黑色素瘤由皮肤中的黑色素细胞发生癌变而形成，是最严重的皮肤癌之一。利用芳香植物精油作为一种低风险的非侵入性治疗，可以有效提高癌症患者的生活质量，在癌症辅助治疗中具有应用潜力。迷迭香栽培广泛，拥有丰富的栽培类型。栽培品种的差异会影响迷迭香的精油成分，导致了迷迭香精油化学组成的多样性。
中国科学院植物研究所石雷研究组在之前的研究中已发现迷迭香精油对不同癌细胞株系的抗增殖活性与化学型有关。该研究通过对多种迷迭香精油化学型的细胞毒性进行筛选，选择了一种抗增殖活性突出的迷迭香精油，研究迷迭香精油抑制小鼠黑色素瘤B16-F10细胞的作用机理。
科研人员以3个迷迭香品种‘Blue Lagoon’‘Dutch Mill’‘Majorca Pink’为研究材料，通过水蒸馏提取植物精油，采用GC-MS检测到39种精油成分，运用OPLS-DA表征最重要的成分为樟脑、马鞭草烯酮、1,8-桉叶素、α-蒎烯和乙酸龙脑酯，并表明3种精油的化学组成差异显著。随后将迷迭香精油处理黑色素瘤细胞B16-F10，细胞活力结果显示不同化学型的迷迭香精油对B16-F10细胞的抑制具有明显差异，其中‘Dutch Mill’精油的抗增殖活性最强，同时多变量分析模型OPLS表明贡献抑制活性的重要成分为乙酸香叶酯、香叶醇、甲基丁香酚等。进一步发现‘Dutch Mill’精油导致B16-F10细胞的生长周期发生G1/G0阻滞和S期细胞减少，但未产生显著凋亡现象。借助定量蛋白质组学TMT技术检测迷迭香精油对B16-F10细胞在蛋白质水平上的变化，发现165个显著表达的差异蛋白，主要定位于线粒体，富集在与细胞死亡相关的铁死亡通路，以及和神经退行性疾病相关的通路。进一步发现迷迭香精油诱导B16-F10细胞的活性氧水平显著上升，线粒体膜电位下降，细胞脂质过氧化水平上升，显著影响铁死亡关键蛋白SLC7A11、HO-1和GCL的基因表达水平。此外，添加铁死亡抑制剂liproxatin-1，o-phenanthroline，zinc protoporphyrin和ferrostatin-1可显著抑制迷迭香精油对B16-F10细胞活性氧和细胞死亡的诱导。研究结果建立了对迷迭香精油植物化学和活性成分的基础认识，为迷迭香精油在癌症补充治疗中的潜在作用和创新应用提供参考。
研究成果近日发表于国际学术期刊Industrial Crops & Products。植物所已毕业硕士研究生黄业钦为论文第一作者，特别研究助理（博士后）董燕梅博士和石雷研究员为共同通讯作者。该研究得到中国科学院战略先导科技专项、国际合作项目和中山中研化妆品有限公司研发项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.118652
（植物园供稿）
迷迭香精油通过提高氧化水平影响铁死亡通路来抑制B16-F10 细胞增殖
