Artemisinin（青蒿素）：神经母细胞瘤细胞周期阻断与凋亡诱导剂

引言

Artemisinin（青蒿素，货号：11816）由艾美捷代理的cayman推出，是从中药植物黄花蒿（Artemisia annua）中分离得到的天然倍半萜内酯化合物，其分子中的1,2,4-三氧杂环己烷（内过氧化物桥）是其生物活性的化学基础。青蒿素及其衍生物是国际公认的一线抗疟药物，同时近年来在抗肿瘤研究领域也显示出应用潜力。本产品为科研级试剂（纯度≥98%），不适用于人体或兽医用途，仅供基础研究使用。

作用机制：铁(II)依赖性内过氧化物裂解与ROS生成

青蒿素属于铁反应性内过氧化物。在二价铁离子（Fe??）存在下，其内过氧化物桥发生选择性裂解，生成包括活性氧（ROS）、碳中心自由基及过氧自由基在内的高活性物种。这些活性物质可氧化细胞膜脂质、蛋白质及核酸，引发氧化应激和细胞损伤。

铁选择性：疟原虫感染的红细胞因寄生虫消化血红蛋白释放大量血红素铁，部分肿瘤细胞因转铁蛋白受体高表达而富集铁。这一特征赋予了青蒿素对病理细胞的选择性毒性。

作用方式多样性：根据细胞类型和浓度，青蒿素可诱导凋亡、铁死亡或自噬性细胞死亡。在神经母细胞瘤中，其主要诱导G0/G1期阻滞和凋亡；在某些癌细胞系中亦被报道可触发铁死亡。

抗疟活性参数

体外抗恶性疟原虫

青蒿素对多种恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）株系具有强效抑制作用，IC50范围3.98–20.36 nM。这一活性远低于多数化学合成抗疟药，体现了内过氧化物桥在铁催化下的高效裂解。

体内抗疟药效

感染模型 药效指标 数值 说明

恶性疟原虫感染小鼠 CD50（治愈剂量） 140 mg/kg 治愈50%感染动物的总剂量

伯氏疟原虫感染小鼠 ED50（每日有效剂量） 5.6 mg/kg/天 每日给药降低寄生虫血症50%

临床背景提示

描述中指出“含有青蒿素的制剂已被用于疟疾联合治疗”。在临床实践中，青蒿素通常以衍生物（青蒿琥酯、蒿甲醚、双氢青蒿素）形式与其他抗疟药（如本芴醇、哌喹）组成联合疗法（ACTs）。本科研产品不替代临床用药，仅供机制研究。

抗癌活性数据

神经母细胞瘤细胞系中的效应

在100–400 ?M浓度范围内，青蒿素对以下人神经母细胞瘤细胞系表现出时间和浓度依赖性的生长抑制作用：

SK-N-AS

BE(2)-C

SK-N-DZ

SHEP1

具体效应包括：

细胞周期阻滞：诱导细胞停滞于G0/G1期，阻止S期进入。

凋亡诱导：检测到凋亡标志物（如caspase活化、Annexin V阳性）。

生长抑制：通过MTT/CCK-8法等证实。

集落形成抑制

在软琼脂集落形成实验中，青蒿素显著抑制BE(2)-C细胞的锚定非依赖性生长能力。该实验反映肿瘤细胞的恶性转化和干性特征，结果提示青蒿素可能具有抗肿瘤干细胞或抗转移潜能。

体内异种移植模型

在BE(2)-C小鼠异种移植模型中，青蒿素给药后减少肿瘤生长。具体剂量和方案未在产品描述中详述，建议参考文献确定（常用剂量范围为50–200 mg/kg/天，腹腔注射或灌胃）。

化学与物理性质

分子信息：

系统命名：(3R,5aS,6R,8aS,9R,12S,12aR)-八氢-3,6,9-三甲基-3,12-环氧-12H-吡喃并[4,3-j]-1,2-苯并二氧杂环庚烯-10(3H)-酮

CAS号：63968-64-9

分子式：C15H22O5

分子量：282.3

纯度：≥98%

物理形态：结晶性固体

溶解度数据（关键参数）：

溶剂体系 溶解度 适用场景

DMF 20 mg/ml 高浓度储备液（约70.8 mM）

DMSO 10 mg/ml 常用储备液（约35.4 mM）

乙醇 16 mg/ml 适合无DMSO体系

DMF:PBS (1:1, pH 7.2) 0.5 mg/ml 缓冲液稀释工作液，浓度受限

SMILES/InChi：已提供标准化学标识符，可用于化合物验证和数据库检索。

来源：植物/黄花蒿（Artemisia annua）

储存与运输信息

储存条件：-20°C。青蒿素在室温下相对稳定，但长期储存建议低温、干燥、避光，防止内过氧化物桥缓慢分解。

运输条件：美国大陆地区可室温运输；其他地区可能有所不同，请以实际承运条件为准。

功能性应用指南

1. 抗疟机制研究

体外药敏实验：培养恶性疟原虫3D7或Dd2株，设置青蒿素浓度梯度0.1–100 nM，处理48–72小时后通过[?H]次黄嘌呤掺入或SYBR Green I法测定IC50。

