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第4卷第1期
亚太传统医药
V01.4 No.1
2008年1月
Asia-Pacific T;aditiona1 Medicine
Jan.2008
桦木酸和2,3一羟基桦木酸抗肿瘤
作用机制的研究进展
张 晶,张秀娟,凌莉莉
(哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究发展中心,黑龙江哈尔滨150076)
摘要:桦木酸和2,3一羟基桦木酸均是羽扇豆烷型五环三萜类化合物,具有多方面的药理活性,其抗肿瘤作用近
年来受到了极大的关注。目前,国内外关于桦木酸和2,3一羟基桦木酸抗肿瘤作用的研究表明,桦木酸和2,3一羟基
桦木酸可通过抑制肿瘤细胞增殖、转移,诱导肿瘤细胞分化和凋亡,从而起到抗肿瘤的作用。
关键词:桦木酸;2,3一羟基桦木酸;抗肿瘤
中图分类号:R96 文献标识码:A 文章编号:1673—2197(2008)01—062—03
肿瘤是一类病因、病理、临床表现以及治疗均比
的生存时间有一定的延长作用,随着给药剂量的降
较复杂的常见病、多发病,尤其恶性肿瘤是一种严重
低,生命延长率有升高的趋势;对接种S 。。的小鼠瘤
威胁人类健康的疾病。近年来,已有许多实验证明桦
重的影响,也是随着剂量的升高而降低。
木酸和2,3一羟基桦木酸有很好的抗肿瘤作用,本文
就其抗肿瘤作用的研究进展作一综述,为深入研究作
2体外抗肿瘤作用
进一步探讨。
研究发现L5],桦木酸对多种瘤系均有抑制作用。
大量的研究报道说明E ,桦木酸对黑色素瘤细胞
P-388、A一549、H 29、Me-28的IC5o分别为2.5%g/
具有极强的选择性细胞毒性。桦木酸在体外能抑制
mL、5.0 ̄g/mL、10.0 ̄g/mL、大于10t ̄g/mL;MEL-
TPA诱导的小鼠子宫瘤、黑色素瘤和移植肿瘤等多
2、KB的ED5。分别为1.2t ̄g/mL、大于20t ̄g/mI 。叶
种肿瘤。也有研究报道,桦木酸对其它肿瘤细胞也有
较为广谱的活性作用,如神经母细胞瘤、成神经细胞
银英等报道L6],桦木酸及其衍生物2,3一羟基桦木酸等
瘤、成胶质细胞瘤等。
均对A。 黑色素瘤细胞增殖有抑制作用。2,3一羟基
桦木酸体外处理小鼠B 黑色素瘤细胞3d,随着剂量
1动物体内抗肿瘤作用
的增加,肿瘤细胞生长受到不同程度的抑制,有剂量
钟长斌等[ ]报道,2,3一羟基桦木酸有明显抗黑色
依赖关系。她还证明了2,3一羟基桦木酸在体外对
素瘤的作用,能抑制小鼠HepA实体瘤的生长,高、
B16、SGC-7901、A0、K562、HeLa、HL_60、S18o肿瘤细胞
中、低剂量组抑瘤率均在3O 以上。有研究指出_3],
均有很好的抑制作用,其中HL-60白血病细胞最为
2,3一羟基桦木酸对体内接种B s黑色素瘤细胞的小鼠
敏感[ 。倪明宇等报道[ ,桦木酸在体外对HT ̄29、
肿瘤组织块的生长有抑制作用,随着药物浓度的增
A2780、LS-1747、SMM ̄7721、Bcap-37、OVCAR-3、
加,组织块重量减轻,说明肿瘤的抑制率上升。2,3一
PC一14、K 、KB细胞均有不同的抑制作用;桦木酸对
羟基桦木酸作用于体内的B1 黑色素瘤细胞,可使细
PC-14、Bcap-37两种细胞的IC5。都大于lOOumol/L,
胞被阻滞在G0/G1期,最终导致细胞凋亡,起到抗肿
对其余7种细胞的IC 。则较小,其中对KB细胞的
瘤的作用。张秀娟等报道E ,桦木酸对Hzz荷瘤小鼠
IC5。最小,依次为LS-1747、SMMC-7721。
收稿日期:2007一l1—06
基金项目:哈尔滨商业大学研究生创新基金项目,黑龙江省自然科学基金项目(C2oo6o4)
作者简介:张晶(1981一),女,汉族,山东人,哈尔滨商业大学研究生,研究方向为肿瘤药理学。
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Asia-Paciic Traditifonal Medicine
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3抗肿瘤作用机制
桦木酸及2,3一羟基桦木酸抗肿瘤的作用机制尚
不明确,目前专门探讨其抗肿瘤机制的文献并不多
见。以下本文仅就现有的一些研究成果简述其抗肿
瘤作用可能的机制。
(1)对肿瘤细胞直接杀伤,诱导其凋亡,发挥其抗
肿瘤作用。经2,3一羟基桦木酸进行体外处理的多种
肿瘤细胞,在光镜和电镜下观察均出现明显的凋亡特
征;用流式细胞仪检测其凋亡率,当2,3一羟基桦木酸
