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小檗碱抗肿瘤作用机制的研究进展.pdf

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1、小 檗 碱 抗 肿 瘤 作 用 机 制 的 研 究 进 展杨 菁 13 , 林 菁 2(1. 福 建 医 科 大 学 附 属 协 和 医 院 , 福 建 福 州 350001; 2. 福 建 医 科 大 学 , 福 建 福 州 350004)摘 要 对 近 年 来 小 檗 碱 抗 肿 瘤 机 制 研 究 的 最 新 进 展 进 行 总 结 ,表 明 小 檗 碱 可 通 过 影 响 肿 瘤 细 胞 生 长 周 期 ,抑 制 DNA和 蛋 白 质 的 合 成 和 影 响 拓 扑 异 构 酶 活 性 来 抑 制 肿 瘤 细 胞 增 殖 ;通 过 调 节 凋 亡 相 关 基 因 的 表 达 、 诱 导

2、 线 粒体 跨 膜 电 位 ( m)下 降 促 进 肿 瘤 细 胞 凋 亡 ;通 过 抑 制 肿 瘤 血 管 形 成 、 阻 断 肿 瘤 转 移 相 关 的 信 号 传 导 通 路 、 抗 恶 液质 病 等 途 径 抑 制 肿 瘤 转 移 ,另 外 小 檗 碱 可 通 过 诱 导 肿 瘤 细 胞 分 化 发 挥 抗 肿 瘤 作 用 。关 键 词 小 檗 碱 ;抗 肿 瘤 ;机 制中 图 分 类 号 R 285. 5 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 100125302 (2007) 1020881204收 稿 日 期 2006209219通 讯 作 者 3 杨 菁 , Tel: ( 05

3、91) 8335789628461, E2mail: aferjo2vi sina. com小 檗 碱 又 称 黄 连 素 是 从 毛 茛 科 植 物 黄 连 Coptis chinen2sis、 三 角 叶 黄 连 C. deltoidea、 或 云 连 C. teeta的 干 燥 根 茎 提取 的 一 种 异 喹 啉 类 生 物 碱 ,是 我 国 历 史 悠 久 的 传 统 药 物 之一 ,据 文 字 记 载 已 有 3 000多 年 的 用 药 历 史 。 临 床 上 主 要 用于 治 疗 胃 肠 道 疾 病 ,近 年 来 随 着 对 小 檗 碱 药 效 作 用 的 深 入 研究 ,发

4、现 小 檗 碱 在 体 内 外 均 具 有 抗 肿 瘤 活 性 , 对 小 檗 碱 抗 肿瘤 作 用 机 制 也 有 了 进 一 步 的 研 究 。1 抑 制 肿 瘤 细 胞 增 殖对 不 同 细 胞 的 研 究 发 现 小 檗 碱 可 显 著 抑 制 人 肝 癌 细 胞株 HepG2, Hep3B, SK2Hep1, PLC /PRF /5,人 白 血 病 细 胞 株K562, U937, P3H1, Raji等 的 增 殖 ,抑 制 作 用 呈 时 间 和 剂 量 依赖 性 1 ,体 内 研 究 资 料 证 明 小 檗 碱 可 以 明 显 抑 制 202甲 基 胆蒽 或 亚 硝 胍 所 诱

5、 导 的 肝 癌 。 降 低 注 射 202甲 基 胆 蒽 后 的 肿 瘤发 生 率 ,延 长 小 鼠 生 存 期 限 2 。1. 1 影 响 肿 瘤 细 胞 生 长 周 期 正 常 细 胞 转 变 成 肿 瘤 细 胞 与细 胞 周 期 密 切 相 关 ,肿 瘤 细 胞 始 终 处 于 增 殖 状 态 不 能 进 入 静止 期 , Iizuka N 3 , Jantova S 4 分 别 报 道 了 小 檗 碱 对 ECCS,Hela, L1210增 殖 的 抑 制 作 用 ,并 采 用 流 式 细 胞 仪 分 析 小 檗 碱对 上 述 细 胞 细 胞 周 期 的 影 响 ,结 果 显 示 经

