龍葵堿抗腫瘤作用機(jī)制研究進(jìn)展

1、龍葵堿抗腫瘤作用機(jī)制研究進(jìn)展         11-05-02 14:12:00     作者：歸小龍    編輯：studa20【關(guān)鍵詞】  龍葵堿；作用機(jī)制；腫瘤；綜述龍葵(Solanum nigrum L.)別名苦菜、苦葵、老鴉眼、天茄子,為茄科1年生草本植物,分布于全國(guó)各地,以東北、華北為多。龍葵具有清熱解毒、活血消腫、利水通淋功效,臨床上用龍葵水煎劑或注射劑治療宮頸癌、食道癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、絨毛膜上皮癌、卵巢癌

2、、肉瘤等多種惡性腫瘤,均取得了一定的療效。其主要成分為生物堿,龍葵堿是從龍葵的全草或未成熟的果實(shí)中提取分離出的一種生物堿,研究表明其對(duì)S180、H22荷瘤小鼠有顯著的抗腫瘤活性?，F(xiàn)就龍葵堿抗腫瘤作用機(jī)制的研究進(jìn)展綜述如下。1  對(duì)腫瘤細(xì)胞膜的作用1.1  對(duì)腫瘤細(xì)胞膜流動(dòng)性的影響    膜脂流動(dòng)性的變化是膜組成成分變化的體現(xiàn),膜流動(dòng)性的改變將影響細(xì)胞的正常生理功能。膜脂適合的流動(dòng)性是膜蛋白正常功能表現(xiàn)的必要條件,如果超出正常范圍,生物膜就會(huì)產(chǎn)生異常的變化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多疾病病變細(xì)胞膜或紅細(xì)胞膜的流動(dòng)性異常。例如,急性淋巴細(xì)胞白血病患者淋巴細(xì)胞膜的

3、流動(dòng)性明顯高于正常人。季氏等1研究發(fā)現(xiàn),龍葵堿可顯著降低H22荷瘤小鼠腫瘤細(xì)胞膜流動(dòng)性,其中高、中劑量組微粘度顯著升高；環(huán)磷酰胺也有同樣作用,但療效較龍葵堿組弱。由此推斷,龍葵堿可以恢復(fù)腫瘤細(xì)胞膜的流動(dòng)性,從而恢復(fù)細(xì)胞的正常生理功能,起到抗腫瘤的作用。1.2  降低腫瘤細(xì)胞膜蛋白水平    膜蛋白是膜的重要組成部分,其與腫瘤密切相關(guān)。膜蛋白的變化將導(dǎo)致膜的通透性、滲透壓、膜電位、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)能力、外信號(hào)向內(nèi)傳導(dǎo)的變化,導(dǎo)致細(xì)胞喪失正常的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境,使細(xì)胞核內(nèi)信息指令異常,導(dǎo)致細(xì)胞分裂速度、細(xì)胞惡性行為的獲得異常。季氏等1觀察了龍葵堿對(duì)H22荷瘤小鼠腫瘤細(xì)胞膜

4、蛋白水平的影響,發(fā)現(xiàn)龍葵堿各劑量組膜蛋白含量顯著降低,其中以高劑量組最為明顯。從而推斷,龍葵堿是通過影響腫瘤細(xì)胞膜上的一類或幾類蛋白的數(shù)量和種類,恢復(fù)細(xì)胞的正常生理活性,達(dá)到抗腫瘤目的。1.3  降低腫瘤細(xì)胞膜唾液酸水平    細(xì)胞膜唾液酸(SA)是細(xì)胞膜上糖蛋白和糖脂鏈末端的殘基,廣泛分布于哺乳動(dòng)物細(xì)胞膜表面,為細(xì)胞負(fù)電荷的主要來源,亦為細(xì)胞膜受體的重要成分,參與細(xì)胞分化,癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,細(xì)胞的識(shí)別、粘附和接觸抑制等生理過程。因此,細(xì)胞膜上SA含量的改變將導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)一系列生物學(xué)變化。研究發(fā)現(xiàn),隨著腫瘤的生長(zhǎng),腹水和血清中SA水平增加,并與腫瘤的生長(zhǎng)和類型

