龍葵堿抗腫瘤作用機制研究進展

1、龍葵堿抗腫瘤作用機制研究進展【關鍵詞】龍葵堿；作用機制；腫瘤；綜述龍葵(slanunigrul.)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、利水通淋成效,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、肉瘤等多種惡性腫瘤,均獲得了一定的療效。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中提取別離出的一種生物堿,研究說明其對s180、h22荷瘤小鼠有顯著的抗腫瘤活性?，F就龍葵堿抗腫瘤作用機制的研究進展綜述如下。1對腫瘤細胞膜的作用1.1對腫瘤細胞膜流動性的影響膜脂流動性的變

2、化是膜組成成分變化的表達,膜流動性的改變將影響細胞的正常生理功能。膜脂合適的流動性是膜蛋白正常功能表現的必要條件,假如超出正常范圍,生物膜就會產生異常的變化。已經發(fā)現許多疾病病變細胞膜或紅細胞膜的流動性異常。例如,急性淋巴細胞白血病患者淋巴細胞膜的流動性明顯高于正常人。季氏等1研究發(fā)現,龍葵堿可顯著降低h22荷瘤小鼠腫瘤細胞膜流動性,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,龍葵堿可以恢復腫瘤細胞膜的流動性,從而恢復細胞的正常生理功能,起到抗腫瘤的作用。1.2降低腫瘤細胞膜蛋白程度膜蛋白是膜的重要組成局部,其與腫瘤親密相關。膜蛋白的變化將導致膜的通透性

3、、浸透壓、膜電位、跨膜轉運才能、外信號向內傳導的變化,導致細胞喪失正常的細胞內環(huán)境,使細胞核內信息指令異常,導致細胞分裂速度、細胞惡性行為的獲得異常。季氏等1觀察了龍葵堿對h22荷瘤小鼠腫瘤細胞膜蛋白程度的影響,發(fā)現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胞膜上的一類或幾類蛋白的數量和種類,恢復細胞的正常生理活性,到達抗腫瘤目的。1.3降低腫瘤細胞膜唾液酸程度細胞膜唾液酸(sa)是細胞膜上糖蛋白和糖脂鏈末端的殘基,廣泛分布于哺乳動物細胞膜外表,為細胞負電荷的主要來源,亦為細胞膜受體的重要成分,參與細胞分化,癌細胞的轉移,細胞的識別、粘附和接觸抑

4、制等生理過程。因此,細胞膜上sa含量的改變將導致細胞內一系列生物學變化。研究發(fā)現,隨著腫瘤的生長,腹水和血清中sa程度增加,并與腫瘤的生長和類型具有相關性,細胞膜外表sa程度與腫瘤的惡性程度有關。腫瘤細胞比正常細胞更易產生sa2。sa在腫瘤的病理過程中具有“抗識別作用,許多癌化的細胞外表富含sa粘蛋白,其程度高達膜上蛋白總程度的0.5%,而在正常細胞外表,這類成分沒有或很少,因此認為這是癌細胞逃防止疫攻擊的機制,并且和癌細胞的轉移有關3。將癌細胞別離出來,用唾液酸苷酶除去細胞外表的sa,再注入體內,結果導致體內原有的癌細胞解體或消失。龍葵堿使h22荷瘤小鼠腫瘤細胞膜上sa程度明顯降低4,由此推

5、測,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降低腫瘤細胞膜封閉度細胞膜在等滲溶液中能重新封閉起來,恢復對大分子和陽離子的通透屏障,形成封閉影泡。測定紅細胞膜重新封閉才能的指標即封閉度。龍葵堿與環(huán)磷酰胺均可明顯降低h22荷瘤小鼠腫瘤細胞膜封閉度,其結果有可能導致腫瘤細胞的解體和死亡4。1.5對腫瘤細胞膜atp酶的影響atp酶存在于組織細胞膜及細胞器膜上,是細胞膜蛋白的組成局部。其作用在于保持細胞膜內外的離子平衡和離子濃度差,對細胞容積、浸透壓、營養(yǎng)物質的進入起著重要作用。機體在疾病狀態(tài)下atp酶的活性會發(fā)生改變,因此,atp酶的活性是各種細胞能量代謝及功能有無損傷的重要指標

