局部麻醉药抗肿瘤机制的研究进展

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▪ 多重功效包括保护神经、抗感染活性、抗血栓形成、抗炎。Fraser 等研究显示,癌细胞和组织具有表达电压门控钠通道(VGSC)的 特性,在体外,VGSC活动已经被证明可以增加肿瘤细胞的横向能 动性和入侵行为。
抗肿瘤细胞转移
▪ 局部麻醉药能够抑制VGSC的功能,能够在术中或术后阻止VGSC的 活动,因此降低癌症细胞从围术期手术范围逃出和转移的能力。 这些作用减少细胞扩散和间接增加患者的生存率。
增加肿瘤细胞抑癌基因脱甲基化作用
▪ 在一个健康的身体中,表观遗传机制对人类DNA的稳定性和基因 表达具有重要的作用。表观遗传机制可增加人类识别一些癌症发 生的致病因素。特别是抑癌基因启动子甲基化水平增加能够使肿 瘤抑制因子无效和导致癌症的发展,DNA超甲基化和DNA甲基化 引起的肿瘤抑制基因的沉默被认为是多种癌症的分子标志。
小结
▪ 同时还可直接通过影响肿瘤细胞膜作用,改变细胞膜离子的通透, 抑制VGSC的功能,抑制驱动蛋白的能动性和对周围组织的侵袭性, 增加肿瘤细胞抑癌基因脱甲基化的作用,减少阿片类药物的需求 和增强化疗药物的疗效等不同的方式发挥其抗肿瘤作用。
小结
▪ Piegeler等最近发表的一项对于抗转移潜在的酰胺类局部麻醉药的 回顾性分析得出抑制TNF-a构成一个独立的分子机制。
诱导肿瘤细胞凋亡
▪ 利多卡因和布比卡因可减弱细胞外调节蛋白激酶(ERK1/2)的活 动,通过抑制P 38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和C-jun氨基末端 激酶,促进Caspase 3的激活和PARP断裂。
▪ 该研究首次证明了利多卡因和布比卡因作用于甲状腺癌细胞的细 胞毒性和抑制MAPK通路是局部麻醉药物诱导癌细胞凋亡的重要机 制。
可减少阿片类药物的需求
▪ 另外,许多学者的研究已经证实局部麻醉药可以抑制术后疼痛, 减少阿片类止疼药物的使用,从而减少阿片类止疼药对免疫系统 的有害作用。
▪ 由于发现局部麻醉药具有抗肿瘤的功效,而阿片类药物在使用时 尽管能解除疼痛,但是促进肿瘤细胞的增殖、转移以及对免疫系 统的有害作用,所以,局部麻醉药的使用在肿瘤外科麻醉过程中 显得更有优势。
诱导肿瘤细胞凋亡
▪ 随后Arita等证实二丁卡因在早幼粒细胞白血病细胞HL-60中也具有 促凋亡的作用。二丁卡因可诱导HL-60细胞形成典型的DNA碎片和 DNA梯状条带,并且诱导线粒体膜去极化和释放细胞色素C。
▪ 二丁卡因的这些作用可被Caspase抑制剂阻止,提示Caspase级联反 应在二丁卡因发挥诱导HL-60细胞凋亡的过程中发挥重要作用。
▪ 细胞凋亡是一个独特的细胞死亡方式,是正常组织中消除功能衰弱或异 常的细胞。这种情况也发生在特定的病理环境下。促进肿瘤细胞凋亡是 有效治疗肿瘤的途径之一,让肿瘤患者的预后得以改善。
