美国新研究表明植物中二萜香叶基香叶醇可抑制羟甲基戊二酸单
近日，美国德克萨斯女子大学的一项研究表明，二萜香叶基香叶醇可抑制羟甲基戊二酸单醯辅酶A还原酶活性，从而使人类前列腺癌细胞株DU145细胞周期暂停在G1时期进而诱发细胞凋亡。相关文章发表于2013年11月号的《Experimental biology and Medicine》杂志上。
研究组在亚麻籽油、香椿木油、布兰卡果油、红木种子油中所发现的二萜香叶基香叶醇可以使得人类前列腺癌细胞株DU145细胞周期暂停在G1时期进而诱发细胞凋亡。 这项研究提供了最新的证据支持膳食异戊二烯，一类植物化学物质涵盖了约55,000个甲羟戊酸衍生的次级代谢产物，具有抑制肿瘤的潜力。
在营养及食物科学研究所中的资深作者及教授莫焕标博士说道: “这个研究的工作日期必须追朔到1980年代，当时威斯康辛大学由查尔斯 埃尔森博士以及迈克尔 古尔德博士所领军的研究团队发现了单萜类化合物可以抑制肿瘤的活性，接着倍半萜类及二萜类化合物也被发现有此特性。”
这些化合物们，广泛的存在于水果、蔬菜以及谷物中，都可以抑制细胞的生长能力，尤其是对肿瘤细胞抑制生长的能力比正常细胞来的更佳。而由莫博士研究团队发表在2011年实验生物学及医学期刊的文章(236：604-613)已指出正常的纤维母细胞对于香叶基香叶醇所引起的生长抑制能力，比起小鼠B16黑色素瘤细胞有高出十倍的抵抗力。
在动物实验中也证实，这种异戊二烯类用以对肿瘤具有专一性抑制能力的剂量并无毒性(莫博士与埃尔森博士发表于2004年实验生物学及医学期刊，229：567 -585)。先前的研究工作亦提出异戊二烯具有协同抑制肿瘤生长能力的假设，但在前列腺癌中则尚待证实。
与位在达拉斯的德克萨斯大学西南医学中心一起合作的研究发现，二萜香叶基香叶醇的肿瘤抑制能力会伴随羟甲基戊二酸单醯辅酶A还原酶的低度调控。羟甲基戊二酸单醯辅酶A还原酶是甲羟戊酸路径中的一个关键酵素，可以提供转录后修饰所必要的中间产物，尤其是生长相关蛋白;Ras蛋白，细胞核膜蛋白以及类胰岛素生长因子受体都需要此种中间产物。
异戊二烯所抑制的羟甲基戊二酸单醯辅酶A还原酶在肿瘤中会引起生长停滞，接着会引起甲羟戊酸供应衰减。德克萨斯大学西南医学中心分子遗传学系和霍华德休斯医学研究所的罗素德柏斯-博伊德博士说道：“这是首次证实在前列腺癌细胞中，香叶基香叶醇可以抑制羟甲基戊二酸单醯辅酶A还原酶。”
实验生物学及医学期刊主编史蒂芬古德曼博士认为：“此篇由莫焕标博士及其团队在德克萨斯女子大学和德克萨斯大学西南医学中心所做的研究证实了香叶基香叶醇可以引起人类前列腺癌细胞的剂量依赖性凋亡。更进一步的指出二萜类可以抑制羟甲基戊二酸单醯辅酶A还原酶，使得甲羟戊酸消耗殆尽而导致细胞周期停留在G1时期，进而引起前列腺癌细胞凋亡。更重要地，这篇文章提供了二萜香叶基香叶醇可以在未来作为治疗前列腺癌药物的可能性。”
此篇研究其他贡献者包含了研究生妮可 费南德斯(目前在鲍尔州立大学)、霍达颜嘉内桥、瑞吉斯卡特卢(目前在巴吞鲁日综合医疗中心)，林赛 莫里斯(德克萨斯大学西南医学中心)、蕾妮米琼以及香港浸会大学的禹志领博士。
原文摘要：
Geranylgeraniol suppresses the viability of human DU145 prostate carcinoma cells and the level of HMG CoA reductase
N. V. Fernandes, H. Yeganehjoo, R. Katuru, R. A. DeBose-Boyd, L. L. Morris, R. Michon, Z.-L. Yu, H. Mo
The rate-limiting enzyme of the mevalonate pathway, 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A (HMG CoA) reductase, provides essential intermediates for the prenylation of nuclear lamins and Ras and dolichol-mediated glycosylation of growth factor receptors. The diterpene geranylgeraniol downregulates the level of HMG CoA reductase and suppresses the growth of human liver, lung, ovary, pancreas, colon, stomach, and blood tumors. We evaluated the growth-suppressive activity of geranylgeraniol in human prostate carcinoma cells. Geranylgeraniol induced dose-dependent suppression of the viability of human DU145 prostate carcinoma cells (IC50 = 80 ± 18 µmol/L, n = 5) following 72-h incubations in 96-well plates. Cell cycle was arrested at the G1 phase with a concomitant decrease in cyclin D1 protein. Geranylgeraniol-induced apoptosis was detected by flow cytometric analysis, fluorescence microscopy following acridine orange and ethidium bromide dual staining, and caspase-3 activation. Geranylgeraniol-induced viability suppression was accompanied by concentration-dependent decrease in the level of HMG CoA reductase protein. As a nonsterol molecule that downregulates HMG CoA reductase in the presence of sterols, geranylgeraniol may have potential in the chemoprevention and/or therapy of human prostate cancer.
