中西医结合抗肿瘤研究论文

2022-04-25

摘要:为了进一步开发半枝莲资源,提高半枝莲的医用价值和经济价值,对半枝莲的化学成分及提取物在抗肿瘤方面的药理作用做一综述。关键词:半枝莲;抗肿瘤;多糖半枝莲(ScutellariabarbataD·Don)为唇形科黄芩属植物,主产于江苏、浙江、福建等地,全草入药。别名有小韩信草、半枝莲、半向花、并头草等。下面是小编精心推荐的《中西医结合抗肿瘤研究论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!

中西医结合抗肿瘤研究论文 篇1:

黄芪多糖抗肿瘤作用机制研究进展

摘要:黄芪是一味传统的益气中药,而黄芪多糖(Astragalus Polysaccharides,APS)是黄芪的有效成分之一。大量研究显示,APS有明显的抗肿瘤作用。查阅近几年APS在抗肿瘤方面的研究文献资料,对其抗肿瘤作用机制进行综述,从而为APS抗肿瘤的临床应用提供理论基础。

关键词:黄芪多糖;抗肿瘤;作用机制

目前,肿瘤已经成为全球范围内死亡率最高的疾病之一[1]。我国肿瘤疾病的发病形势严峻,发病率与病死率均呈现上升的趋势,严重威胁着人们的身体健康和生活质量[1]。肿瘤,是机体中已成熟或在发育中的正常细胞,在内在或者外在因素的长时间刺激作用下,过度增生和异常分化所形成的新生产物[2]。而中医认为肿瘤的形成是由于机体正气不足,外邪内侵,邪气踞之所导致[3]。迄今为止临床上治疗肿瘤的手段或药物效果不甚令人满意[1]。因此,寻找有效的治疗方法或者药物对肿瘤的预防与治疗有着十分重要的意义。

药用黄芪,临床上常用的补益药之一,为豆科植物蒙古黄芪Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao或膜荚黄芪Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.的干燥根[4]。有补气升阳,固表止汗,利水消肿,生津养血,行滞通痹,托毒排脓,敛疮生肌之功效[4]。黄芪具有丰富的化学成分,如多糖、黄酮、皂苷、氨基酸和多种微量元素等[5]。

黄芪多糖(Astragalus Polysaccharides,APS)是黄芪的主要活性单体之一,在临床上已广泛地用于治疗肝炎、肿瘤及糖尿病等,其中APS与抗肿瘤作用的研究得到人们日益关注。因此,本文就APS抗肿瘤作用机制及研究进展做一综述。

1 黄芪多糖抗肿瘤作用机制

1.1 抑制肿瘤细胞的增殖 肿瘤是一种细胞无限增殖、异常分化的疾病[6]。因此,抑制肿瘤细胞的无限增殖在肿瘤治疗中占有非常重要的地位[6]。郑学芝等[7]用不同浓度的APS处理体外培养的人结肠癌细胞株COLO205,利用MTT法检测细胞增殖抑制率,结果发现,用50 μg/mL以上浓度的APS处理COLO205 72 h后,各组细胞增殖抑制率均超过50%,提示COLO205的增殖活性受到明显抑制,并呈量效和时效关系。该研究表明APS使COLO205人结肠癌细胞增殖减慢,细胞凋亡增加,降低PCNA表达,而这可能是APS抗肿瘤机制之一[7]。

1.2 诱导肿瘤细胞的凋亡 细胞生长失控、分化和凋亡受阻均可以导致肿瘤的发生[8]。目前,诱导肿瘤细胞凋亡是治疗肿瘤较为有效的方法之一[8]。研究认为选择性诱导肿瘤细胞凋亡是APS发挥抗肿瘤作用的一个基本策略[9]。叶媚娜等[10]用不同浓度的APS分别干预MDA-MB-468细胞,结果发现不同浓度的APS能使MDA-MB-468细胞的增殖得到抑制,降低MDA-MB-468细胞AKt磷酸化的水平,并诱导其凋亡。因此,APS诱导肿瘤细胞凋亡可能是通过调节凋亡相关信号分子、凋亡基因等来实现的。

