiàn)OR51E2的胞內(nèi)定位。根據(jù)β-紫羅蘭酮的疏水特性,它可以穿越細(xì)胞膜,因此,這似乎表明外源性、內(nèi)源性β-紫羅蘭酮均可能激活質(zhì)膜,或胞質(zhì)存在的OR51E2。
2、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白介導(dǎo)的作用
β紫羅酮可以抑制乳腺癌細(xì)胞增殖,前列腺癌,人類結(jié)腸癌,人類胃腺癌,小鼠黑色素瘤B16細(xì)胞,人類白血病和結(jié)腸腺癌細(xì)胞株和體內(nèi)乳腺癌腺,通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯。
β-紫羅蘭酮已被證明可通過使乳腺癌細(xì)胞系的細(xì)胞周期停滯在G1/G0期、人類結(jié)腸癌和前列腺癌細(xì)胞系(DU145、PC-3細(xì)胞)的G1期[以及人類胃癌和乳腺癌細(xì)胞系的G1/G0和G2/M期來抑制細(xì)胞增殖。
細(xì)胞增殖受細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)。細(xì)胞周期蛋白、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)和CDK抑制劑(CdkI)在調(diào)節(jié)細(xì)胞周期方面起著關(guān)鍵作用。細(xì)胞周期停滯是由細(xì)胞周期蛋白D1、細(xì)胞周期蛋白E、細(xì)胞周期蛋白B1、細(xì)胞周期蛋白A、Cdk2、Cdk4的減少解釋的(圖2)。Cdk對(duì)參與細(xì)胞周期進(jìn)展的蛋白質(zhì)進(jìn)行磷酸化。Cdk只有在與細(xì)胞周期蛋白復(fù)合形成Cdk-細(xì)胞周期蛋白復(fù)合體時(shí)才會(huì)被激活。Cdk4-環(huán)蛋白D、Cdk2-環(huán)蛋白E、Cdk2-環(huán)蛋白A、Cdk1-環(huán)蛋白A和Cdk1-環(huán)蛋白B分別調(diào)節(jié)早期G1期、晚期G1期、S期的進(jìn)展、G2/進(jìn)入M期和M期的進(jìn)展(圖2)。
圖2. β-紫羅蘭酮調(diào)節(jié)幾個(gè)細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白,導(dǎo)致各種癌細(xì)胞的細(xì)胞周期停滯(Cdk-1,細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶-1;Cdk-2,細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶-2;Cdk-4,細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶-4;p27,細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑;p21,細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑)。
此外,有報(bào)道稱β-紫羅蘭酮增強(qiáng)了p27的表達(dá),這也可以解釋細(xì)胞周期停滯,從而導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)遲緩。據(jù)認(rèn)為,β-紫羅蘭酮在七癌認(rèn)知的早期階段針對(duì)持久性腫瘤前病變的p53。P53主要通過p21的轉(zhuǎn)錄激活來調(diào)節(jié)細(xì)胞周期停滯。P21和p27是CdkI,與Cdk-周期素(cyclin)復(fù)合物結(jié)合并阻斷其活性,特別是涉及周期素(cyclin) A、B、D和E的復(fù)合物(圖2)。此外,有人提出,細(xì)胞周期停滯可能是通過MAPK途徑調(diào)節(jié)的;如Dong等人表明,β-紫羅蘭酮抑制了細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶的表達(dá),并誘導(dǎo)了p38和SAPK/JNK的表達(dá)。
3、凋亡的影響