▪ 近几年国外学者研究显示,许多局部麻醉药抗肿瘤作用是通过启动肿瘤 细胞的凋亡途径来完成。多种基因与肿瘤细胞的凋亡有密切联系。其中, 促进细胞凋亡的基因家族有p 53、Fas、Bax、Caspase等,抑制细胞凋亡 的基因家族有C-myc、Bcl-2、Survivin、Livin等。
增加肿瘤细胞抑癌基因脱甲基化作用
▪ 当利多卡因与DAC(去甲基化疗法)结合时,更能够增加癌细胞 的抑癌基因脱甲基作用。
▪ Tada等研究显示,不管在体内或体外,普鲁卡因均能够抑制人类 肝癌细胞HLE,HuH 7和HuH 6的生长,同时具有脱甲基作用。因此, 普鲁卡因可能将成为未来治疗肝细胞癌的候选药物。
▪ 这些研究表明,局部麻醉药也有抑制癌细胞增殖的生物学作用, 其作用通过诱导抗增殖基因和阻滞细胞周期进展,抑制癌细胞增 殖。
抗肿瘤细胞转移
▪ 肿瘤细胞离开原发组织发生了转移,是导致癌症患者死亡的主要 原因。控制肿瘤细胞的转移,是治疗肿瘤的主要途径之一。 Hallmann等研究表明,局部麻醉药的抗癌细胞的转移作用决定于 他们对全身系统的多重功效。
前言
▪ 近年来,局部麻醉药抗肿瘤的作用及机制正在被现代医学工作者 不断的揭示。研究结果已经证明,局部麻醉药能够对某些肿瘤细 胞的凋亡、增殖、转移、癌基因DNA去甲基化等有影响。但不同 的局部麻醉药对不同的恶性肿瘤的抗肿瘤作用效果有所不同,本 文就局部麻醉药对不同的恶性肿瘤的抗肿瘤作用进行综述。
诱导肿瘤细胞凋亡
可减少阿片类药物的需求
▪ Singleton等研究也支持阿片类药物能够影响肿瘤的进展这一假设, 提出致癌信号转导和血管新生与u阿片受体相关。
▪ Zylla等在回顾性分析113例晚期前列腺癌患者的研究中,分析得出 高表达的u阿片受体和更多的阿片类药物的需求与患者更短而无进 展的生存期和转移性前列腺癌患者的整体生存率联系密切。
可减少阿片类药物的需求
▪ Lennon等研究人类肺癌中发现,过度表达的u阿片受体能增加激活 的哺乳动物类雷帕霉素靶蛋白和丝氨酸-苏氨酸激酶Akt,从而使 内皮细胞增殖、转移和重组肌动蛋白细胞支架导致血管新生。
可减少阿片类药物的需求
▪ 许多研究已经证明,阿片类药物能够通过促血管生成效应和细胞 增殖直接导致肿瘤生长,因此,减少阿片类药物的使用也能够减 少阿片类药物对于肿瘤生长的促进作用。
▪ 此外,局部麻醉药导致的神经信号阻滞还能抑制局部疼痛信号。 这一结论也在许多学者的研究中得到证实。Bar-Yosef等在动物体 内注入腺癌细胞后,使用局部麻醉和镇痛能够减少癌细胞的转移。
抗肿瘤细胞转移
▪ Yoon等研究结果显示,丁卡因能抑制人类上皮癌细胞和乳腺癌细 胞驱动蛋白的能动性和对周围组织的侵袭性。这个抑制作用的结 果阻止了肿瘤细胞的聚集和重附着,减少了肿瘤细胞的转移。
增加肿瘤细胞抑癌基因脱甲基化作用
▪ Li等研究表明普鲁卡因抑制DNA甲基化水平并促进胃癌细胞的增殖 停滞和凋亡,显著降低胃癌基因组甲基化水平。不仅揭示了普鲁 卡因对胃癌DNA甲基化的调控机制,还揭示了普鲁卡因对胃癌特 异性的抗肿瘤潜力,为胃癌的治疗提供新思路。
▪ 这些研究结果显示,局部麻醉药物的抗肿瘤作用,内在的原因可 能是具有促进抑癌基因启动子的脱甲基化。
小结