1.2.1 调控Bcl-2/Bax及Caspase蛋白酶活性 肿瘤发生的最主要原因是可诱导细胞凋亡的一系列因子(Caspase基因家族、P53基因等)受到抑制,使细胞凋亡过程不能正常激活,因此癌基因及其产物不能被清除[11]。Bcl-2基因(即B细胞淋巴瘤/白血病-2基因)是一种原癌基因,具有抑制细胞凋亡的作用[12]。目前,人们已经发现的Bcl-2蛋白家族按功能可分为两类,一类如Bcl-2,具有抑制凋亡作用,另一类则具有促进凋亡作用,如Bax[13]。此外,Caspase活性的变化在凋亡过程中也发挥着关键作用[14]。研究表明APS可通过上调人肝癌细胞HepG2中Bax的表达,下调Bcl-2的表达,下调Bcl-2/Bax,促进Caspase-9、Caspase-3的表达,诱导癌细胞的凋亡,进而抑制肿瘤的生长[15]。由此说明APS可能是通过调控癌基因和抑癌基因mRNA的表达和蛋白的产生来发挥抗肿瘤作用。

1.2.2 调节凋亡相关信号通路 核因子-κB(Nuclear Factor κB,NF-κB)通常在正常细胞中不表达,其在肿瘤发生过程中的过度表达,会使细胞凋亡减少[16]。因此,抑制它在肿瘤细胞中的过度表达,在肿瘤治疗中具有重大意义[17]。在大多数肿瘤细胞中NF-κB信号通路都被持续激活,活化的NF-κB可以抑制TNF-α并且促进VEGF等的表达,从而促进肿瘤细胞的生长和转移[18]。聂超[19]研究APS对人胃癌细胞SGC-7901移植瘤的抑制效应及机制,结果发现APS对SGC-7901细胞移植瘤具有明显的抑制作用,其机制可能与下调Bcl2/Bax和上调Fas/Fasl有关,同时APS可上调PTEN、CDX2表達和下调NF-κB(p65)的表达。因此,可以推断APS可能是通过抑制活化NF-κB信号通路后上调凋亡基因Fas、Bcl-2的表达,从而诱导细胞凋亡。

细胞外信号调节激酶(Extracellular regulated protein kinases1/2,ERK1/2)是细胞内信号转导的重要途径,它参与细胞的生长、发育和分裂等一系列生理过程[20]。ERK1/2异常表达在细胞的恶性转化和肿瘤的发生发展中发挥着重要作用[21]。王宏艳[22]研究发现APS处理HepG2后,细胞发生凋亡,且ERK1/2表达下降。此外,ERK1/2是有丝分裂原激活蛋白激酶(Mitogen activatedproteinkinase,MAPK)家族的一员,因此,认为抑制MAPK信号通路也可能是APS抗肿瘤机制之一[23]。

1.3 调控细胞周期生长 细胞周期是指细胞前一次分裂结束,到下一次分裂完成所经历的过程[24]。细胞周期可以分为G1期、S期、G2期和M期四个时期。其中G1/S期和G2/M期的转换是两个重要的合成转换点[25]。研究显示,许多癌基因或者抑癌基因可参与细胞的调控或者其本身即是细胞周期调控的主要部分[26]。李蓉等[27]发现APS、顺铂对人肺腺癌A549细胞增殖具有时间-浓度依赖性抑制作用,而APS能使A549细胞出现G1期细胞阻滞(P<0.01),与顺铂联用后,G1和S期均受到阻滞(P<0.01),两药联合使用之后效果更加明显。这表明APS可阻滞肿瘤细胞于G1期,并且延缓细胞周期的进程,为其在协同化疗药物抗肿瘤方面的应用及研究提供了理论基础[28]。

1.4 免疫调节作用 在不同的癌症疾病中,机体的免疫功能与肿瘤的发生、发展密切相关[29]。当机体处于正常状态时,CD4+/CD8+处于相对稳定的状态,以便维持机体的免疫功能[30]。而癌症患者体内免疫功能受到抑制,表现为T细胞亚群比例失调[31]。CD4+是辅助性T细胞,在机体的免疫应答中发挥主要辅助及诱导作用,而CD8+则发挥抑制作用,因此维持CD4+/CD8+的平衡是机体免疫系统正常的关键所在[32]。邹品文等[33]对S180肉瘤小鼠模型用APS进行干预,体内结果显示APS对S180肉瘤小鼠有显著的抑瘤作用(P<0.01),可使外周血CD4+细胞表达增加,CD8+细胞表达降低,调节T淋巴细胞亚群比例趋于正常。这就说明APS通过调节免疫功能从而发挥抗S180肉瘤作用。

此外,有研究显示APS可诱导树突状细胞(Dendritic cells,DC),并对异基因外周血T淋巴细胞的增殖有明显刺激作用,提示APS可促进DC成熟,增强DC抗原提呈功能,特异性激活T细胞,产生细胞免疫[34]。巨噬细胞是机体非特异性免疫防御中起重要作用的效应细胞[35]。研究发现APS可通过激活巨噬细胞,刺激其释放细胞因子(TNF-α、IFN-γ等),从而发挥抗肿瘤的作用[36]。