6、 小 檗 碱 处 理 过 的ECCS, Hela, L1210,细 胞 停 留 在 G0 2G1期 , S期 细 胞 数 明 显 减少 。 L in C C等 5 认 为 小 檗 碱 可 在 不 影 响 cyclin A, cyclin E的 情 况 下 ,选 择 性 的 抑 制 cyclin B1蛋 白 ,导 致 CDC2激 酶 活性 完 全 抑 制 ,使 细 胞 停 止 在 G2期 。 L in C等 6 发 现 小 檗 碱 抑制 HL260细 胞 和 W EH I23细 胞 中 cyclin B1, CDK1, CDC25C的 表 达 ,促 进 W ee1的 表 达 ,导 致 细 胞 周

7、 期 停 止 在 G2 2M期 。1. 2 抑 制 DNA和 蛋 白 质 的 合 成 DNA和 蛋 白 质 与 肿 瘤 细胞 的 增 殖 分 裂 有 密 切 的 关 系 ,是 肿 瘤 细 胞 迅 速 生 长 的 物 质 基础 , TaiW P等 7 发 现 小 檗 碱 可 时 间 依 赖 性 的 抑 制 EAC细 胞增 殖 ,当 小 檗 碱 为 100, 50 mg mL - 1时 ,可 直 接 时 嵌 入 DNA的 双 螺 旋 结 构 中 ,使 dsDNA合 成 中 断 ,从 而 抑 制 了 DNA和蛋 白 质 的 合 成 ,据 此 推 测 小 檗 碱 抑 制 EAC细 胞 增 殖 与 其

8、抑制 细 胞 中 DNA, RNA和 蛋 白 质 的 合 成 有 关 。 Chung等 8 也证 实 小 檗 碱 抗 肿 瘤 作 用 是 通 过 在 活 化 淋 巴 中 抑 制 DNA合 成作 用 来 实 现 的 。1. 3 影 响 拓 扑 异 构 酶 拓 扑 异 构 酶 在 DNA的 复 制 、 转 录 、重 组 ,以 及 在 形 成 正 确 的 染 色 体 结 构 ,染 色 体 分 离 、 浓 缩 中 发挥 重 要 的 作 用 ,真 核 细 胞 DNA的 拓 扑 结 构 由 拓 扑 异 构 酶 ( TOP )和 拓 扑 异 构 酶 ( TOP )调 节 ,因 此 TOP 和 TOP 已 经

9、 成 为 药 物 发 挥 抗 肿 瘤 作 用 的 重 要 靶 酶 。 L I等 9 研 究证 明 小 檗 碱 能 与 TOP 结 合 ,使 S期 细 胞 合 成 受 阻 ,阻 止 细胞 增 殖 ,甚 至 产 生 细 胞 毒 作 用 。综 上 所 述 ,小 檗 碱 可 有 效 抑 制 多 种 肿 瘤 细 胞 增 殖 ,抑 制效 果 呈 时 间 和 浓 度 依 赖 性 ,其 原 因 可 能 与 小 檗 碱 能 影 响 细 胞正 常 周 期 ,影 响 拓 扑 异 构 酶 ,以 及 抑 制 肿 瘤 细 胞 DNA、 蛋 白质 合 成 有 关 。2 诱 导 肿 瘤 细 胞 分 化恶 性 肿 瘤 细 胞

10、在 形 态 功 能 等 方 面 都 类 似 于 未 分 化 的 胚胎 细 胞 ,分 化 诱 导 作 用 可 使 肿 瘤 细 胞 向 正 常 细 胞 成 熟 方 向 逆转 。 Chang K S等 10 报 导 多 能 畸 胎 瘤 细 胞 NT2 /D1经 非 毒 性剂 量 (011 mg mL - 1 )小 檗 碱 处 理 24 h后 即 被 诱 导 分 化 成 神经 细 胞 ,这 种 诱 导 分 化 作 用 比 维 甲 酸 来 的 快 ,毒 副 作 用 也 比后 者 低 的 多 。 Chang K S等 11 同 时 发 现 小 檗 碱 对 细 胞 中 肌动 蛋 白 mRNA r的 表 达