▪ 总而言之,近年来局麻药抗肿瘤作用的研究逐渐增多,其作用机 制也复杂多样。局部麻醉药不仅能抑制生长信号,特别是ERK 1/2MAPK信号途径,阻遏生长信号对癌细胞生长的促进作用,更为重 要的是,其能通过激活Caspases信号途径,抑制Bcl-2等抗凋亡蛋 白质的表达、释放细胞色素C等诱导癌细胞凋亡的物质,而且也能 促进Bax等抗肿瘤蛋白的表达,上调癌细胞中RASSFFIAmRNA,下 调GOLT1A的表达。
诱导肿瘤细胞凋亡
▪ Xing等研究结果显示,利多卡因以剂量和时间依赖方式抑制肝细 胞癌HepG 2细胞的生长,阻滞细胞在G 0/G 1期并诱导细胞凋亡, 通过抑制细胞外信号调节激酶ERK 1/2和p38途径,增加Bax蛋白、 激活Caspase 3和降低Bcl-2蛋白。
▪ 更重要的是,异种移植实验表明利多卡因能抑制肿瘤的生长和增 加顺铂的敏感性。
▪ 肿瘤细胞增殖迅速,是导致肿瘤患者恶化速度增加的主要原因, 严重威胁肿瘤患者的生命。抑制肿瘤细胞的增殖是一种有效的抗 肿瘤方式。
▪ 周慧等研究结果表明,普鲁卡因能够抑制鼻咽癌细胞CNE-2 Z的增 殖,此作用呈现出时间依赖关系和剂量-效应关系。
抗肿瘤细胞增殖
▪ 普鲁卡因能够阻滞CNE-2 Z细胞停滞于G 1期,能够使鼻咽癌细胞 CNE-2 Z中的RASSFFIAmRNA表达上调,从而推测普鲁卡因可能通过 此机制抑制CNE-2 Z细胞的增殖。
诱导肿瘤细胞凋亡
▪ Chang等研究证明利多卡因和布比卡因具有浓度依赖方式,可降低 甲状腺癌细胞8505和K 1的生存和克隆形成。利多卡因和布比卡因 可导致线粒体膜蛋白的分裂和释放出细胞色素C,同时激活 Caspase 3和Caspase 7,多聚ADP核糖聚合酶(PARP)断裂和更高 比率的Bax/Bcl-2。
▪ Yardeni等一项对于65例子宫切除术的女性患者的研究表明,术前 和术中利多卡因静脉使用能够直接改善患者的术后疼痛管理和减 少手术引起的免疫改变。
可减少阿片类药物的需求
▪ Marret等Meta分析也证明持续静脉使用利多卡因能够减少术后肠 梗阻的持续时间和手术后的腹部疼痛,减少患者对阿片类药物的 需求,促进患者康复和缩短住院时间。
▪ 因此,减少甲基化水平有利于癌症的治疗。因而,一个新的对于 肿瘤DNA脱甲基的化学疗法设计分类已经被列入临床实践当中。
增加肿瘤细胞抑癌基因脱甲基化作用
▪ Lirk等研究证实,在体外使用临床应用浓度的利多卡因能够减少乳 腺癌细胞的甲基化作用,进一步研究发现,在乳腺癌细胞株BT-20 (雌激素受体阴性)和MCF-7(雌激素受体阳性)中,利多卡因 能减少细胞株BT-20和MCF-7的甲基化,罗哌卡因能减少细胞株BT20基因的甲基化,但是布比卡因没有脱甲基作用,而这些被减少 的甲基化基因,大多数是肿瘤抑制基因。
诱导肿Biblioteka Baidu细胞凋亡
▪ Xuan等研究表明,布比卡因通过激活卵巢癌内在和外在的凋亡通 路而具有直接的抗癌特性,但在前列腺癌中只通过内在凋亡通路。
▪ 这些研究结果显示,局部麻醉药具有诱导癌细胞凋亡的功效,其 诱导癌细胞凋亡,主要通过激活细胞内的凋亡信号途径,同时对 生长信号也具有显著的抑制作用。