5、具有相關(guān)性,細(xì)胞膜表面SA水平與腫瘤的惡性程度有關(guān)。腫瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞更易產(chǎn)生SA2。SA在腫瘤的病理過程中具有“抗識(shí)別作用”,許多癌化的細(xì)胞表面富含SA粘蛋白,其水平高達(dá)膜上蛋白總水平的0.5%,而在正常細(xì)胞表面,這類成分沒有或很少,因此認(rèn)為這是癌細(xì)胞逃避免疫攻擊的機(jī)制,并且和癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)3。將癌細(xì)胞分離出來,用唾液酸苷酶除去細(xì)胞表面的SA,再注入體內(nèi),結(jié)果導(dǎo)致體內(nèi)原有的癌細(xì)胞解體或消失。龍葵堿使H22荷瘤小鼠腫瘤細(xì)胞膜上SA水平明顯降低4,由此推測(cè),龍葵堿可能屬抗腫瘤藥物中的代謝藥,主要影響DNA的合成。1.4  降低腫瘤細(xì)胞膜封閉度    細(xì)胞

6、膜在等滲溶液中能重新封閉起來,恢復(fù)對(duì)大分子和陽(yáng)離子的通透屏障,形成封閉影泡。測(cè)定紅細(xì)胞膜重新封閉能力的指標(biāo)即封閉度。龍葵堿與環(huán)磷酰胺均可明顯降低H22荷瘤小鼠腫瘤細(xì)胞膜封閉度,其結(jié)果有可能導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的解體和死亡4。1.5  對(duì)腫瘤細(xì)胞膜ATP酶的影響    ATP酶存在于組織細(xì)胞膜及細(xì)胞器膜上,是細(xì)胞膜蛋白的組成部分。其作用在于保持細(xì)胞膜內(nèi)外的離子平衡和離子濃度差,對(duì)細(xì)胞容積、滲透壓、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的進(jìn)入起著重要作用。機(jī)體在疾病狀態(tài)下ATP酶的活性會(huì)發(fā)生改變,因此,ATP酶的活性是各種細(xì)胞能量代謝及功能有無損傷的重要指標(biāo)。近年來的大量研究表明,腫瘤細(xì)胞的AT

7、P酶活性顯著升高,這可能是腫瘤組織異常增生的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。    季氏等5-6研究表明,龍葵堿可顯著抑制S180和H22荷瘤小鼠腫瘤細(xì)胞膜Na+-K+-ATPase及Ca2+-Mg2+-ATPase的活性,其中37.50 mg/kg組S180和H22荷瘤小鼠腫瘤細(xì)胞膜Na+-K+-ATPase活性顯著降低,S180荷瘤小鼠腫瘤細(xì)胞膜Ca2+-Mg2+-ATPase活性也顯著降低,但H22荷瘤小鼠腫瘤細(xì)胞膜Ca2+-Mg2+-ATPase活性降低作用并不十分顯著；中劑量組H22荷瘤小鼠腫瘤細(xì)胞膜Ca2+-Mg2+-ATPase活性降低作用十分顯著；低劑量組則無統(tǒng)計(jì)學(xué)

8、意義。龍葵堿對(duì)腫瘤細(xì)胞膜Na+-K+-ATPase及Ca2+-Mg2+-ATPase的抑制作用使腫瘤細(xì)胞的異常增生受阻,使其細(xì)胞代謝的能量不足,無法進(jìn)行細(xì)胞增殖,從而發(fā)揮抗腫瘤作用。2  抑制腫瘤細(xì)胞增殖    湛氏等7研究發(fā)現(xiàn),龍葵堿與肝癌細(xì)胞株SMMC7721、胃癌細(xì)胞株NKM45作用后的ATP含量明顯下降,與5-氟脲嘧啶無明顯差異,提示龍葵堿能夠抑制SMMC7721、NKM45細(xì)胞的增殖。3  誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡    高氏等9-10研究發(fā)現(xiàn),龍葵堿能夠引起細(xì)胞膜電位降低,即PT孔道(線粒體通透性改變孔道,pe

9、rmeability transition)開放。PT孔道的開放導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),使細(xì)胞內(nèi)Ca2+升高,從而啟動(dòng)細(xì)胞凋亡機(jī)制,起到抗腫瘤的作用。     11-05-02 14:12:00     作者：歸小龍    編輯：studa20    PT開放的后果可導(dǎo)致膜內(nèi)外離子趨于平衡的流動(dòng),引起線粒體基質(zhì)高滲,使線粒體體積改變,由于線粒體內(nèi)膜折疊面積比外膜大,而引起外膜斷裂。伴隨著線粒體外膜的斷裂,原來位于線粒體內(nèi)的細(xì)胞色素C就會(huì)被釋放