细胞因子是必需的免疫应答组分,起着关键的抗肿瘤作用[36]。Lai等[37]研究APS对H22荷瘤小鼠肿瘤生长及细胞因子水平的影响,实验结果显示APS组的IL-2,IL-6,TNF-α细胞因子与对照组相比显著增加,表明APS可以通过促进IL-2,IL-6,TNF-α细胞因子的产生来增强机体的免疫应答,并在抑制肿瘤中起重要作用。由此看出,细胞因子可以直接调节肿瘤生长,抑制肿瘤增殖或促使其分化,也可以通过诱导细胞因子网络中其他成员来发挥抗肿瘤的作用。

红细胞免疫是机体的一种防御机制,其表面的特殊蛋白补体受体1(complementreceptor type 1,CR1)能黏附循环免疫复合物(Circulating immune complex,CIC),将其携带到肝脏及脾脏中而被巨噬细胞所吞噬,可防止癌细胞的血行转移[38]。因此,通常认为红细胞免疫黏附活性可有效防止癌细胞扩散。APS可通过增加小鼠肿瘤模型中红细胞CR1的数量,升高红细胞C3b受体促进率和增强红细胞CR1的天然免疫活性,来提高肿瘤机体红细胞免疫功能[39]。尹伟等[40]研究APS对红细胞调控T淋巴细胞增殖的影响,发现APS和红细胞共同作用于该试验体系时,APS促进细胞免疫是通过调控红细胞的免疫功能以及间接促进T淋巴细胞的增殖活性来实现得。

1.5 对氧化应激的影响 氧化应激是指生物体细胞在受到外界各种应激刺激时,机体内产生高水平高活性物质,比如活性氧自由基(Reactive oxygen species free radicals,ROS)、活性氮自由基(reactive nitrogen species,RNS)等[41]。研究发现细胞内高浓度的ROS/RNS可能对DNA、蛋白质和脂质等造成明显的损害,随着信号通路网络被激活,可能导致细胞发生癌变[42]。因此适当的抗氧化治疗、清除体内自由基对于防治肿瘤尤为重要。实验证明APS具有抗氧化能力,可清除细胞内氧化应激所产生的ROS和RNS,增加SOD、CAT和GSH-Px的酶活性和抑制脂质过氧化,减少自由基对于人体的损伤,有助于减少肿瘤的形成[43]。

2 问题与展望

作为传统中药,黄芪及APS在临床上广泛用于治疗糖尿病、抗菌、抗病毒和抗肿瘤等[4-5]。大量研究显示,APS不仅能提高机体免疫力,而且在机体整体水平上对某些肿瘤细胞有直接抑制作用,能够诱导肿瘤细胞的凋亡,并且通过清除、抑制自由基来达到抗肿瘤的目的,临床上已证实对于肿瘤防治方面具有良好前景[4-5]。APS虽然广泛应用于抗肿瘤治疗过程中,对治疗肿瘤也有着积极意义,但同时也存在一些问题,APS在抗肿瘤过程中使用的量效关系还没有得到规范化管理[44]。APS联合用药的效果强于单一用药,并且可能会延缓抗肿瘤药物耐药现象的产生[45],因此遴选效优毒副作用小的联合用药治疗方案将是未来努力的方向。

随着APS抗肿瘤作用机制的不断深入研究,将为APS在肿瘤临床治疗中的应用提供更为详细、确实的理论依据,也使APS抗肿瘤的临床应用得到进一步拓展。

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作者:周蔚 陈连云

中西医结合抗肿瘤研究论文 篇2:

半枝莲化学成分及提取物抗肿瘤作用的研究现状

摘 要:为了进一步开发半枝莲资源,提高半枝莲的医用价值和经济价值,对半枝莲的化学成分及提取物在抗肿瘤方面的药理作用做一综述。

关键词:半枝莲;抗肿瘤;多糖

半枝莲(Scutellaria barbata D·Don)为唇形科黄芩属植物,主产于江苏、浙江、福建等地,全草入药。别名有小韩信草、半枝莲、半向花、并头草等。其味辛、苦,性寒,归肺、肝、肾经,具有清热解毒、活血化瘀、消肿止痛及抗癌等功效。用于治疗痈疽疔毒、咽喉肿痛、跌扑肿痛、毒蛇咬伤、水肿、黄疸等[1]