β-紫羅蘭酮通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)乳腺癌腺體和乳腺癌、白血病和人類胃腺癌細(xì)胞系的細(xì)胞凋亡。β-紫羅蘭酮誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡是通過減少抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)和增加促凋亡蛋白Bax的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的(圖3)。此外,β-紫羅蘭酮增加了乳腺癌和人類胃腺癌細(xì)胞系中裂解的胱天蛋白酶(Caspase)-3的表達(dá)。據(jù)認(rèn)為,在肝癌發(fā)生的早期階段,β-紫羅蘭酮針對(duì)持久性腫瘤前病變中的p53具有靶向作用(圖3)。然而,β-紫羅蘭酮誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用以前被證明是獨(dú)立于突變的p53功能的。
圖3 β-紫羅蘭酮調(diào)節(jié)促凋亡和抗凋亡通路的機(jī)制。(OR51E2,嗅覺受體51E2;BCO2, β-胡蘿卜素加氧酶2;JNK, Jun氨基末端激酶;AKT,蛋白激酶B;PI3K,磷酸肌醇3-kinase;Apaf-1,凋亡蛋白酶活化因子1;TRAIL,腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體;DR4/5,死亡受體4/5;NF - Bк-κB核因素;轉(zhuǎn)錄因子SP1;特異性蛋白1;DR5啟動(dòng)子,死亡受體5啟動(dòng)子)
此外,有報(bào)道稱PI3K(磷酸肌醇3-激酶)磷酸化蛋白和AKT表達(dá)水平降低。PI3K-AKT通路也可以解釋細(xì)胞凋亡,該通路參與細(xì)胞增殖、生存和細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(圖3)。進(jìn)一步的研究證實(shí)了MAPK通路在細(xì)胞增殖和凋亡中的作用,磷酸化p38的增加被證實(shí)。這些研究表明,細(xì)胞凋亡可能通過MAPK或PI3K-AKT途徑介導(dǎo)。
Liu等人發(fā)現(xiàn),β-紫羅蘭酮對(duì)大鼠的乳腺癌發(fā)生有劑量依賴性的抑制作用;腫瘤的繁殖率下降,腫瘤出現(xiàn)時(shí)間增加。此外,還發(fā)現(xiàn)增殖細(xì)胞核抗原的減少和核分裂的增加。此外,發(fā)現(xiàn)β-紫羅蘭酮能使細(xì)胞對(duì)TRAIL(腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體)刺激的凋亡敏感。這是通過增加轉(zhuǎn)錄因子Sp1與DR5啟動(dòng)子位點(diǎn)的直接結(jié)合,取消NF-κB的激活和減少抗凋亡蛋白的表達(dá)而介導(dǎo)的(圖3)。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),β-紫羅蘭酮在肝癌發(fā)生的早期階段,針對(duì)頑固的腫瘤前病變的NF-коB。
Janakiram等人發(fā)現(xiàn),β-紫羅蘭酮可能通過在人類結(jié)腸癌細(xì)胞中作為視黃醇X受體-α(RXR-α)的配體而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。β-紫羅蘭酮被發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞中劑量依賴性地增加RXR-α mRNA的表達(dá)水平。此外,RXR-α的表達(dá)在其他癌細(xì)胞中也被發(fā)現(xiàn)有所減少。值得注意的是,RXR-α mRNA的表達(dá)不僅在大鼠結(jié)腸腺癌中減少,而且在前列腺癌的基底細(xì)胞中也減少;提出它對(duì)癌癥進(jìn)展的影響。β-紫羅蘭酮和β-胡蘿卜素/維生素A之間的結(jié)構(gòu)相似性進(jìn)一步支持了這一點(diǎn),β-紫羅蘭酮被認(rèn)為可以與RXRs結(jié)合。然而,β-紫羅蘭酮在體內(nèi)對(duì)大鼠結(jié)腸異常隱窩的影響是有爭(zhēng)議的,因?yàn)檠芯繄?bào)告顯示對(duì)異常隱窩的抑制或沒有影響。
4、HMG CoA還原酶介導(dǎo)的效果