6、。近年來的大量研究說明,腫瘤細胞的atp酶活性顯著升高,這可能是腫瘤組織異常增生的物質根底之一。季氏等5-6研究說明,龍葵堿可顯著抑制s180和h22荷瘤小鼠腫瘤細胞膜na+-k+-atpase及a2+-g2+-atpase的活性,其中37.50g/kg組s180和h22荷瘤小鼠腫瘤細胞膜na+-k+-atpase活性顯著降低,s180荷瘤小鼠腫瘤細胞膜a2+-g2+-atpase活性也顯著降低,但h22荷瘤小鼠腫瘤細胞膜a2+-g2+-atpase活性降低作用并不非常顯著；中劑量組h22荷瘤小鼠腫瘤細胞膜a2+-g2+-atpase活性降低作用非常顯著；低劑量組那么無統(tǒng)計學意義。龍葵堿對腫瘤

7、細胞膜na+-k+-atpase及a2+-g2+-atpase的抑制作用使腫瘤細胞的異常增生受阻,使其細胞代謝的能量缺乏,無法進展細胞增殖,從而發(fā)揮抗腫瘤作用。2抑制腫瘤細胞增殖湛氏等7研究發(fā)現,龍葵堿與肝癌細胞株s7721、胃癌細胞株nk45作用后的atp含量明顯下降,與5-氟脲嘧啶無明顯差異,提示龍葵堿可以抑制s7721、nk45細胞的增殖。季氏等8將s180和h22荷瘤小鼠分為龍葵堿37.50、18.75、9.37g/kg組及陰性對照組和環(huán)磷酰胺30g/kg組。利用激光共聚焦掃描顯微鏡,分別測定各組腫瘤細胞中的dna和rna。結果說明,小鼠皮下注射龍葵堿劑量為37.50和18.75g/k

8、g時,s180和h22荷瘤小鼠腫瘤細胞rna程度明顯降低,dna程度明顯增高,說明腫瘤細胞內dna轉錄形成rna的代謝受到抑制,這也意味著腫瘤細胞內基因產物蛋白質的合成受阻,從而抑制腫瘤細胞的生長。給藥組rna和dna的比值與陰性對照組比擬差異有統(tǒng)計學意義,說明37.50、18.75g/kg龍葵堿對s180和h22荷瘤小鼠腫瘤細胞dna和rna的代謝有逆轉作用。提示龍葵堿降低s180和h22荷瘤小鼠腫瘤細胞rna和dna的比值可能是其抗腫瘤作用機制之一。3誘導腫瘤細胞凋亡高氏等9-10研究發(fā)現,龍葵堿可以引起細胞膜電位降低,即pt孔道(線粒體通透性改變孔道,pereabilitytransit

9、in)開放。pt孔道的開放導致細胞內a2+被動轉運,使細胞內a2+升高,從而啟動細胞凋亡機制,起到抗腫瘤的作用。pt開放的后果可導致膜內外離子趨于平衡的流動,引起線粒體基質高滲,使線粒體體積改變,由于線粒體內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,原來位于線粒體內的細胞色素就會被釋放到胞漿中,激活aspases相關酶,從而導致細胞凋亡的發(fā)生。aspases酶家族現已發(fā)現14種以上家族成員,但并不是所有aspases都參與細胞凋亡反響,只有aspase-3、aspase-6、aspase-7是引起細胞凋亡的詳細執(zhí)行酶,其中的aspase-3處于樞紐地位,作用尤其重要。高氏等1