1 半枝莲的主要化学成分

国内外专家对半枝莲有效成分进行了研究。到目前为止得到的结构较明确的化学成分包括以下几类。

1.1 黄酮类化合物

目前已从半枝莲中分离出26个黄酮类化合物,是从半枝莲中得到最多的一类成分,且结构丰富,含量最大,其中Scutellarin野黄芩苷的含量达到1%。在这26个黄酮类化合物中主要包括黄酮、黄酮苷、二氢黄酮3大类[2]

1.2 二萜及二萜内酯类化合物

二萜类化合物是半枝莲中的另一种主要成分,以分离得到的有半枝莲二萜(scutellone)A、B、C、D、E、F、G、H、I和半枝莲内酯(scuterivulactone) A、B、 C1、C2和D [3]。

1.3 甾族化合物

菜油甾醇、胆甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇、γ-谷甾醇、豆甾-4-烯-3-酮、豆甾-5,22-二烯-3-醇、4,4-二甲基胆甾-6,22,24-三烯、麦角甾烷-4,6,22-三烯-32-醇、豆甾-3,5,22-三烯、豆甾-5,22-二烯-3-醇乙酸酯、麦角甾烷-4,6,22-三烯-3β-醇、乙酸谷甾醇酯、植物甾醇-β-D-葡萄糖苷混合物(菜油甾醇、豆甾醇、谷甾醇)[2][4]

1.4 脂肪族化合物

十六酸、油酸、亚油酸、硬脂酸、十六酸乙酯、十八酸乙酯、二十酸乙酯、二十二酸乙酯、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮、2,6,10,15,19,23-六甲基-2,6,10,14,18,22-二十四烷六烯、3,7,11,15-四甲基-2-十六烯-1-醇、E-1- (4′-羟基苯基)-丁-1-烯-3-酮、新植二烯、1-辛烯-3-醇、薄荷醇、六氢法呢基丙酮[4]

1.5 多糖

半枝莲多糖(SPS),相对分子质量为13000,组成为:鼠李糖∶阿拉伯糖∶木糖∶甘露糖∶半乳糖∶葡萄糖(1.41∶1.50∶0.20∶0.75∶1.0∶2.18)[5]

半枝莲多糖SPS4平均相对分子质量为10000,组成为:鼠李糖∶岩藻糖∶阿拉伯糖∶木糖∶甘露醇∶葡萄糖∶半乳糖 (0.22∶0.26∶1.0∶0.09∶0.51∶1.82∶2.09)[6]

1.6 微量元素

半枝莲中还含有丰富的人体必需微量元素Fe、Cu、Zn、Mn、Mg等,其中Mg的含量最高,Fe、Cu较高,其次是Zn、Mn等[7]

1.7 其它成分

其它成分还有芳香醛、酮、酸等,如对羟基苯甲醛、对羟基苄基丙酮、对香豆酸、原儿茶酸、氨基酸衍生物等。

2 半枝莲的抗肿瘤作用

肿瘤是目前危害人类健康的主要疾病之一,医学界在寻求和使用抗肿瘤药物的同时,发现许多化学抗肿瘤药物在作用于靶细胞时往往累及正常细胞,且化学药品的开发费用昂贵。因此,人们把目光转向中药,试图从天然成分中寻找毒副作用小、作用独特的抗肿瘤药物。

近年来,从中药中提取的抗肿瘤有效成分日益得到人们的重视。据不完全统计,源于植物药的抗肿瘤制剂占抗肿瘤药总量的32.25%[8~10]。其中,半枝莲是近年来国内外抗肿瘤中药的研究热点之一。

目前,中药有效成分及以有效成分为母核的半合成药物,其抗肿瘤作用的分子机制研究取得了较大进展,可通过诱导细胞凋亡、细胞毒性作用、调节细胞信号转导、诱导细胞分化、逆转多药耐药、抑制端粒酶活性等机制发挥抗肿瘤作用。下面就半枝莲提取物的抗肿瘤作用及相关机制做一小结。

2.1 抑制肿瘤细胞增生作用

王刚[11]通过对小鼠移植性肿瘤的体内实验,观察了半枝莲醇提物对小鼠肉瘤和小鼠肝癌的抑制作用。结果表明,醇提物对体内移植的小鼠S180肉瘤株和H22肝癌细胞株具有显著的抑制增生活性,并有较好的剂量依赖关系。

孟延发[12]用实验也证明了半枝莲多糖对S180肉瘤细胞及腹水型肝癌细胞的生长有明显的抑制作用。

Ducki[13]在1996年报道了从半枝莲中分离得到的E-1-(4′-羟基苯基)-丁-1-烯-3-酮,体外实验证明该化合物对K562人白血病细胞显示强细胞毒性作用,IC50为(11±2) ug/mL。