3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A(HMG CoA)還原酶負(fù)責(zé)合成甲羥戊酸。甲羥戊酸是甾醇分子(如膽固醇)和非甾醇異構(gòu)體(如多萜醇、泛醌、焦磷酸法尼基和焦磷酸香葉香葉基)的前體。膽固醇在膜的完整性中起著重要的作用,而非固醇類異戊二烯類化合物則參與了各種細(xì)胞過程。香葉香葉基焦磷酸酯和法尼基焦磷酸酯使蛋白質(zhì)(翻譯后修飾),如Ras、Rho和Rac GTP酶家族,這又在細(xì)胞增殖、血管生成和生存中起著重要作用。
抑制HMG CoA還原酶與細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期停止和增殖抑制有關(guān)。據(jù)報(bào)道,他汀類藥物是公認(rèn)的HMG-CoA還原酶的抑制劑,具有抗癌活性。在腫瘤細(xì)胞中,HMG-CoA還原酶對(duì)甾醇調(diào)節(jié)的反饋抑制有抵抗力(圖4),因此其在各種類型的癌癥中上調(diào)。然而,腫瘤細(xì)胞中的HMG CoA還原酶對(duì)由非甾醇化合物介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄后抑制很敏感。還發(fā)現(xiàn)異戊二烯類化合物可以轉(zhuǎn)錄后抑制HMG-CoA還原酶的活性。
圖4. β-紫羅蘭酮介導(dǎo)的對(duì)HMG-CoA還原酶的抑制導(dǎo)致了抗增殖作用和膽固醇水平的降低。(OR51E2,嗅覺受體51E2;BCO2,β-胡蘿卜素加氧酶-2;HMG CoA,3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A;PP,焦磷酸)。
飲食中的β-紫羅蘭酮可以抑制雞的血清總膽固醇水平和HMG CoA活性,同時(shí)提高HDL水平。β-紫羅蘭酮對(duì)大鼠乳腺癌發(fā)生的化學(xué)預(yù)防作用與它對(duì)HMG-CoA還原酶的抑制作用平行。Espindola等人報(bào)告說,較高劑量的β-紫羅蘭酮(16毫克/100克)可抑制腫瘤前病變的細(xì)胞增殖,并在肝癌發(fā)生的初始階段引起較小的可見肝細(xì)胞結(jié)節(jié)。值得注意的是,血漿總膽固醇的水平隨著更高劑量的β-紫羅蘭酮的給藥而下降。其他研究發(fā)現(xiàn),β-紫羅蘭酮對(duì)小鼠B16黑色素瘤、乳腺癌、人類白血病、人類結(jié)腸腺癌和前列腺腫瘤細(xì)胞系生長(zhǎng)的抑制是通過降低HMG CoA還原酶的活性來實(shí)現(xiàn)的。β-紫羅蘭酮酮與洛伐他汀或反式、反式法尼醇(參與抑制還原酶的化合物)之間報(bào)告的協(xié)同抗增殖活性進(jìn)一步證實(shí)了這一點(diǎn)。
β-紫羅蘭酮對(duì)HMG-CoA活性的抑制是通過轉(zhuǎn)錄后作用介導(dǎo)的。β-紫羅蘭酮對(duì)HMG CoA活性的抑制是通過間接促進(jìn)HMG CoA的降解來解釋的。這是通過誘導(dǎo)焦磷酸戊酯焦磷酸酶的活性來介導(dǎo)的,而焦磷酸戊酯焦磷酸酶又會(huì)增加法尼醇的水平,法尼醇是一種非甾體的甲狀腺素產(chǎn)物,可降解HMG CoA還原酶(圖4)。此外,β-紫羅蘭酮和洛伐他汀影響了核纖層蛋白B的翻譯后修飾,而核纖層蛋白B是在間期組裝核膜的一個(gè)重要作用。因此,有人認(rèn)為β-紫羅蘭酮介導(dǎo)的對(duì)HMG CoA-還原酶的抑制抑制了核纖層蛋白B的核定位,從而導(dǎo)致DNA易受內(nèi)切酶的影響。這種作用將導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,正如β-紫羅蘭酮和洛伐他汀所描繪的那樣。此外,β-紫羅蘭酮和洛伐他汀引起細(xì)胞周期停止在G1期。因此,β-紫羅蘭酮和斯達(dá)汀共同調(diào)節(jié)HMG-CoA和協(xié)同抗增殖作用支持β-紫羅蘭酮作為癌癥的輔助治療,以減少斯達(dá)汀的副作用。
我們認(rèn)為β-紫羅蘭酮可能以類似于斯達(dá)汀的方式直接抑制HMG-CoA還原酶,因?yàn)棣?紫羅蘭酮看起來與斯達(dá)汀的藥理結(jié)構(gòu)有相似的骨架(圖4)。此外,最近的一項(xiàng)研究表明,與斯達(dá)汀結(jié)構(gòu)完全不同的化合物也能夠抑制HMG-CoA還原酶。