10、到胞漿中,激活caspases相關(guān)酶,從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的發(fā)生。caspases酶家族現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)14種以上家族成員,但并不是所有caspases都參與細(xì)胞凋亡反應(yīng),只有caspase-3、caspase-6、caspase-7是引起細(xì)胞凋亡的具體執(zhí)行酶,其中的caspase-3處于樞紐地位,作用尤其重要。高氏等11-12采用激光共聚焦掃描顯微術(shù)(Confocal)和Western blot方法觀察龍葵堿對(duì)人肝癌HepG2細(xì)胞caspase-3的影響。Confocal結(jié)果表明,龍葵堿組不同給藥濃度均能夠升高HepG2細(xì)胞內(nèi)caspase-3的含量,并呈劑量依賴性。Western blot實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明

11、,隨著給藥劑量的增加,caspase-3的量逐漸增加,這一結(jié)果是與Confocal得出的結(jié)果是相同的。因此,龍葵堿可以上調(diào)caspase-3蛋白含量,促進(jìn)細(xì)胞凋亡的發(fā)生。    Bcl-2是一種抗凋亡基因,與細(xì)胞凋亡密切相關(guān),同時(shí)與線粒體有著緊密的聯(lián)系。Bcl-2蛋白位于核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和線粒體膜等細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)上,其中在線粒體外膜上分布最多。但Hockenbery等認(rèn)為Bcl-2蛋白是一個(gè)線粒體內(nèi)膜蛋白,線粒體上的Bcl-2多位于PT孔處,具有抑制線粒體通透性變化的能力,并通過此途徑抑制細(xì)胞凋亡。同時(shí)Bcl-2還能抑制線粒體釋放細(xì)胞色素C,從而阻止caspase酶的激

12、活,同樣抑制細(xì)胞凋亡的發(fā)生。Confocal結(jié)果表明,龍葵堿能夠抑制Bcl-2的活性,隨著龍葵堿濃度的增大,熒光強(qiáng)度呈劑量依賴性減小,Western分析Bcl-2蛋白含量也得到了相同的結(jié)論,即隨著給藥劑量的增加,Bcl-2蛋白含量呈劑量依賴性降低。龍葵堿對(duì)Bcl-2的抑制作用最終從直接和間接兩個(gè)方面激活caspase-3蛋白,誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞凋亡。同時(shí),通過激光共聚焦對(duì)Bcl-2和caspase-3蛋白采集的圖像可以看出,龍葵堿只是影響蛋白的含量,對(duì)蛋白在細(xì)胞內(nèi)的分布沒有影響11-12。4  對(duì)紅細(xì)胞免疫功能的作用    由于紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,因此在很長(zhǎng)

13、一段時(shí)間里,人們認(rèn)為紅細(xì)胞的功能僅在于氧氣及二氧化碳的體內(nèi)運(yùn)輸功能。隨著研究的不斷深入,發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞具有免疫粘附能力,并具有促進(jìn)白細(xì)胞吞噬作用；有學(xué)者在發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞有多種免疫能力后,提出了“紅細(xì)胞免疫系統(tǒng)”這一概念,使紅細(xì)胞免疫學(xué)得以迅速發(fā)展。后又有學(xué)者提出紅細(xì)胞在阻止惡性腫瘤轉(zhuǎn)移方面甚至比其他細(xì)胞起著更重要的作用。這些發(fā)現(xiàn)及以后的許多研究均證實(shí)了紅細(xì)胞免疫系統(tǒng)是一個(gè)完整的免疫體系,同時(shí)也是一個(gè)至關(guān)重要的免疫子系統(tǒng)。    紅細(xì)胞膜SA的減少,導(dǎo)致紅細(xì)胞免疫活性降低。同時(shí),SA的減少促進(jìn)紅細(xì)胞的老化,使紅細(xì)胞凝集性、胞膜的脆性增加,細(xì)胞崩解破裂、數(shù)量減少,從而影響紅細(xì)