2.2 诱导肿瘤细胞凋亡作用

谢珞琨[14]对半枝莲乙醇提取物抑制K562细胞增生及诱导其凋亡的作用和机制进行了研究。通过MTT法检测发现,半枝莲醇提物对K562细胞有较强的抗增生及诱导细胞凋亡作用,使K562细胞内细胞凋亡蛋白酶(Caspase-3)的表达增高,同时对K562细胞的增生抑制和诱导凋亡作用具有一定的剂量依赖性。

Yin[15]以人肺癌细胞株A549来探讨半枝莲对肿瘤细胞的生长抑制作用和抗肿瘤机制,结果表明,半技莲乙醇提取物可显著抑制A549的生长,IC50为0.21mg/mL,推测其抗肿瘤机制主要是促进细胞编程性死亡和细胞毒作用。

Yun-Yi 等[16]研究发现半枝莲二氯甲烷提取物能够通过线粒体传导方式诱导U937人白血病细胞凋亡,IC50为10 ug/mL。

高冬[17]为探讨半枝莲对细胞胞内游离钙浓度的影响及抗肿瘤作用机制,利用荧光染料在细胞内能与游离钙结合,在一定波长光的激发下可发出荧光的特性,根据荧光的强度来检测游离钙的变化。结果显示,半枝莲对肿瘤细胞增生的抑制作用不明显,但可通过促进细胞内储存钙的释放和胞外钙离子的内流,显著提高细胞内游离钙的浓度。表明半枝莲可促使胞内储存的钙离子释放引起钙库耗竭,同时诱导胞外钙离子的内流,以升高胞内游离钙离子的浓度。这一结论有助于我们推论半枝莲的抗肿瘤作用可能在于诱导肿瘤细胞进入凋亡的程序,正所谓“扶正祛邪”。

2.3 增强机体免疫力作用

半枝莲多糖可促进刀豆素A(ConA)诱导的小鼠淋巴细胞增生,50、100、200mg/kg半枝莲多糖皮下注射1周,可明显提高小鼠外周淋巴细胞中脂酶阳性细胞的百分率,促进二硝基氯苯(DNCB)诱导的迟发型变态反应。表明该药对机体的细胞免疫有促进作用,但大剂量注射(200mg/kg)可抑制小鼠胸腺指数,对脾指数无影响,故中、小剂量半枝莲多糖能增强细胞免疫力[18]。王刚[10]用MTT法测定了半枝莲醇提取对小鼠脾细胞的增生活性,结果提示其对小鼠脾细胞的增生具有促进作用,表明半枝莲有可能通过增强机体免疫力来实现其抗肿瘤作用。

2.4 抗血管生成作用

张妮娜[19]采用Transwell 小室共培养、ELISA、转染荧光素酶报告基因等方法,从细胞、分子水平综合研究了半枝莲抑制肿瘤血管生成的作用及其机制。结论表明,半枝莲在体内外均有抗血管生成作用,其机制可能通过一方面抑制肿瘤细胞缺氧诱导因子(HIF-1)的表达,另一方面抑制内皮细胞迁移,从而阻断肿瘤血管生成。

2.5 抗突变作用

半枝莲可显著抑制黄曲霉毒素(AFBT)、二氢二醇环氧苯并芘(BPDE)以及苯并(a)芘(BaP7)、(8-DHD)与DNA结合,使AFBT-DNA复合物生成减少,减少BaP7、8-DHD的脂溶性代谢产物,增加BaP7、8-DHD和BPDE水溶性结合产物的形成,且水溶性结合物中硫酸盐和谷胱甘肽含量增加,葡萄糖醛酸化物减少,表明半枝莲可通过某种清除机制发挥抗突变作用[20]。张春玲等[21]的研究表明,半枝莲的水溶性提取物可以对抗NNK(NNK是一种致癌性很强的亚硝胺类物质,为诱发人类肿瘤的主要因素之一)的致突变作用,使实验菌株回复突变数减少,而且随着各受试药物的浓度升高,其拮抗作用增强,表明半枝莲中含有抗突变物。半枝莲水提物的抗突变作用,可显著抑制黄曲霉素B2等诱变的突变菌落数,使与DNA生成的复合物减少。

2.6 与其它中药联合复方治疗肿瘤

研究表明,由半枝莲、黄芪、女贞、蜂房等组成的复方半枝莲(SBC)的乙醇提取液对人肝癌的SMMC-7721细胞有明显的抑制作用,且随剂量的增加和作用时间的延长,抑制率提高。形态观察发现细胞先出现生长停滞,继而出现死亡。