10、1-12采用激光共聚焦掃描顯微術(nfal)和esternblt方法觀察龍葵堿對人肝癌hepg2細胞aspase-3的影響。nfal結果說明,龍葵堿組不同給藥濃度均可以升高hepg2細胞內aspase-3的含量,并呈劑量依賴性。esternblt實驗結果說明,隨著給藥劑量的增加,aspase-3的量逐漸增加,這一結果是與nfal得出的結果是一樣的。因此,龍葵堿可以上調aspase-3蛋白含量,促進細胞凋亡的發(fā)生。bl-2是一種抗凋亡基因,與細胞凋亡親密相關,同時與線粒體有著嚴密的聯(lián)絡。bl-2蛋白位于核膜、內質網膜和線粒體膜等細胞膜構造上,其中在線粒體外膜上分布最多。但hkenbery等認為b

11、l-2蛋白是一個線粒體內膜蛋白,線粒體上的bl-2多位于pt孔處,具有抑制線粒體通透性變化的才能,并通過此途徑抑制細胞凋亡。同時bl-2還能抑制線粒體釋放細胞色素,從而阻止aspase酶的激活,同樣抑制細胞凋亡的發(fā)生。nfal結果說明,龍葵堿可以抑制bl-2的活性,隨著龍葵堿濃度的增大,熒光強度呈劑量依賴性減小,estern分析bl-2蛋白含量也得到了一樣的結論,即隨著給藥劑量的增加,bl-2蛋白含量呈劑量依賴性降低。龍葵堿對bl-2的抑制作用最終從直接和間接兩個方面激活aspase-3蛋白,誘導hepg2細胞凋亡。同時,通過激光共聚焦對bl-2和aspase-3蛋白采集的圖像可以看出,龍葵堿

12、只是影響蛋白的含量,對蛋白在細胞內的分布沒有影響11-12。4對紅細胞免疫功能的作用由于紅細胞構造簡單,因此在很長一段時間里,人們認為紅細胞的功能僅在于氧氣及二氧化碳的體內運輸功能。隨著研究的不斷深化,發(fā)現紅細胞具有免疫粘附才能,并具有促進白細胞吞噬作用；有學者在發(fā)現紅細胞有多種免疫才能后,提出了“紅細胞免疫系統(tǒng)這一概念,使紅細胞免疫學得以迅速開展。后又有學者提出紅細胞在阻止惡性腫瘤轉移方面甚至比其他細胞起著更重要的作用。這些發(fā)現及以后的許多研究均證實了紅細胞免疫系統(tǒng)是一個完好的免疫體系,同時也是一個至關重要的免疫子系統(tǒng)。紅細胞膜sa的減少,導致紅細胞免疫活性降低。同時,sa的減少促進紅細胞的

13、老化,使紅細胞凝集性、胞膜的脆性增加,細胞崩解破裂、數量減少,從而影響紅細胞的正常生理生化功能,可能導致腫瘤患者常伴有貧血的發(fā)生。由于sa的減少,使其不能有效地去除循環(huán)免疫復合物,致使其大量沉積血管基,最終激活補體造成免疫損傷。季氏等13研究發(fā)現,龍葵堿升高了紅細胞外表的sa,這可能是龍葵堿抗腫瘤的作用機制之一。紅細胞封閉度是測定紅細胞重新封閉才能的指標,紅細胞封閉度改變即可表達出紅細胞膜功能改變。龍葵堿對紅細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胞膜的重新封閉才能,增加紅細胞膜的穩(wěn)定性,改善紅細胞膜的構造和功能,從而進步紅細胞的免疫才能13。紅細胞膜流動性實際上是指紅細胞膜脂

14、流動性(lfu),其中也包含膜中蛋白質的運動。lfu對紅細胞的形態(tài)構造、酶活性、受體活性及物質轉運均有影響。大量研究說明,許多疾病與生物膜脂的流動性變化有關,在細胞周期的不同時相、代謝過程中、疾病條件下以及藥物作用后,細胞膜都會有流動性的變化,而且發(fā)現許多疾病除本質性器官的細胞膜病變外,常伴有紅細胞膜的異常。紅細胞的正常功能也與紅細胞膜的流變性質有很大關系,對細胞形態(tài)、物質運輸、酶活性、抗原性及受體活性等均有影響。膜流動性增大,微粘度下降,血流流速加快,紅細胞免疫粘附腫瘤細胞的才能那么會隨之增強。龍葵堿可增強s180與h22荷瘤小鼠的紅細胞免疫粘附腫瘤細胞的才能；同時,荷瘤小鼠紅細胞微粘度升高

