我们最近报道了 shikonin(Shikonine)及其类似物是一类可以绕过癌症耐药性的坏死性凋亡诱导剂。然而,shikonin 的分子靶标尚不清楚。方法和结果:在这里,我们发现莽草素及其类似物是肿瘤特异性丙酮酸激酶-M2 (PKM2) 的抑制剂,其中莺草素及其对映体异构体烷氨酸最有效,显示出有希望的选择性,即莺草素和烷氨酸在导致 PKM2 活性抑制超过 50% 的浓度下不抑制 PKM1 和丙酮酸激酶-L (PKL)。Shikonin 和 alkannin 显着抑制糖酵解率,表现为主要表达 PKM2 的药物敏感和耐药癌细胞系 (MCF-7、MCF-7/Adr、MCF-7/Bcl-2、MCF-7/Bcl-x(L) 和 A549)中的细胞乳酸产生和葡萄糖消耗。转染 PKM1 的 HeLa 细胞对 shikonin 或 alkannin 诱导的细胞死亡的敏感性降低。据我们所知,紫草素和阿尔坎宁是迄今为止报道的 PKM2 最有效和最特异性的抑制剂。结论:由于 PKM2 在癌细胞中普遍表达并决定对癌细胞增殖和存活至关重要的糖酵解的最后限速步骤,对映体 shikonin 和 alkannin 可能在未来的临床应用中具有潜力。
分泌性腹泻仍然是一个全球性的健康负担,并导致儿童大量死亡。一些关注止泻疗法可以减少腹泻疾病中的液体流失和肠道蠕动。方法和结果:在本研究中,我们使用基于细胞的荧光猝灭试验确定 shikonin (Shikonine) 是 TMEM16A 氯离子通道活性的抑制剂。shikonin 的 IC50 值为 6.5 μM。短路电流测量表明,紫草素以剂量依赖性方式抑制 Eact 诱导的 Cl(-) 电流,IC50 值为 1.5 μM。短路电流测量显示,紫草素对小鼠结肠上皮细胞中 CCh 诱导的 Cl(-) 电流表现出抑制作用,但不影响细胞质 Ca(2+) 浓度以及其他主要肠上皮细胞氯离子通道电导调节剂。表征研究发现,紫草素抑制基底外侧 K(+) 通道活性,而不影响 Na(+)/K(+)-ATP 酶活性。体内研究表明,在轮状病毒腹泻的新生小鼠模型中,紫草素显着延迟了小鼠的肠道蠕动并降低了粪便含水量,而不会影响体内病毒感染过程。结论:综上所述,莺草素抑制肠上皮细胞钙激活的氯离子通道,抑制作用部分通过抑制基底外侧 K(+) 通道活性,莺草素可能是治疗轮状病毒分泌性腹泻的先导化合物。
丙酮酸激酶 M2 (PKM2) 的 M2 亚型已被证明在人类皮肤癌中上调。方法和结果:为了测试 PKM2 是否可能是化学预防的靶点,紫草素 (Shikonine) 是红石腈根的天然产物,也是 PKM2 的特异性抑制剂,用于化学诱导的小鼠皮肤致癌研究。结果显示,紫草素治疗抑制了皮肤肿瘤的形成。皮肤表皮组织的形态学检查和免疫组织化学染色表明,紫草素抑制细胞增殖而不诱导细胞凋亡。尽管单独的 shikonin 抑制了 PKM2 活性,但在皮肤致癌研究结束时,它并没有抑制肿瘤启动子诱导的皮肤表皮组织中的 PKM2 激活。为揭示 shikonin 的潜在化学预防机制,进行了抗体微阵列分析,结果显示转录因子 ATF2 及其下游靶标 Cdk4 在化学致癌物处理下上调;而这些上调则被 shikonin 压制了。在可推广皮肤细胞模型中,ATF2 的核水平在肿瘤促进过程中增加,而这种增加被 shikonin 抑制。此外,敲低 ATF2 降低了 Cdk4 和 Fra-1 (激活蛋白 1 的关键亚基。结论:综上所述,这些结果表明,紫草素在体内抑制 PKM2 而不是抑制 ATF2 通路,而是在皮肤致癌作用中。