叶健[22]等以二乙基亚硝胺(DNE)诱发大鼠肝癌作为模型,以SBC作为干预因素,发现 SBC能明显抑制肝癌前病变的形成,并对成癌过程也有一定的阻滞作用。初步的结果提示,本复方对肝癌患者(中晚期)有减轻症状、延长生存期的作用。因此,对肝癌的高发人群不失为一种较好的预防剂,值得进一步研究。

复方半枝莲能抑制实验性大鼠舌黏膜癌的上皮细胞异常增生,降低增生细胞核抗原(PCNA)阳性率,与模型对照组相比有显著性差异。表明复方半枝莲对癌前病变细胞的异常增生有抑制性作用[23]

3 结论与展望

目前国内外对半枝莲化学成分的研究已很深入,但是对于其药效物质,尤其是具有抗肿瘤作用的有效成分及其机制缺乏系统深入的研究,半枝莲药效成分的体内药动学研究也未见报道。

半枝莲作为一种常见的抗肿瘤中药,在临床上应用多年,价格低廉、疗效确切。近年来,对半枝莲的生药鉴别、化学成分、药理作用、临床应用等方面进行的研究,揭示其具有多种生物活性。随着研究工作的不断深入,结合传统中医药的临床经验,相信在半枝莲的开发和应用方面会取得更大的进步。

21世纪国际上掀起对天然药物研究的高潮,天然药物免疫促进剂和调节剂的研究和应用,将使人类的防病治病进入一个新阶段。虽然某些半枝莲提取物的作用机制尚未明了,但其在抗肿瘤方面的作用已得到学术界的普遍认可。半枝莲来源丰富,因此在肿瘤的治疗方面将具有较大的应用前景和学术价值。

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(责任编辑:王尚勇)

Research Situation of Chemical Ingredients and Extraction of Scutellaria Barbata D.Don in Antitumor Effect

Zhang Xiujuan,Yang Shanshan

(1.Center of Research on Life Sciences and Environmental Sciences,Harbin University of Commerce,Harbin 150076,China2.Engineering Research Center of Natural Anticancer Drugs,Ministry of Education,HarBin 150076,China)

Key words:Scutellaria barbata D.Don;Antitumor;Polydsaccharide

作者:张秀娟 杨姗姗

中西医结合抗肿瘤研究论文 篇3:

补骨脂素抗肿瘤实验研究进展

摘要:中药补骨脂性味偏于温性,能够温补先后天之本,使人体的正气得以补充和稳固,在中药方剂中可作为君药起到抗肿瘤的作用。现代研究发现补骨脂主要提取物之一补骨脂素对多种肿瘤细胞株具有抑制作用。研究表明补骨脂素可通过钙拮抗作用、逆转多重耐药性作用、雌激素样作用、光敏活性作用、诱导凋亡、诱导线粒体变性等多种机制达到抗肿瘤的目的,本文就补骨脂素抗肿瘤的机理及其临床应用作一综述。

关键词:补骨脂素;抗肿瘤;作用机制

恶性肿瘤已成为当前病死率最高的疾病之一。寻找有效的抗癌药物和方法,一直是世界医学界的重要研究课题。祖国医学在现代医学的手术、放疗、化疗基础上为肿瘤的治疗开辟了新途径。中草药在杀灭肿瘤细胞、提高机体免疫能力、对抗放化疗毒副作用等方面存在优势。

传统中医认为正气虚弱是肿瘤发生发展的必要条件,癌毒内结是肿瘤发生的重要病机和物质基础。肿瘤虽为有形之邪局部病变为实,但基本病机多表现为虚,因此其治疗当以扶正祛邪为主。《医宗必读》记载“朔本求源,则肾为先天之本、脾为后天之本。补骨脂出自《雷公炮炙论》,入脾、肾经,性味偏于温性,能够温补先后天之本,使人体的正气得以补充和稳固,正气存内,邪不可干,在中药方剂中可作为君药起到抗肿瘤的作用。现代研究表明,补骨脂抗肿瘤作用与其主要提取物之一补骨脂素(Psoralen)密切相关。研究结果显示,Psoralen对JB6皮肤癌细胞株、膀胱癌细胞株、乳腺癌细胞株、人肝癌细胞等均有明显的生长抑制作用[1~2]。现就Psoralen的抗肿瘤机理及临床应用进行综述。