11、水 平 没 有 影 响 ,但 可 降 低 细 胞 中 c2k12ras原 致 癌 基 因 的 表 达 水 平 ,据 研 究 人 类 畸 变 肿 瘤 细 胞 株 和肿 瘤 组 织 可 增 大 和 升 高 c2k12ras原 致 癌 基 因 的 表 达 ,因 此 推测 小 檗 碱 的 诱 导 分 化 作 用 可 能 与 其 降 低 肿 瘤 细 胞 中 c2k12ras原 致 癌 基 因 的 表 达 有 关 。3 诱 导 肿 瘤 细 胞 凋 亡细 胞 凋 亡 ( apop tosis)又 称 编 程 性 细 胞 死 亡 ,是 一 个 主 动188第 32卷 第 10期2007年 5月 中 国 中 药

12、 杂 志Ch ina Journa l of Ch inese M a ter ia M ed ica Vol. 32, Issue 10May, 2007的 由 基 因 决 定 的 自 动 结 束 生 命 的 过 程 ,细 胞 凋 亡 的 减 少 或 受抑 制 是 许 多 肿 瘤 的 发 病 机 制 之 一 。 肿 瘤 细 胞 还 可 通 过 下 调凋 亡 相 关 基 因 而 赋 予 肿 瘤 恶 性 增 殖 的 特 点 。 小 檗 碱 可 诱 导肿 瘤 细 胞 凋 亡 ,经 小 檗 碱 处 理 过 的 Hela, L1210, HL260等 细胞 ,形 态 呈 多 形 性 ,电 镜 下 细

13、胞 的 恶 性 形 态 表 型 减 弱 甚 至 消失 ,胞 核 变 小 ,核 浆 比 减 小 ,核 仁 缩 小 、 浓 缩 甚 至 消 失 ,核 内DNA断 裂 ,出 现 凋 亡 小 体 。 而 且 凋 亡 比 率 随 着 药 物 浓 度 的升 高 、 作 用 时 间 的 延 长 逐 渐 增 加 4, 12 。3. 1 调 节 凋 亡 相 关 基 因 细 胞 凋 亡 是 一 个 极 其 复 杂 过 程 ,其 调 控 需 要 多 种 基 因 及 其 产 物 的 参 与 ,包 括 凋 亡 相 关 P53,bax及 抗 凋 亡 基 因 bcl22, c2myc, bad等 ,细 胞 凋 亡 与 凋

14、亡 相 关基 因 表 达 增 强 和 抗 凋 亡 相 关 基 因 表 达 减 弱 有 关 。 L in J P等 13 用 25 200 mmol L - 1小 檗 碱 作 用 于 SNU25细 胞 后 ,发现 细 胞 中 bax基 因 、 P53基 因 表 达 明 显 增 加 , bcl22表 达 降 低 。Inoue K等 14 报 道 小 檗 碱 可 诱 导 HL260细 胞 凋 亡 ,并 且 使 凋亡 相 关 基 因 bad表 达 水 平 上 调 ,而 抗 凋 亡 基 因 bcl22表 达 水平 下 降 。在 细 胞 凋 亡 调 控 相 关 基 因 中 , bcl22是 研 究 的 最

15、 为 深 入和 广 泛 的 的 凋 亡 调 控 基 因 之 一 , bcl22是 对 细 胞 的 凋 亡 有 明显 的 抑 制 作 用 的 原 癌 基 因 ,但 是 bcl22要 抑 制 凋 亡 必 须 与 bax形 成 异 二 聚 体 ,因 此 bcl22的 表 达 水 平 以 及 bax与 bcl22种 蛋白 的 比 值 直 接 影 响 着 细 胞 受 到 刺 激 后 发 生 凋 亡 的 比 率 , 研究 发 现 小 檗 碱 可 显 著 ( P 0105 01001)促 进 前 列 腺 癌 细 胞DU145和 LNCaP细 胞 凋 亡 ,伴 随 bax与 bcl22比 值 的 上 调 ,推