盡管如此,Duncan和他的同事表明,β-紫羅蘭酮可以抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖和細(xì)胞周期,而不影響HMG CoA還原酶的活性。β-紫羅蘭酮被發(fā)現(xiàn)具有化學(xué)保護(hù)作用,因?yàn)樗鼫p少了可見肝細(xì)胞結(jié)節(jié)的平均數(shù)量,以及持續(xù)的腫瘤前病變,在大鼠肝癌發(fā)生的整個(gè)起始階段造成DNA損傷。值得注意的是,β-紫羅蘭酮增加了肝癌大鼠的肝臟HMG-CoA還原酶mRNA水平,但降低了血漿總膽固醇的水平。這種還原酶mRNA水平的增加可能是HMG CoA降解后的一種補(bǔ)償機(jī)制。法尼醇對(duì)HMG CoA還原酶和膽固醇有類似的影響,這支持了所記錄的法尼醇可以調(diào)節(jié)β-紫羅蘭酮的活性的結(jié)論。
5、抗氧化劑介導(dǎo)的效果
Asokkumar提出,β-紫羅蘭酮的抗增殖活性可歸因于其抗氧化特性。苯并(a)芘是一種著名的致癌物,被選擇來誘發(fā)小鼠肺癌,因?yàn)樗徽J(rèn)為會(huì)產(chǎn)生活性氧并啟動(dòng)增殖變化。β-紫羅蘭酮的抗增殖作用是通過減少增殖細(xì)胞核抗原的表達(dá)和恢復(fù)癌癥標(biāo)志酶(癌胚抗原和神經(jīng)元特異性烯醇化酶)的正常水平來顯示的。對(duì)小鼠施用β-紫羅蘭酮可使酶(如過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶、谷胱甘肽還原酶(GR)和超氧化物歧化酶(SOD))和非酶抗氧化劑(如谷胱甘肽(GSH)、維生素E和C)的活性恢復(fù)到苯并(a)芘處理前的水平(圖5)。
圖5. β-紫羅蘭酮抑制促炎癥介質(zhì)和誘導(dǎo)/恢復(fù)抗氧化劑引起抗增殖和抗炎作用。(OR51E2,嗅覺受體51E2;BCO2,β-胡蘿卜素氧合酶-2;MAPK,有絲分裂原激活的蛋白激酶;JNK,Jun氨基末端激酶;AKT,蛋白激酶B;NF-кB,核因子-κB。Erk1/2,細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2;SOD,超氧化物歧化酶;CAT,過氧化氫酶;GPx,谷胱甘肽過氧化物酶;GST,谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶;GR,谷胱甘肽還原酶;GSH,谷胱甘肽)。
另一項(xiàng)研究表明,β-紫羅蘭酮具有化學(xué)保護(hù)作用,并抑制了7,12-二甲基苯(a)蒽誘導(dǎo)的大鼠乳腺癌的發(fā)生。它增加了抗氧化酶(GPx、GR、SOD)和GSH的活性。β-紫羅蘭酮的抗氧化作用進(jìn)一步得到了脂質(zhì)過氧化、丙二醛(氧化應(yīng)激的標(biāo)志物)和一氧化氮(一種活性氮物種)的減少的證明。Dong等人表明,在Hepa1c1c7細(xì)胞上應(yīng)用β-紫羅蘭酮可以增強(qiáng)醌還原酶的活性,這是一種第二階段的解毒酶。β-紫羅蘭酮如何產(chǎn)生抗氧化作用的確切機(jī)制仍不清楚。然而,對(duì)醌還原酶的影響可能是通過對(duì)p38的調(diào)節(jié)來解釋的,p38是第二階段解毒酶激活的一個(gè)負(fù)面調(diào)節(jié)器。
6、促炎癥分子介導(dǎo)的影響
β-紫羅蘭酮抑制COX-2在人類胃癌細(xì)胞和大鼠乳腺腫瘤組織中的表達(dá),這可能解釋了其抗增殖作用。此外,人胃癌細(xì)胞中前列腺素E2(PGE2)的釋放也有所減少。Kang支持β-紫羅蘭酮對(duì)脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的促炎癥介質(zhì)的表達(dá)有抑制作用。據(jù)報(bào)道,在LPS誘導(dǎo)的BV2小膠質(zhì)細(xì)胞中,β-紫羅蘭酮減弱了一氧化氮(NO)、前列腺素E2(PGE2)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的釋放以及誘導(dǎo)性NO合成(iNOS)、環(huán)氧化酶-2和TNF-α的蛋白質(zhì)和mRNA表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn),β-紫羅蘭酮通過抑制NF-κB和MAPK途徑調(diào)節(jié)這些炎癥介質(zhì)(圖5)。作者表明,β-紫羅蘭酮通過延緩Akt的活性降低了NF-κB的DNA結(jié)合活性。此外,β-紫羅蘭酮抑制了MAPKs(Erk、p38和JNK)的磷酸化,而MAPKs是釋放促炎癥介質(zhì)的重要調(diào)節(jié)器。
7、抗菌作用