1补骨脂素抗肿瘤机制

1.1钙拮抗作用补骨脂中含有补益药中少有的钙离子通道拮抗剂。蔡宇等[3]通过实验发现Ca2+介导的细胞凋亡是Psoralen抑制肿瘤细胞生长的可能机制之一。Psoralen作用于HL60细胞48h后胞内Ca2+上升,96h时胞内Ca2+浓度最大,结合流式细胞仪检测结果分析,随着细胞Ca2+内流的明显增加,可明显见到凋亡细胞数明显增加,表明Ca2+与Psoralen诱导HL60细胞凋亡有关。余绍蕾[4]研究发现Psoralen对钙离子的信号转导调控机制可以抑制肿瘤血管内皮细胞的生长和增殖。具有钙拮抗作用的药物已被应用于肿瘤治疗,其机制可能与钙离子诱导血管内皮因子增生及产生氧自由基造成细胞凋亡相关[5]。该机制可作用于肿瘤细胞增殖的各时期[6]。

1.2逆转多重耐药性作用多重耐药性(MDR)是指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药物产生耐药性的同时,对结构和作用机制完全不同的其他多种抗肿瘤药物产生交叉耐药性。肿瘤MDR已经成为肿瘤化疗失败的重要原因之一。赵益业[7]发现Psoralen能使MCF-7/ADR对ADR的IC50降低,与阳性对照异搏定相似,说明它能在某种程度上逆转MCF-7/ ADR的多药耐药性,其逆转作用是肯定的。此外,Psoralen可能通过抑制ABCB1基因和蛋白质水平来逆转多药物耐药性。这种抑制作用会导致ABCB1基因活性的下降以及抗癌药物的释放,最终导致药物耐药性的逆转,再结合化疗药物,使耐药细胞具备敏感性而死亡[8]。另有研究[9]指出Psoralen能作用于P-170蛋白,P-糖蛋白参与药物转运,使肿瘤细胞外排泵功能减弱,细胞内化疗药物浓度升高,从而增敏而逆转肿瘤MDR。

1.3雌激素样作用Psoralen具有与雌激素类似的促雌激素受体(ER)细胞增殖的作用,呈现出明显的剂量—效应关系。Psoralen可增加T47D细胞雌激素效应基因孕激素受体(PR)mRNA的表达。而且上述促增殖和诱导PR表达增强的效应均可被雌激素受体拮抗剂ICI 182,780所拮抗,进一步说明Psoralen发挥上述作用是通过ER介导的[10~11]。研究表明,雌激素样作用对乳腺癌ASC-J9基因的表达有逆转作用[12],此外另有研究表明雌激素受体通路被阻断与乳腺癌发病及治疗预后相关[13]

1.4光敏活性作用Psoralen有光敏作用,注射或内服,再以长波紫外线或日光照射,可使受射处皮肤红肿、色素增加。在紫外线照射下的Psoralen的光诱导激活疗法,被称作Psoralen光化学疗法(PUVA),它被用于增生性皮肤病的治疗。PUVA的抗增殖作用很大程度上归因于Psoralen对DNA的嵌入,这种嵌入在紫外线的作用下,激活可以抑制DNA转录和复制的链间交链(ICL)的形成[14]。

1.5诱导凋亡作用有研究报道[15],Psoralen对白血病K562细胞有杀伤作用,用流式细胞仪检测到的亚二倍体凋亡峰以及透射电镜下观察到的典型的细胞凋亡形态,证实了其对白血病K562细胞的杀伤作用是通过诱导细胞凋亡来实现的。此外,PUVA可诱导白血病细胞NB4发生凋亡,Fas/FasL系统是PUVA诱导NB4细胞发生凋亡的作用途径之一。PUVA在基因与蛋白水平可上调Fas的表达,下调FasL的表达,使得NB4细胞的Fas表达降低,FasL表达增强进而抑制癌细胞在体内的无限增殖[16]。

1.6诱导线粒体变性作用Psoralen能使细胞线粒体变性,胞核肿胀、溶解,细胞空泡化。Psoralen的作用机理是在破坏线粒体的同时,减少细胞的能量供应,抑制核酸及蛋白质的合成,降低有关酶的活性。其对线粒体的变性作用可使乳腺癌EMT6的生长有显著抑制,药物浓度加大,抑制率增高[17]。

通过上述机制可以猜测,Psoralen进入细胞后,通过影响Ca2+、线粒体或者接触紫外线后作用于基因,改变基因表达,从而逆转肿瘤MDR、促ER细胞增殖最终使病变细胞凋亡发挥抗肿瘤的作用。