抗肿瘤细胞增殖
诱导肿瘤细胞凋亡
▪ Chang等最近研究证实,临床应用剂量的利多卡因和布比卡因诱导 乳腺癌细胞MCF-7凋亡的程度明显高于乳腺上皮细胞MCF-10 A。
▪ 利多卡因和布比卡因可激活MCF-7细胞中的Caspase 7、Caspase 8、 Caspase 9和促进核小体裂解,从而通过线粒体的内在和外在途径 诱导乳腺癌细胞MCF-7的凋亡。
▪ 也有研究表明,在乳腺癌患者中使用局部麻醉和脊椎旁镇痛,与 使用全身麻醉和吗啡比较,能够减少癌症的复发率和增加患者的 生存率。
抗肿瘤细胞转移
▪ Yoon等研究结果显示,丁卡因能抑制人类上皮癌细胞和乳腺癌细 胞驱动蛋白的能动性和对周围组织的侵袭性。这个抑制作用的结 果阻止了肿瘤细胞的聚集和重附着,减少了肿瘤细胞的转移。
▪ Furutani等研究证明,局部麻醉药能够抑制N-甲基-D-天冬氨酸诱导 的谷氨酸能在脊髓的传递,防止慢性疼痛的发展和癌细胞的转移, 可以作为N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂。
▪ 还有些学者研究发现,利多卡因抑制人类舌癌细胞株CA 127表皮 生长因子受体的活力是抗增殖作用的机制之一。舌癌患者口腔局 部使用利多卡因能抑制舌癌细胞的增殖。
抗肿瘤细胞增殖
▪ Zhang等研究结果显示,利多卡因剂量依赖性的抑制肺腺癌细胞 A 549和H 1299细胞的增殖。在肺腺癌患者的样本中,GOLT 1 A呈 上升趋势,参与预后不良和恶性程度较高的恶性肿瘤。利多卡因 通过下调GOLT 1 A的表达来抑制肺腺癌细胞的增殖。
▪ 也有研究表明,在乳腺癌患者中使用局部麻醉和脊椎旁镇痛,与 使用全身麻醉和吗啡比较,能够减少癌症的复发率和增加患者的 生存率。
抗肿瘤细胞转移
▪ Johnson等体内实验最新研究显示,在4T1乳腺癌小鼠模型中,围 术期七氟醚麻醉后,静脉注射利多卡因能减少乳腺癌细胞的肺转 移,但围术期使用氯胺酮和甲苯噻嗪麻醉可增加乳腺癌细胞的肺 转移,表明利多卡因在体内具有抗肿瘤细胞转移的潜力。
局部麻醉药 抗肿瘤机制 的研究进展
副标题
前言
▪ 恶性肿瘤居高不下的患病率和死亡率是困扰人类生命健康的一大 难题。目前虽然可使用根治手术、放射疗法、化学疗法、免疫学 治疗和新的激素治疗,但癌症的复发和转移仍然是难治的关键问 题。
▪ 手术是治疗恶性肿瘤最主要的方式,越来越多的证据表明,麻醉 技术和其他围术期因素是影响恶性肿瘤手术后长期转归的潜在因 素。
可减少阿片类药物的需求
▪ 围术期阿片类药物是治疗疼痛的基本药物,对于麻醉诱导和麻醉 维持是必不可少的,能够缓解手术疼痛引起的应激,维持生命体 征的平稳。目前研究阿片类药物与肿瘤的关系越来越多,也得到 了一些结论。
▪ Gupta等研究证实,给予临床相关剂量的吗啡,能够促进人类乳腺 癌转移瘤新生血管的形成,模型小鼠肿瘤加速恶化。这些结果表 明临床使用吗啡对于肿瘤血管生成依赖性的癌症有害。
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