Griffin和他的同事研究了結(jié)構(gòu)基團(tuán)在決定幾種萜類化合物的抗菌活性中的作用。β-紫羅蘭酮對(duì)大腸桿菌和白色念珠菌有抑制活性。β-紫羅蘭酮抑制了黃曲霉的生長(zhǎng)和黃曲霉和寄生蟲的孢子繁殖。此外,暴露在β-紫羅蘭酮下,無性繁殖結(jié)構(gòu)的形態(tài)發(fā)生了改變。值得注意的是,黃曲霉的孢子中的黃曲霉毒素積累量急劇減少。
8、α-紫羅蘭酮
如前所述,β-紫羅蘭酮作為OR51E2的激動(dòng)劑。另一方面,α-紫羅蘭酮對(duì)OR51E2的活性并不明確。一些研究報(bào)告說,α-紫羅蘭酮拮抗OR51E2,它阻止或抑制了β-紫羅蘭酮的作用,特別是它被用來證實(shí)OR51E2被β-紫羅蘭酮激活。例如,Neuhaus發(fā)現(xiàn)α-紫羅蘭酮對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣濃度沒有影響,它抑制了β-紫羅蘭酮誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)鈣的增加和對(duì)前列腺癌細(xì)胞的抗增殖作用。
相反,Sanz等人表明,α-紫羅蘭酮是OR51E2的真正激動(dòng)劑。值得注意的是,α-紫羅蘭酮主要誘導(dǎo)LNCaP細(xì)胞和小鼠前列腺腫瘤的生長(zhǎng),而β-紫羅蘭酮?jiǎng)t增加細(xì)胞的侵襲性。這些發(fā)現(xiàn)與GPCR的偏向激動(dòng)現(xiàn)象相一致。因此,有人提出,每種離子素誘導(dǎo)不同的下游信號(hào)級(jí)聯(lián),取決于G蛋白或β-抑制蛋白(arrestin)的耦合。
此外,α-紫羅蘭酮根據(jù)其劑量引起不同的反應(yīng);中等劑量可增強(qiáng)LNCaP細(xì)胞的侵襲性,而高劑量則沒有(相反,它可維持細(xì)胞生長(zhǎng))。有人提出,α-紫羅蘭酮會(huì)根據(jù)劑量的不同調(diào)節(jié)不同的細(xì)胞信號(hào)級(jí)聯(lián)。例如,α-紫羅蘭酮可能部分或完全激活了OR51E2,從而引發(fā)了不同的下游信號(hào)級(jí)聯(lián)。這也可能意味著α-紫羅蘭酮在較高的劑量下會(huì)拮抗OR51E2。然而,在轉(zhuǎn)染的HEK293細(xì)胞中,較高劑量的α-紫羅蘭酮激活OR51E2支持前一種假設(shè)。
紫羅蘭酮,特別是β-紫羅蘭酮,可以通過BCO2內(nèi)源性產(chǎn)生或通過飲食外源性提供。無論是內(nèi)源性的還是外源性的,β-紫羅蘭酮都具有抗癌、化學(xué)預(yù)防、抑制黑色素生成、抗炎和抗菌的活性。β-紫羅蘭酮通過激活OR51E2和調(diào)節(jié)HMG CoA還原酶、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白、促凋亡和抗凋亡途徑、促炎癥細(xì)胞因子和抗氧化酶來介導(dǎo)這些作用。OR51E2的激活導(dǎo)致調(diào)節(jié)各種激酶的活性和細(xì)胞內(nèi)鈣離子的增加。OR51E2的激活導(dǎo)致前列腺癌細(xì)胞的抗增殖作用和轉(zhuǎn)移,黑色素細(xì)胞的抗增殖作用和黑色素生成以及視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。
歸因于β-紫羅蘭酮的廣泛效應(yīng)和各種信號(hào)級(jí)聯(lián)可能是由于不同的細(xì)胞匯合體而產(chǎn)生。此外,β-紫羅蘭酮可能與廣泛的受體相互作用,不限于OR51E2,如報(bào)道的與AR和RXR-α的相互作用。此外,β-紫羅蘭酮可能在不同的細(xì)胞內(nèi)區(qū)劃中激活細(xì)胞質(zhì)OR51E2。這是基于β-紫羅蘭酮的疏水特性,使其能夠穿越細(xì)胞膜。
β-紫蘿蘭酮和α-紫羅蘭酮衍生物表現(xiàn)出抗炎、抗微生物和抗癌作用。建議進(jìn)一步研究β-和α-紫羅蘭酮衍生物與各種報(bào)道的生理作用之間的結(jié)構(gòu)活性關(guān)系。然而,大多數(shù)研究都同意,連接在β-紫羅蘭酮上的環(huán)狀分子上的電子抽出取代基會(huì)產(chǎn)生更好的抗癌和抗微生物活性。
總的來說,這些數(shù)據(jù)表明,β-紫羅蘭酮是一個(gè)有前途的治療癌癥、炎癥和傳染病研究的骨架結(jié)構(gòu),因此它不僅僅是一個(gè)紫羅蘭的香味。
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