浓度为50mg/I 时,作用24h,凋亡率可达到
14.88 ;在DNA琼脂糖凝胶电泳上,可看到明显的
梯状条带。
(2)通过抑制肿瘤血管的生成发挥其抗肿瘤作
用。蒋孟军等[93分别对2,3一羟基桦木酸对人毛细血
管内皮细胞(HMEC)的增殖、迁移,HMEC体外Ma—
trigel小管形成,HMEC中CD。 分子表达的影响进
行研究。实验结果表明,加入该药24h后,见细胞增
殖开始变慢,对HMEC增殖有抑制作用;经2,3一羟
基桦木酸处理的HMEC迁移的数量明显减少,且浓
度越高,细胞迁移率越低;2,3一羟基桦木酸为lmg/I
时,对HMEC小管形成已开始有抑制作用,10mg/L
时,基本无小管形成,在60mg/I 浓度下,细胞贴壁困
难;内皮细胞相互间的黏附是血管生成的基本过程,
CD3 为血小板内皮细胞黏附分子一1,是介导内皮细胞
黏附的重要分子,当2,3一羟基桦木酸的浓度达到
10mg/L时,HMEC中( 的表达明显减弱。可看出
2,3一羟基桦木酸在体外具有抑制血管生成的作用。
(3)通过调节肿瘤相关因子的表达发挥其抗肿瘤
的作用。桦木酸能保护先天性黑色素瘤细胞中独立
的p53因子免受UV—C所致的DNA链断裂的损伤,
它有可能是通过抗氧化作用机制发挥效应的。有报
道表明,桦木酸诱导细胞凋亡的作用机制不依赖于
p53,但也有学者认为,桦木酸可能上调了转移的黑色
素瘤细胞中的p53因子而发挥作用。
(4)通过改变线粒体的特征发挥其抗肿瘤的作
用。有实验指出,桦木酸诱导细胞凋亡是通过改变线
粒体膜蛋白的成分,生成氧化产物,开放离子通道等
方式进行的口 。也有报道说,桦木酸能抑制线粒体
内皮细胞发挥作用。这些改变导致线粒体释放凋亡
因子,激活caspase,致使DNA断裂而导致肿瘤细胞
凋亡。另外,研究显示口 ,桦木酸还具有很强的抗肿
瘤活性,尤其是对人类黑色素瘤(Mel一1、Mel一2和
Mel一4)和神经外胚层肿瘤具有特异性活性。它是一
种通过直接作用于线粒体而触发凋亡的propotye型
细胞毒剂,在细胞游离系统中,经白桦酸诱导通透性
转变的线粒体,能通过释放可溶性因子等方式介导
caspase-8和caspase-3的分裂。
(5)直接作用于DNA发挥其抗肿瘤的作用。桦
木酸能通过在P一388D1细胞中抑制DNA聚合酶J3
而增强博莱霉素的活性,而博莱霉素是DNA链断裂
的介体。另外,桦木酸对拓扑异构酶I和I1 0t有较弱
的抑制作用,但不能稳定拓扑异构酶II a—DNA复合
物嘲。
(6)通过影响细胞周期发挥其抗肿瘤作用。有文
章表明E ],2,3一羟基桦木酸在体外对人白血病HL-
6O细胞系、人宫颈癌Hela细胞系等,尤其是对黑色
素瘤B16细胞系的活性作用非常显著,能使肿瘤细
胞阻滞在某一生长期,最终导致细胞凋亡。2,3一羟基
桦木酸作用于体外的S 。细胞,可使其G2/M期的细
胞比例明显升高,G0/G1期细胞比例下降;2,3一羟基
桦木酸作用于体外的B 黑色素瘤细胞,均使细胞被
阻滞在G0/G1期。两种细胞的凋亡率都随着药物浓
度的升高而升高。
(7)通过诱导分化肿瘤细胞发挥其抗肿瘤作用。
叶银英等报道[H],在对2,3一羟基桦木酸对黑色素瘤
的研究中发现,高剂量使用有诱导细胞凋亡的作用,
而低剂量则可诱导黑色素瘤细胞分化。与正常的黑
色素瘤B 细胞相比,使用低剂量2,3一羟基桦木酸处
理的B s细胞的黑色素的生成能力增强。
(8)通过免疫机制的增强发挥其抗肿瘤的作用。
有研究认为,桦木酸能够提高T细胞的增殖能力,促
进NK细胞的活性,提高TNF水平及增加IL一2的生
成。因此,其抑瘤机制可能与其直接或间接的增强机
体抗肿瘤免疫功能有关。
(9)通过改变肿瘤细胞膜上的钙泵活性发挥抗肿
瘤作用。桦木酸能明显升高S1 。肿瘤细胞膜上的钙
泵活性,由于细胞内钙离子浓度降低也会导致细胞凋
亡,因此,桦木酸抗肿瘤的机制可能是通过升高肿瘤
细胞的钙泵活性,使得肿瘤细胞的正常生理功能降低
而发生凋亡。
(10)桦木酸可能通过抑制氨肽酶N,抑制肿瘤细
胞的侵袭,从而启动凋亡,发挥抗肿瘤作用。实验证
明口引,桦木酸在体外能够抑制氨肽酶N的活性,IC 。
为(7.3±1.4)ptmol/L,氨肽酶N与细胞外基质的组
成有关,抑制它就能防止黑色素瘤侵袭基膜。
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(11)通过降低一些细胞生长所需酶的活性发挥
抗肿瘤作用。研究表明_1引,桦木酸抑制了肿瘤细胞
生长时所需的关键酶(WO95/04526),从而起到了抗
肿瘤的作用。
4总结与展望
[4]张秀娟.桦木酸体内抗肿瘤作用的初步研究[J].中国
微生态学杂志,2006,18(3):206—208.