16、测 小 檗 碱 诱 导 肿 瘤 细 胞 凋 亡 的 作 用 与 bax与 bcl22比 值 的 上调 有 关 15 。3. 2 诱 导 线 粒 体 跨 膜 电 位 ( m )下 降 细 胞 m是 构成 线 粒 体 电 化 学 梯 度 的 主 要 部 分 ,常 态 的 m是 维 持 线 粒体 正 常 功 能 必 不 可 少 的 ,研 究 表 明 ,小 檗 碱 能 诱 导 m下降 ,从 而 导 致 线 粒 体 释 放 的 凋 亡 活 性 物 质 Cyt C进 入 胞 质 ,Cyt C可 激 活 Caspase级 联 反 应 ,最 终 导 致 细 胞 凋 亡 ,其 中 ,Caspase3是 Casp

17、ase联 级 反 应 中 重 要 的 效 应 酶 ,负 责 对 凋 亡途 径 最 后 执 行 阶 段 的 全 部 或 部 分 关 键 性 蛋 白 的 酶 切 ,小 檗 碱能 通 过 诱 导 细 胞 m下 降 激 活 Caspase3,使 细 胞 选 择 坏 死通 路 16, 17 。此 外 小 檗 碱 还 可 通 过 抑 制 胞 质 中 NAT蛋 白 活 性 和 降 低NAT1 mRNA的 表 达 ,抑 制 细 胞 中 COX22活 性 等 途 径 促 进 肿瘤 细 胞 凋 亡 17219 。4 抑 制 肿 瘤 转 移肿 瘤 转 移 (metastasis)是 一 个 多 环 节 、 多 因

18、素 参 与 的 连续 复 杂 过 程 ,是 恶 性 肿 瘤 的 基 本 生 物 学 特 征 之 一 ,是 决 定 癌症 预 后 的 关 键 因 素 ,小 檗 碱 可 通 过 多 种 途 径 抑 制 肿 瘤 转 移 。4. 1 抑 制 肿 瘤 血 管 形 成 肿 瘤 的 生 长 和 转 移 很 大 程 度 上 依赖 肿 瘤 血 管 形 成 ,血 管 内 皮 生 长 因 子 (VEGF)是 肿 瘤 血 管 形成 最 关 键 的 生 长 因 子 ,研 究 表 明 , H IF21A可 以 诱 导 (VEGF)的 表 达 增 加 ,并 且 可 以 引 起 肿 瘤 组 织 的 微 血 管 密 度 增 加

19、 ,在肿 瘤 新 生 血 管 形 成 过 程 中 有 着 重 要 的 作 用 20 。 小 檗 碱 可 通过 蛋 白 质 水 解 和 赖 氨 酸 乙 酰 化 途 径 促 进 H IF21A蛋 白 质 降解 ,减 少 含 氧 量 正 常 的 和 含 氧 量 低 的 SC2M I细 胞 表 达VEGF,并 可 直 接 抑 制 脐 静 脉 上 皮 细 胞 (HUVEC)的 形 成 和 移动 21 。 W artenbergM等 22 用 小 檗 碱 与 胚 胎 样 体 共 同 培 养 发现 小 檗 碱 不 仅 可 以 显 著 抑 制 胚 胎 样 体 肿 瘤 血 管 增 殖 ,降 低 细胞 内 的 R

20、OS水 平 ,而 且 在 vitam in E存 在 时 可 完 全 清 除 肿 瘤诱 导 产 生 的 新 生 血 管 。 以 上 研 究 均 提 示 了 小 檗 碱 具 有 抑 制肿 瘤 血 管 形 成 的 特 性 。4. 2 阻 断 肿 瘤 转 移 相 关 的 信 号 传 导 通 路 激 活 蛋 白 I(AP2I)是 一 种 核 转 录 因 子 ,活 化 的 AP2I通 过 调 控 下 游 靶 基 因 的表 达 ,参 与 细 胞 外 基 质 的 降 解 ,黏 附 及 血 管 生 成 等 ,有 文 献 报道 小 檗 碱 可 明 显 抑 制 Lewis肺 癌 (LLc)的 自 发 性 纵 膈