紫草素(Shikonine)是紫草(紫花椒,石荆的干根)的主要成分,紫草是一种中草药,具有多种生物活性,包括抑制人类免疫缺陷病毒 (HIV) 1 型 (HIV-1)。G 蛋白偶联趋化因子受体被 HIV-1 用作辅助受体进入宿主细胞。方法和结果:在本研究中,我们评估了 shikonin 对趋化因子受体功能和 HIV-1 复制的影响。结果表明,在纳摩尔浓度下,紫草素响应多种 CC 趋化因子 (CCL2 [单核细胞趋化蛋白 1]、CCL3 [巨噬细胞炎症蛋白 1alpha] 和 CCL5 [激活时调节,正常 T 细胞表达和分泌蛋白])、CXC 趋化因子 (CXCL12 [基质细胞衍生因子 1alpha])和经典趋化因子 (甲酰甲硫氨酰-亮氨酸-苯丙氨酸和补体分数 C5a) 抑制单核细胞趋化性和钙通量。Shikonin 下调巨噬细胞上 CCR5(一种主要的 HIV-1 辅助受体)的表面表达程度高于其他受体 (CCR1、CCR2、CXCR4 和甲酰肽受体)。CCR5 mRNA 表达也被该化合物下调。此外,紫草素抑制了人外周血单核细胞中 HIV 的多重耐药菌株和儿科临床分离株的复制,50% 抑制浓度 (IC(50)s) 范围为 96 至 366 nM。Shikonin 还有效抑制了 HIV Ba-L 分离株在单核细胞/巨噬细胞中的复制,IC(50) 为 470 nM。结论:我们的结果表明,紫草素的抗 HIV 和抗炎活性可能与其对趋化因子受体表达和功能的干扰有关。因此,紫草素作为一种天然存在的低分子量泛趋化因子受体抑制剂,构成了新型抗 HIV 治疗剂开发的基础。
CAS 517-89-5对应的化学物质是紫草素,以下是关于紫草素的详细介绍:
中文名称:紫草素
英文名称:Shikonin
别名:紫草醌、紫草宁、紫根素、Alkannin、紫朱草素、紫草红、紫草色素、紫根色素、紫草红色素
化学式:C16H16O5
分子量:288.3(也有资料给出为288.2952)
CAS登录号:517-89-5
外观:紫色结晶性粉末或紫褐色针状结晶
密度:1.373g/cm³
熔点:147~149℃
沸点:567.36℃(也有资料给出为567.4℃)
闪点:310.98℃(也有资料给出为311℃)
旋光度:+138°(苯)(也有资料给出+135°)
溶解性:不溶于水,溶于乙醇、有机溶剂和植物油,易溶于碱水,遇酸又沉淀析出。色调随Ph值变化,Ph值46呈红色,Ph值8呈紫色,Ph值1012则蓝色。
来源:紫草素是从紫草科植物中提取的天然产物,紫草始载于《神农本草经》,主产于我国的新疆、内蒙等地。
提取:紫草素提取纯化难度极大,目前市场上紫草素含量低,只有0.1%左右。常见的提取方法包括以紫草的根为原料,用精制豆油浸提,再用乙醇萃取,最后浓缩滤去不溶物得到成品。
药用价值:紫草素具有抗癌、抗炎、抗菌等作用。临床用于治疗急、慢性肝炎、肝硬化(腹水),皮肤科用于治疗扁平疣、银屑病,局部应用治疗烧伤和促进伤口愈合。滴眼剂用于治疗单疱病毒性角膜炎。
美容价值:紫草素适用于各种肤质,具有修护、止血、促进皮肤再生,细胞新陈代谢的功效,能迅速渗入皮肤、促进伤口愈合、清除自由基,达到祛除暗疮、痘印,淡化色斑疤痕的作用。
食用色素:紫草素可用作食品着色剂,我国规定可用于果汁(味)饮料类、果酒、雪糕和冰棍,最大使用量为0.1g/kg。
存储:紫草素应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房,远离火种、热源,防止阳光直射。包装应密封,并与酸类、食用化学品分开存放,切忌混储。
安全:紫草素在特定条件下可能对人体产生危害,因此在使用和存储时应遵循相应的安全规范。
综上所述,CAS 517-89-5即紫草素,是一种具有多种用途和价值的化学物质。在存储和使用时,需要遵循相应的安全规范以确保安全。
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刘盼盼