2补骨脂素抗肿瘤应用研究

2.1抗皮肤癌的应用相关研究发现Psoralen对小鼠表皮JB6肿瘤细胞扩散有抑制作用[1]。Psoralen在细胞内解毒酶(QR)活性的诱导作用中比较活跃,诱导1.5倍的QR活性需要的Psoralen浓度是14.8μg /mL。当这种纯化合物在15.6 μg/mL的浓度时抑制了50%的组织原生质激活剂(TPA)诱导的鸟氨酸脱羧酶(ODC)活性,并且在17.1μg/mL的浓度下表现出了对鼠JB6细胞中的TPA诱导的肿瘤扩散因子的抑制作用。因此,可以推测,通过诱导QR活性、抑制TPA诱导的ODC活性和抑制鼠JB6细胞的肿瘤扩散作用,Psoralen拥有抑制癌变的起始和/或扩散阶段的潜在能力。目前也有研究发现黑克斯胺(HAL)介导的光动力疗法可以选择性地消灭激活了的变形的淋巴细胞,且诱导全身的抗肿瘤免疫系统发挥作用,避免了8-甲氧基Psoralen(8-MOP)不加选择地杀死肿瘤细胞和正常细胞[18]。

2.2抗乳腺癌的应用谭敏[19]研究发现3.125、6.250、12.500 ug / mL浓度的Psoralen作用24 h后,均可以使乳腺癌MCF-7细胞和MDA-MB-231细胞产生早期凋亡,提示Psoralen有诱导乳腺癌细胞早期凋亡的作用。同时通过组织学,分子生物学,和成像分析表明,Psoralen可抑制小鼠乳腺癌骨转移。Psoralen是一种骨改性剂,可以调节骨微环境中的成骨细胞和破骨细胞的功能,从而能治疗潜在的骨转移患者[20]。

2.3抗白血病的应用有研究[21]指出Psoralen 的PUVA具有诱导髓系原代白血病细胞凋亡和坏死的作用。张励[22]认为当Psoralen被365 nm波长光激发后,能与细胞内DNA双链形成交联,并释放单态氧等活性物质,使其抗肿瘤活性得到显著增强。黄世林[23]认为当其被波长范围在320~360 nm之间的紫外光照射,可激发Psoralen的动力效应,从而增强其抗肿瘤及抗白血病的作用。张晨[24]认为PUVA诱导髓系原代白血病细胞凋亡和坏死的作用,且PUVA的作用明显强于单纯使用紫外线照射和Psoralen。沈建良等[25]对6例临床确诊为白血病的血标本进行研究,结果显示短期用药和长期用药均显示预激态Psoralen对白血病原代细胞具有显著杀伤作用。

2.4抗胃癌的应用郭江宁等[26]对补骨脂进行初步实验研究,从氯仿提取物中分离得到2个化合物,分别鉴定为Psoralen和异Psoralen,2种化合物对人胃癌细胞BGC-823的半数抑制浓度(IC50)分别为5.82μg /mL和148.8μg /mL,认为化合物Psoralen和异Psoralen从补骨脂中的分离得率分别为0.048 %和0.11%,对人胃癌细胞BGC-823的生长有较强的抑制作用。

2.5抗肝癌的应用Psoralen通过半胱天冬酶-3、p53、Bax和Bcl-2基因途径的调节机制可以抑制肝癌SMMC-7721细胞的生长,这种抑制呈量效性和时效性,而且对这些细胞有一种强大的凋亡作用[27]。Psoralen对肝星状细胞增殖及氧化有应激的作用[28]。激活的肝星状细胞是肝纤维化形成最主要的细胞,几乎在所有的慢性肝损伤的患者中都会产生纤维化,最终形成肝硬化甚至肝癌。Psoralen之所以能够抑制肝星状细胞增殖,其机制可能与抑制脂质过氧化有关。目前尚有猜测Psoralen有可能是通过作用于肝细胞上的雌激素受体而发挥作用,因为雌激素及其代谢产物均能够有效抑制肝星状细胞增殖和分泌细胞外基质,从而具有抗肝纤维化的作用[29]。此外Psoralen能保护肝脏急性损伤,其机制可能为增加肝脏还原型谷胱甘肽的含量,更好地清除过氧化物质,从而提高机体抗氧化能力[30]。

3展望

综上所述,目前对Psoralen抗肿瘤方面已有不少研究。其中PUVA疗法兼具中西医结合的特色,在临床上已有应用且有实际治疗效果,为皮肤病、白血病的治疗开辟了新的方法。但大多Psoralen抗肿瘤作用仅停留在实验阶段,应用于临床的报道尚不多见。大部分研究发现Psoralen在体内外能够作用于肿瘤细胞,通过多种机制达到抗肿瘤的目的。今后,应对Psoralen抗肿瘤作用机理进一步深入研究,使Psoralen能够应用于临床治疗恶性肿瘤。参考文献:

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作者:朱羿霖 刘军楼 金妙文

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