21、淋 巴 结转 移 ,增 强 CPT211对 原 位 种 植 瘤 生 长 及 转 移 的 抑 制 ,作 用 机制 估 计 与 小 檗 碱 能 抑 制 AP2I的 转 录 活 性 ,抑 制 u2PA及 受 体( u2PAR)M rnas的 表 达 有 关 23 。 Kuo C L等 24 用 电 泳 迁 移率 变 动 分 析 法 检 测 小 檗 碱 对 口 腔 癌 KB细 胞 和 OCL2细 胞 中AP21转 录 活 性 的 影 响 ,结 果 显 示 小 檗 碱 可 显 著 的 降 低 上 述两 种 细 胞 中 的 AP21活 性 ,进 一 步 的 研 究 证 明 小 檗 碱 可 直 接抑 制 口

22、 腔 癌 细 胞 中 AP21的 转 录 活 性 。4. 3 抗 恶 液 质 病 Iizuka等 25 探 讨 了 小 檗 碱 对 食 管 癌 裸 鼠模 型 ,结 肠 癌 clone20 /clone26小 鼠 模 型 的 抗 肿 瘤 作 用 和 抗 恶病 质 作 用 ,用 RT2PCR和 EL ISA测 定 小 鼠 体 内 的 IL26mRNA r的 表 达 水 平 ,结 果 显 示 经 小 檗 碱 处 理 后 的 食 管 癌 裸 鼠 ,其 瘤块 的 大 小 与 未 用 药 组 无 显 著 性 差 异 ,但 可 剂 量 依 赖 性 的 抑 制血 清 IL26mRNA表 达 ,使 小 鼠 肿

23、瘤 组 织 中 的 血 浆 葡 萄 糖 化 酶水 平 无 明 显 下 降 ,肌 肉 和 脂 肪 组 织 消 耗 不 明 显 ;体 外 实 验 也证 实 了 小 檗 碱 可 以 以 剂 量 依 赖 的 模 式 抑 制 YES22 和clone20 /clone26细 胞 分 泌 IL26,明 显 减 缓 给 药 组 小 鼠 体 重 的下 降 ,改 善 机 体 恶 液 质 状 态 26 。 由 此 可 见 小 檗 碱 可 以 通 过抑 制 IL26mRNA的 表 达 改 善 因 IL26合 成 分 泌 过 多 而 导 致 的恶 液 质 病 症 ,增 强 机 体 的 抵 抗 力 ,从 整 体 提 高

24、 机 体 抗 肿 瘤 转移 的 能 力 。5 结 语小 檗 碱 可 通 过 抑 制 部 分 肿 瘤 细 胞 的 增 殖 和 转 移 ,诱 导 某些 肿 瘤 细 胞 凋 亡 和 分 化 发 挥 抗 肿 瘤 作 用 ,但 现 阶 段 对 小 檗 碱抗 肿 瘤 作 用 机 制 的 研 究 多 局 限 于 分 子 水 平 ,而 肿 瘤 作 用 的 发生 、 发 展 与 基 因 的 改 变 密 切 相 关 ,因 此 在 基 因 水 平 上 进 一 步探 讨 小 檗 碱 的 抗 肿 瘤 作 用 机 制 ,将 更 能 为 小 檗 碱 应 用 于 临 床治 疗 肿 瘤 提 供 理 论 依 据 。另 外 M i