15、,lfu下降；在經過龍葵堿處理后,不同荷瘤小鼠機體內紅細胞微粘度均有不同程度降低,即lfu進步。說明龍葵堿對腫瘤的擴散和轉移具有重要的作用,提示龍葵堿可能是通過進步紅細胞的膜流動性和增強紅細胞對腫瘤細胞的免疫粘附作用,從而增強紅細胞免疫功能來進一步激活整個機體免疫系統(tǒng),進而到達綜合的治療效果,這可能是龍葵堿抗腫瘤的一個重要機制14。5抑制血管新生病理性血管新生是腫瘤浸潤和轉移的必要條件之一。1971年flkan提出腫瘤的生長和轉移依賴于血管新生的觀點。1976年,gullin指出,癌變前的組織需要具有血管新生才能,才能開展成腫瘤組織。近年來,對抑制血管內皮細胞生長因子等作用于腫瘤新生血管為主的

16、藥物已進展了大量的研究,抗腫瘤血管新生藥物的研制已經成為攻克腫瘤的重要手段之一。許氏等15研究發(fā)現,龍葵水提物可明顯抑制雞胚絨毛尿囊膜血管新生,并可見大血管構造破壞跡象。提示龍葵抑制血管新生的機制可能在于導致血管內皮細胞凋亡和抑制內皮細胞的增殖,但龍葵堿是否有此作用還有待于進一步研究。6結語民間較早就將龍葵作為抗腫瘤藥使用。近年來的研究說明,龍葵堿通過影響腫瘤細胞膜、抑制腫瘤細胞增殖、誘導腫瘤細胞凋亡和影響紅細胞免疫功能等多種途徑發(fā)揮抗腫瘤作用。通過進一步的全面而深化的研究,龍葵堿有望成為一類新型的天然抗癌新藥。【參考文獻】1季宇彬,王勝惠,高世勇,等.龍葵堿對h22荷瘤小鼠細胞膜流動性和膜蛋

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18、22,24(3a)：13471351.4季宇彬,王勝惠,高世勇,等.龍葵堿對h22荷瘤小鼠腫瘤細胞膜唾液酸和封閉度的影響j.中草藥,2022,36(1)：7981.5季宇彬,王宏亮,高世勇.龍葵堿對腫瘤細胞膜atp酶活性的影響j.哈爾濱商業(yè)大學學報(自然科學版),2022,21(2)：127129.6季宇彬,高世勇,王宏亮,等.龍葵總堿對腫瘤細胞膜鈉泵及鈣泵活性影響的研究j.世界科學技術中醫(yī)藥現代化,2022,8(4)：4043.7湛學軍,徐燕萍,謝大澤,等.發(fā)光法分析莪術油等中藥對肝、胃癌細胞增殖活性抑制作用的實驗研究j.中國腫瘤臨床,2022,34(1)：3033.8季宇彬,王宏亮,高世勇.龍葵堿對荷瘤小鼠腫瘤細胞dna和rna的影響j.中草藥,2022,36(8)：12001202.9高世勇,季宇彬.龍葵堿對hepg2細胞線粒體膜電位及細胞內a2+i的影響j.中國藥理通訊,2022,24(3)：1113.10gasy,angqj,jiyb.effetfslaninentheebraneptentialfithndriainhepg2ellsanda2+iintheellsj.rldjgastrenterl,2022,12(21)：33593367.11高世勇,王秋娟,季宇彬.龍葵堿對hepg2細胞內aspase-3及bl-2蛋白含量的影響j.中國天然藥物,202