铁依赖性验证：联用去铁胺（100 ?M）可显著降低青蒿素效力，证实作用依赖于铁。

体内抗疟模型：小鼠感染伯氏疟原虫（ANKA株），给药方式推荐腹腔注射或灌胃，剂量参考ED50 = 5.6 mg/kg/天，建议设置5–20 mg/kg/天梯度，连续4天，通过血涂片计数寄生虫血症。

2. 抗癌活性评价

浓度范围：神经母细胞瘤细胞推荐100–400 ?M，其他实体瘤（如肝癌、乳腺癌）可能敏感浓度更低（10–100 ?M），建议预实验确定。

处理时间：24–72小时，时间依赖性明显。

凋亡检测：使用Annexin V-FITC/PI流式检测；caspase-3/7活性发光法；或Western blot检测PARP剪切。

细胞周期分析：PI染色后流式细胞术，G0/G1期比例增加为特征表现。

集落形成实验：软琼脂中青蒿素浓度为50–200 ?M，处理7–14天后结晶紫染色计数。

体内异种移植：BE(2)-C细胞皮下接种裸鼠，待肿瘤体积达50–100 mm?后开始给药，推荐剂量100 mg/kg/天腹腔注射，每周5次，持续2–3周，测量肿瘤体积和体重。

3. 机制验证实验

ROS检测：DCFH-DA（10 ?M）或DHE（5 ?M）荧光探针，加药后1–6小时内检测。建议设置阳性对照（H?O?，100 ?M）。

抗氧化剂拮抗：NAC（1–5 mM）或维生素C（100 ?M）预处理1小时可部分逆转青蒿素效应，作为ROS依赖性验证。

铁死亡特异性检测：在某些细胞系中，联用ferrostatin-1（1 ?M）或liproxstatin-1（0.5 ?M）观察是否部分逆转。若可逆转，提示铁死亡成分；但青蒿素主要死亡途径为凋亡，需综合判断。

GPX4、xCT表达水平：Western blot检测铁死亡相关蛋白变化。

4. 溶剂配制注意事项

储备液配制：推荐DMSO溶解至10 mg/ml（35.4 mM），分装后-20°C保存，避免反复冻融。也可使用DMF（20 mg/ml）或乙醇（16 mg/ml）。

细胞实验工作液：用培养基稀释至目标浓度，保证DMSO终浓度≤0.1%（对多数细胞系无显著毒性）。若需更高浓度，可改用乙醇稀释，但需设置乙醇溶剂对照。

体内注射溶媒：常用溶媒配方为5% DMSO + 40% PEG300 + 55%生理盐水；或使用芝麻油/玉米油配成悬浊液灌胃。青蒿素脂溶性较好（logP约2.5），油性溶媒可提高生物利用度。

缓冲体系限制：含PBS的缓冲液会大幅降低溶解度（0.5 mg/ml），配制工作液时应避免高浓度直接稀释到PBS中，建议先用纯溶剂溶解，再用含血清的培养基稀释。

5. 对照设置建议

阳性对照：抗疟实验用氯喹（CQ，IC50约10–50 nM）；抗癌实验用依托泊苷（10 ?M）或顺铂（10 ?M）。

阴性对照：等体积溶媒（DMSO/乙醇/油）。

铁依赖性对照：去铁胺（DFO，50–100 ?M）共处理。

安全与使用限制

重要警告：本产品仅供科研使用，不适用于人类、兽医或临床治疗。尽管青蒿素是临床批准药物，但此规格产品未经药典质量控制，不可用于人体。

文献参考：

1. Akoachere, M., Buchholz, K., Fischer, E., et al. In vitro assessment of methylene blue on chloroquine-sensitive and -resistant Plasmodium falciparum strains reveals synergistic action with artemisinins. Antimicrob. Agents Chemother. 49(11), 4592-4597 (2005).

2. Zhu, S., Liu, W., Ke, X., et al. Artemisinin reduces cell proliferation and induces apoptosis in neuroblastoma. Oncol. Rep. 32(3), 1094-1100 (2014).

3. Ooko, E., Saeed, M.E.M., Kadioglu, O., et al. Artemisinin derivatives induce iron-dependent cell death (ferroptosis) in tumor cells. Phytomedicine 22(11), 1045-1054 (2015).

4. Robert, A., Benoit-Vical, F., Claparols, C., et al. The antimalarial drug artemisinin alkylates heme in infected mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102(38), 13676-13680 (2005).

5. Chawira, A.N., Warhurst, D.C., Robinson, B.L., et al. The effect of combinations of qinghaosu (artemisinin) with standard antimalarial drugs in the suppressive treatment of malaria in mice. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 81(4), 554-558 (1987).