25、tani. N等 23 报 道 小 檗 碱 与 抗 癌 药 CPT211联 合应 用 于 小 鼠 肺 癌 移 植 瘤 ,其 抑 制 肿 瘤 生 长 和 转 移 的 效 果 较 单独 使 用 CPT211更 明 显 ,研 究 显 示 小 檗 碱 与 阿 糖 胞 苷 具 有 抗肿 瘤 联 合 增 强 作 用 ,因 此 针 对 小 檗 碱 的 抗 肿 瘤 特 点 ,加 强 小檗 碱 在 联 合 用 药 方 面 的 研 究 ,将 更 能 充 分 发 挥 传 统 中 药 在 抗肿 瘤 方 面 的 独 特 效 用 ,为 临 床 治 疗 肿 瘤 提 供 新 的 思 路 。288第 32卷 第 10期2007

26、年 5月 中 国 中 药 杂 志Ch ina Journa l of Ch inese M a ter ia M ed ica Vol. 32, Issue 10May, 2007参 考 文 献 1 L in C C, Ng L T, H su F F, et al. Cytotoxic effects of Coptischinensis and Epim edium sagittatum extracts and their major con2stituents ( berberine, cop tisine and icariin) on hepatoma and leu2kaem i

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38、rberine decreased N2acetylation of 22am inofluorene through inhibition of N2acetyltrans2ferase gene exp ression in human leukem ia HL260 cells J . Anti2cancer Res, 2005, 25 (6B) : 4149. 19 L in S S, Chung J G, L in J P, et al. Berberine inhibits arylam ineN2acetyltransferase activity and gene exp re

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44、y, 2007制 备 一 供 含 量 测 定 用 指 标 性 成 分 葫 芦 巴 苷 ,为 建 立 白 背 叶 药 材 含 量 测 定 乃 至 以 白 背 叶 为 主 药 的复 方 制 剂 的 含 量 测 定 方 法 提 供 了 指 标 。作 者 曾 对 不 同 提 取 溶 剂 、 提 取 方 法 和 提 取 时 间进 行 了 考 察 ;对 3种 不 同 品 牌 的 色 谱 柱 和 3种 不 同的 流 动 相 进 行 了 考 察 。 本 实 验 所 建 立 的 白 背 叶 中 葫芦 巴 苷 含 量 测 定 方 法 具 有 灵 敏 度 高 、 操 作 简 便 等特 点 。参 考 文 献 1 An

45、 T Y, Hu L H, Cheng X F, et al. Benzopyran derivatives fromM allotus apelta J . Phytochem istry, 2001, 57 (2) : 273. 2 Cheng X F, Meng ZM, Chen Z L, et al. A pyridine2type alkaloidfrom M allotus apelta J . Phytochem istry, 1998, 49 (7) : 2193. 3 徐 一 新 ,陈 海 生 ,周 靖 ,等 . 白 背 叶 根 化 学 成 分 研 究 J . 解放 军 药

46、学 学 报 , 1999, 15 (5) : 7. 4 El2Mousallamy A M D, Hussein S A M, Merfort, et al. Unusualphenolic glycosides from Cotoneaster orbicularis J . Phytochenis2try, 2000, 53 (6) : 699.Stud ies on chem ica l con stituen t and quan tita tive determ ina tion ofM a llotus apeltaZHU B in1 , BA I Gui2chang1 , J I

47、ANG Shou2jun1 , W E I Feng2 , L IN Rui2chao2(1. Guangxi Institute for Food and D rug Control, N anning 530021, China;2. N ational Institute for the Control of Pharm aceutical and B iological P roducts, B eijing 100050, China) Abstract O bjective: To investigate the chem ical constituents and establi

48、sh a quantitative method ofM allotus apelta. M ethod:Compound was isolated by silica gel, SephadexLH220 column chromatography and Pre2HPLC chromatography. Its structure was identifiedby physicochem ical p roperties and spectral evidences. The content ofM. apelta was determ ined by HPLC. Chromatographic conditions in2cluded Inertsil ODS23 C18 column (416 mm 150 mm, 5 m) and the mobile phase consisting of a m ixture of methanol2water (24 76).The detection wavelength was set at 335 nm. Result: One compound was isolated f

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