14、胞的正常生理生化功能,可能導(dǎo)致腫瘤患者常伴有貧血的發(fā)生。由于SA的減少,使其不能有效地清除循環(huán)免疫復(fù)合物,致使其大量沉積血管基,最終激活補(bǔ)體造成免疫損傷。季氏等13研究發(fā)現(xiàn),龍葵堿升高了紅細(xì)胞表面的SA,這可能是龍葵堿抗腫瘤的作用機(jī)制之一。    紅細(xì)胞封閉度是測(cè)定紅細(xì)胞重新封閉能力的指標(biāo),紅細(xì)胞封閉度改變即可體現(xiàn)出紅細(xì)胞膜功能改變。龍葵堿對(duì)紅細(xì)胞膜的封閉度具有升高作用,說明龍葵堿可增加荷瘤小鼠紅細(xì)胞膜的重新封閉能力,增加紅細(xì)胞膜的穩(wěn)定性,改善紅細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能,從而提高紅細(xì)胞的免疫能力13。    紅細(xì)胞膜流動(dòng)性實(shí)際上是指紅細(xì)胞膜

15、脂流動(dòng)性(LFU),其中也包含膜中蛋白質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。LFU對(duì)紅細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、酶活性、受體活性及物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)均有影響。大量研究表明,許多疾病與生物膜脂的流動(dòng)性變化有關(guān),在細(xì)胞周期的不同時(shí)相、代謝過程中、疾病條件下以及藥物作用后,細(xì)胞膜都會(huì)有流動(dòng)性的變化,而且發(fā)現(xiàn)許多疾病除實(shí)質(zhì)性器官的細(xì)胞膜病變外,常伴有紅細(xì)胞膜的異常。紅細(xì)胞的正常功能也與紅細(xì)胞膜的流變性質(zhì)有很大關(guān)系,對(duì)細(xì)胞形態(tài)、物質(zhì)運(yùn)輸、酶活性、抗原性及受體活性等均有影響。膜流動(dòng)性增大,微粘度下降,血流流速加快,紅細(xì)胞免疫粘附腫瘤細(xì)胞的能力則會(huì)隨之增強(qiáng)。龍葵堿可增強(qiáng)S180與H22荷瘤小鼠的紅細(xì)胞免疫粘附腫瘤細(xì)胞的能力；同時(shí),荷瘤小鼠紅細(xì)胞微粘度升高

16、,LFU下降；在經(jīng)過龍葵堿處理后,不同荷瘤小鼠機(jī)體內(nèi)紅細(xì)胞微粘度均有不同程度降低,即LFU提高。表明龍葵堿對(duì)腫瘤的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移具有重要的作用,提示龍葵堿可能是通過提高紅細(xì)胞的膜流動(dòng)性和增強(qiáng)紅細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫粘附作用,從而增強(qiáng)紅細(xì)胞免疫功能來進(jìn)一步激活整個(gè)機(jī)體免疫系統(tǒng),進(jìn)而達(dá)到綜合的治療效果,這可能是龍葵堿抗腫瘤的一個(gè)重要機(jī)制14。5  抑制血管新生    病理性血管新生是腫瘤浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移的必要條件之一。1971年Folkman提出腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移依賴于血管新生的觀點(diǎn)。1976年,Gullino指出,癌變前的組織需要具有血管新生能力,才能發(fā)展成腫瘤組織。近

17、年來,對(duì)抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子等作用于腫瘤新生血管為主的藥物已進(jìn)行了大量的研究,抗腫瘤血管新生藥物的研制已經(jīng)成為攻克腫瘤的重要手段之一。許氏等15研究發(fā)現(xiàn),龍葵水提物可明顯抑制雞胚絨毛尿囊膜血管新生,并可見大血管結(jié)構(gòu)破壞跡象。提示龍葵抑制血管新生的機(jī)制可能在于導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖,但龍葵堿是否有此作用還有待于進(jìn)一步研究。6  結(jié)語(yǔ)    民間較早就將龍葵作為抗腫瘤藥使用。近年來的研究表明,龍葵堿通過影響腫瘤細(xì)胞膜、抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和影響紅細(xì)胞免疫功能等多種途徑發(fā)揮抗腫瘤作用。通過進(jìn)一步的全面而深入的研究,龍葵堿有望

18、成為一類新型的天然抗癌新藥。【參考文獻(xiàn)】  1 季宇彬,王勝惠,高世勇,等.龍葵堿對(duì)H22荷瘤小鼠細(xì)胞膜流動(dòng)性和膜蛋白水平的影響J.中草藥,2005,36(2)：239241.2 Feijoo CC, Rodriguez BFJ, Paez de la CM, et al. Clinical significance of preoperative serum sialic acid levels in colorectal cancer：utility in the detection of patients at high risk of tumor recurrenceJ. Int J Biol Markers,2004,19(1)：3845.3 Marquez M, Nilsson S, Lennartsson L, e