研究人員研究青蒿（黃花蒿）植物的藥用化合物，發現了潛在的癌症和COVID-19 治療機制。在瓦萊麗·斯彭塞爾(Valerie Sponsel) 的德克薩斯大學聖安東尼奧分校(UTSA) 生物實驗室裡，整齊地擺放在兩排陶土盆中的高大芳香植物中長出了充滿活力的綠葉。

她上方的一層是弗朗西斯·吉本的化學實驗室，他正在從植物的葉子中提取藥用化合物。很快，研究人員將與UTSA 研究員Annie Lin 會面，她將測試提取的化合物對癌細胞的作用。

 UTSA 研究人員正在研究這種植物，以了解其中一種化合物青蒿素B 在癌細胞和新冠病毒(SARS-CoV-2 病毒引起的疾病) 中的生物活性特性。圖片來源：德克薩斯大學聖安東尼奧分校

這種植物是青蒿，或稱Sweet Annie，含有藥用化合物。UTSA 研究人員正在研究這種植物，以了解其中一種化合物青蒿素B 在癌細胞和新冠病毒(SARS-CoV-2 病毒引起的疾病) 中的生物活性特性。

“大約50% 的處方藥源自天然產品。 它們是由植物、真菌或細菌製成的。 這些藥物有一半源自植物。 當你想到世界上存在的所有藥物時，這真是令人驚訝，”斯彭塞爾說。“不同的植物產生不同的藥用化合物。 就癌症而言，有幾種類型的化合物一直存在，但直到最近半個世紀才被發現。 永遠不會有一種化合物可以治療所有癌症，因此研究仍在繼續。”

青蒿用於中藥已有2000 多年的歷史。該植物產生青蒿素，其中含有內過氧化物，用於治療瘧疾。其葉子提取物已用於治療多種其他疾病，包括癌症和COVID-19。注入青蒿的咖啡是當前癌症相關臨床試驗的焦點，而注入茶葉的植物提取物已在非洲用於對抗新冠病毒。

然而，直到最近，研究人員還沒有清楚地了解這種植物的化合物到底是如何發揮作用的。Sponsel、Yoshimoto 和Lin 通過生物化學、化學和生物學的跨學科工作，率先證明了其中一種分子的機制。

UTSA 綜合生物學系和神經科學系副教授Lin 說：“我們正處於研究青蒿藥用化合物作用機制的第一階段，以決定如何最好地提供它們和靶向治療，它可以降低濃度來直接靶向腫瘤。 目前，我們正在研究如何將化合物封裝成不同的濃度，以專門針對需要治療的區域。”

該研究是與加州大學舊金山分校(UCSF) 腦腫瘤中心主任兼教授Mitchel S. Berger 合作完成的，最近發表在《天然產品雜誌》上。Berger 提供了來自UCSF 腦腫瘤組織庫的原代膠質母細胞瘤細胞的資源。

“我們使用甲醇作為溶劑來提取該化合物，這就是我的想法，這一定是它在生物系統中的工作原理，”UTSA 化學助理教授Yoshimoto 解釋道。

Yoshimoto 實驗室的博士生Kaitlyn Varela 使用核磁共振波譜法和液相色譜-質譜法對青蒿葉提取物進行了分餾和表徵。

研究人員測試了這些組分對膠質母細胞瘤（GBM）細胞（一種腦腫瘤的惡性形式）的細胞毒性活性（物質對細胞的毒性程度）。然後，他們純化了這些組分，以一一識別和測試它們各自的成分對癌細胞的抵抗力。在整個過程中，青蒿素B 始終表現出針對GBM 癌細胞的細胞毒活性。他們認為它可以抑制癌細胞中過度表達的半胱氨酸蛋白酶（蛋白質降解酶）。

“然後，我們通過化學還原將青蒿素B 衍生化，林博士表明，還原形式的青蒿素B 在相同濃度下對GBM 沒有活性。 這一結果告訴我們青蒿素B 具有生物活性特性，” Yoshimoto 說。“為了擴展我們的結果，Kaitlyn 表明青蒿素B 會阻礙SARS-CoV-2 主要蛋白酶和caspase-8 的活性。 這兩種酶都是半胱氨酸蛋白酶。”

吉本補充道：“我們想知道這是如何運作的，以便我們能夠以聰明的方式給某人提供藥物。 我們每個人的身體都是不同的。 例如，癌症過度表達某些基因，如果您知道正在表達什麼基因，那麼您可以針對它並用藥物阻斷其蛋白質產物的活性。

“一個具體的例子是他莫昔芬，它是一種前藥，可通過體內的關鍵酶細胞色素P450 2D6 代謝為其活性形式艾多昔芬。 內多昔芬阻斷雌激素受體的活性，一些雌激素依賴性乳腺癌過度表達雌激素受體，並且需要生長。 然而，有些人的P450 2D6 活性較低，因此他莫昔芬不能有效治療雌激素依賴性癌症。”

“能夠了解藥物的作用機制非常強大，因為它可以更有效地給予藥物。”