研究人员研究青蒿（黄花蒿）植物的药用化合物，发现了潜在的癌症和 COVID-19 治疗机制。在瓦莱丽·斯彭塞尔 (Valerie Sponsel) 的德克萨斯大学圣安东尼奥分校 (UTSA) 生物实验室里，整齐地摆放在两排陶土盆中的高大芳香植物中长出了充满活力的绿叶。

她上方的一层是弗朗西斯·吉本的化学实验室，他正在从植物的叶子中提取药用化合物。 很快，研究人员将与 UTSA 研究员 Annie Lin 会面，她将测试提取的化合物对癌细胞的作用。

 UTSA 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 在癌细胞和新冠病毒 (SARS-CoV-2 病毒引起的疾病) 中的生物活性特性。 图片来源：德克萨斯大学圣安东尼奥分校

这种植物是青蒿，或称Sweet Annie，含有药用化合物。 UTSA 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 在癌细胞和新冠病毒 (SARS-CoV-2 病毒引起的疾病) 中的生物活性特性。

“大约 50% 的处方药源自天然产品。 它们是由植物、真菌或细菌制成的。 这些药物有一半源自植物。 当你想到世界上存在的所有药物时，这真是令人惊讶，”斯彭塞尔说。 “不同的植物产生不同的药用化合物。 就癌症而言，有几种类型的化合物一直存在，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，因此研究仍在继续。”

青蒿用于中药已有 2000 多年的历史。 该植物产生青蒿素，其中含有内过氧化物，用于治疗疟疾。 其叶子提取物已用于治疗多种其他疾病，包括癌症和 COVID-19。 注入青蒿的咖啡是当前癌症相关临床试验的焦点，而注入茶叶的植物提取物已在非洲用于对抗新冠病毒。

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到底是如何发挥作用的。 Sponsel、Yoshimoto 和 Lin 通过生物化学、化学和生物学的跨学科工作，率先证明了其中一种分子的机制。

UTSA 综合生物学系和神经科学系副教授 Lin 说：“我们正处于研究青蒿药用化合物作用机制的第一阶段，以决定如何最好地提供它们和靶向治疗，它可以降低浓度来直接靶向肿瘤。 目前，我们正在研究如何将化合物封装成不同的浓度，以专门针对需要治疗的区域。”

该研究是与加州大学旧金山分校 (UCSF) 脑肿瘤中心主任兼教授 Mitchel S. Berger 合作完成的，最近发表在《天然产品杂志》上。 Berger 提供了来自 UCSF 脑肿瘤组织库的原代胶质母细胞瘤细胞的资源。

“我们使用甲醇作为溶剂来提取该化合物，这就是我的想法，这一定是它在生物系统中的工作原理，”UTSA 化学助理教授 Yoshimoto 解释道。

Yoshimoto 实验室的博士生 Kaitlyn Varela 使用核磁共振波谱法和液相色谱-质谱法对青蒿叶提取物进行了分馏和表征。

研究人员测试了这些组分对胶质母细胞瘤（GBM）细胞（一种脑肿瘤的恶性形式）的细胞毒性活性（物质对细胞的毒性程度）。 然后，他们纯化了这些组分，以一一识别和测试它们各自的成分对癌细胞的抵抗力。 在整个过程中，青蒿素 B 始终表现出针对 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，我们通过化学还原将青蒿素 B 衍生化，林博士表明，还原形式的青蒿素 B 在相同浓度下对 GBM 没有活性。 这一结果告诉我们青蒿素 B 具有生物活性特性，”Yoshimoto 说。 “为了扩展我们的结果，Kaitlyn 表明青蒿素 B 会阻碍 SARS-CoV-2 主要蛋白酶和 caspase-8 的活性。 这两种酶都是半胱氨酸蛋白酶。”

吉本补充道：“我们想知道这是如何运作的，以便我们能够以聪明的方式给某人提供药物。 我们每个人的身体都是不同的。 例如，癌症过度表达某些基因，如果您知道正在表达什么基因，那么您可以针对它并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，它是一种前药，可通过体内的关键酶细胞色素 P450 2D6 代谢为其活性形式艾多昔芬。 内多昔芬阻断雌激素受体的活性，一些雌激素依赖性乳腺癌过度表达雌激素受体，并且需要生长。 然而，有些人的 P450 2D6 活性较低，因此他莫昔芬不能有效治疗雌激素依赖性癌症。”

“能够了解药物的作用机制非常强大，因为它可以更有效地给予药物。”