r5]Pisha E,Cahi H,Lee IS.Discovery of betulinic as a se—
lective inhibitor of human melanoma that functions by
induction of apoptosis[J].Nature Med,1995(1):1046.
[6] 叶银英.桦木酸及其衍生物2,3-羟基桦木酸等诱导黑色
素瘤细胞凋亡的研究[J].东南大学学报(医学版),
2002,21(3):203—206.
综上所述,在桦木酸和2,3一羟基桦木酸抗肿瘤
作用机制的研究中,我们发现,其对肿瘤细胞不仅有
直接杀伤作用,还有诱导某些肿瘤细胞向正常细胞分
化和促凋亡作用。另外,桦木酸在抗肿瘤的同时,对
[7]叶银英.2,3-羟基桦木酸体外抗恶性肿瘤作用的研究
[J].东南大学学报(医学版),2001,20(3):141—143.
[8]倪明宇.桦木酸对人肿瘤细胞的抗癌活性筛选[J].沈
阳药科大学学报,2005,22(5):383—385.
[9]蒋孟军.2,3-羟基桦木酸体外抑制血管生成的实验研究
[J].细胞与分子免疫学杂志,2006,22(1):88—91.
r1O]Schmidt ML,Kuzmanoff KL,Ling-Indeck L Betulinic
acid induces apoptosis in human neuroblastoma cell
正常细胞的毒性较小,甚至能提高T细胞的增殖能
力,提高机体免疫功能,这是众多化疗药物所不能及
的。由此可以看出,这项研究的前景广阔,有必要继
续深入进行。这些研究不仅在很大程度上拓宽了桦
木酸和2,3一羟基桦木酸抗肿瘤作用机制研究的范
围,也提高了其抗肿瘤作用研究的意义和价值。然
而,由于其抗肿瘤作用的机制复杂,不明之处较多,尤
lines[J].Eur J Cancer,1997(33):2007.
[11]李丹.白桦酸及其衍生物的研究进展[J].药学进展,
2004,28(3):120—125.
其是其诱导肿瘤细胞分化凋亡的机制尚不清楚,且其
临床应用研究的资料几乎没有,因此,进一步探明桦
r12] Shun-ichi Wada,Reiko Tanata.Betulinic Acid and Its
Derivatives,Potent DNA TopoisomeraseⅡInhibitors
木酸和2,3一羟基桦木酸的抗肿瘤作用机制,增强其
临床抗肿瘤方面的研究力度,已成为研究者急待解决
的课题。随着对桦木酸及其衍生物更深入的研究,不
from the Bark of Bischofia javanica[J].Chemistry&
Biodiversity,2005(2):689—694.
[13] 毕毅.白桦酸类化合物的研究进展[J].中国新药杂志,
2005,14(1):23—26.
断阐明其作用机理,桦木酸类化合物必将得到更广泛
的应用。
参考文献:
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用[J].中国生化药物杂志,2001,22(4):163—165.
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[3]叶银英.2,3-羟基桦木酸体外和体内抗黑色素瘤作用的
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(责任编辑:杜靖)
Study Progress of Anti--tumor Mechanism of
Betulinic Acid and 2,3一hydroxyl Betulinic Acid
Zhang Jing,Zhang Xiuj uan,Ling Lili
Abstract:Betulinic acid and 2,3一hydroxyl betNimc acid were lupine-type rings Triterpenoid compounds,They had wide range of phar—
macological activity.the anti-tumor effect has been of great concern in recent years.At present betulinic acid and 2,3一hydroxyl betulinic
acid anti-tumor effect studies in home and abroad show that betulinic acid and 2,3一hydroxyl betulinic add carl inhibit tumor cell prolifera-
tion,transfer,induced differentiation and apoptosis of tumor cells,thus played the role of anti-tumor actio ̄
Key words:Betulinic acid;2,3一hydroxyl betulinic acid;Anti—tumor
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