青蒿素及其衍生物一类新抗肿瘤化合物的靶点研究

收稿日期:2006212221;　修订日期:2007203210作者简介:陈永顺(19812),男(汉族),河南开封人,现为广西医科大学2005级药理学专业硕士研究生,学士学位,主要从事天然植物抗肿瘤研究工作.3

通讯作者简介:杨　斌(19642),男(汉族),广西玉林人,现任广西医科大学药学院副教授,博士学位,主要从事天然植物抗肿瘤机制研究工作.

青蒿素及其衍生物一类新抗肿瘤化合物的靶点研究

陈永顺,杨　斌

3

(广西医科大学,广西南宁　530021)

摘要:目的青蒿素及其衍生物是一类新抗肿瘤化合物,就近年来其作用靶点的研究做一综述。方法通过查阅近年来

国内外大量相关文献。结果作用机制可能与阻滞肿瘤细胞周期,调节肿瘤细胞信号传导,诱导肿瘤细胞凋亡等靶点有关。结论青蒿素及其衍生物化学结构上有一定新颖性,抗瘤作用呈现多靶点、多环节、多效应的特点,对其抗瘤靶点及作用机制、毒副作用等进行深入研究,可能成为具有临床价值的抗癌新药。关键词:青蒿素;　靶点;　分子机制

中图分类号:R285.5 文献标识码:B 文章编号:100820805(2007)0822021202

青蒿又名香蒿、苦蒿、蒿枝,为菊科黄花蒿属,野生,遍布全国各地,资源丰富。青蒿素(arte misinin )首先是由我国药学工作者于20世纪70年代初从青蒿中提取的有效抗疟成分,为一种含内过氧化基团的倍半萜内酯化合物,临床上用于治疗恶性疟和脑型疟,是为WHO 认定的全球控制疟疾流行的有效药物,也是我国唯一的具有独立知识产权的药物。蒿甲醚(arte mether )、蒿乙醚(arteether )、青蒿琥酯(artesunate )和双氢青蒿素(dihydr oarte misinin )等为其主要衍生物。1991年中国科学院上海药物研究所邓定安首先报道了青蒿素衍生物对小鼠白血病P388细胞有明显抑制作用,随后掀起了国内外学者对青蒿素及其衍生物抗肿瘤疗效和作用机制探讨的热潮。本文将从以下方面就其靶点研究综述如下。1　青蒿素及其衍生物对肿瘤细胞周期的影响

T HOMAS [1]

研究了青蒿琥酯对肿瘤细胞的影响,各浓度药物组与对照组比较,发现其可明显影响细胞倍整时间(P =0.00132),且将肿瘤细胞阻滞在G 0+G 1期,S 期细胞显著减少(P =0.02244)。又有报道[2],青蒿琥酯作用于HL60细胞48h 后,G 2+M 期细胞增多。S 期细胞减少,提示细胞发生G 2+M 期阻滞,DNA 合成减少,同时亚G1期细胞增多,凋亡率增高。另见报道[3],研究二氢青蒿素对人乳腺癌MCF -7细胞增殖影响和机制时发现,1μmol/L 二氢青蒿素作用24h 后,能显著抑制MCF -7细胞增殖,细胞被阻滞在G 0+G 1期,S 期细胞显著减少。L I [4]

发现青蒿素衍生物对P388细胞的增殖抑制性,并将细胞阻滞于

G 1期,而诱导其凋亡。W u [5]

研究亦证实,青蒿素衍生物能将L1210及P388细胞阻滞于细胞周期中的G 1期并导致细胞凋亡,细胞毒性作用更强,其机制可能不同于传统的抗肿瘤药物。

细胞周期与肿瘤的关系是近年来抗肿瘤研究的热门课题之一,近些年的研究发现,细胞周期调控异常与细胞癌变密切相关,因此,有学者认为肿瘤是一类细胞周期疾病(cell cycle disease ),肿瘤细胞去分化的一个重要特征就是G 1～S 期卡点失常,进入S 期的细胞异常增多。因此,G 1期阻滞可看作细胞分化的一个判断指标。

可以肯定的是,青蒿素及其衍生物能抑制细胞增殖,诱导细胞周期停滞于G 0+G 1或G 2+M 期,即不同的肿瘤细胞被阻滞在不同的周期。但青蒿素及其衍生物的抗癌作用与细胞周期调控因子Cyclin D,E,C DKs 和C D Is 的关系,研究还较少。其如何调控细胞周期的进程,具体作用在哪个细胞周期环节,还有待进一步探讨。2　青蒿素及其衍生物对肿瘤细胞信号传导途径的影响

周晋[6]通过激光共聚焦显微镜检测不同浓度青蒿素作用前后白血病细胞内钙离子的变化,显示:细胞内钙离子随药物浓度的增加而增高,随药物作用持续时间的延长而增加,同时可见到

细胞凋亡。推测青蒿素可能是通过开放某些细胞膜上的离子通道,使细胞Ca 2+浓度增加,活化钙调蛋白(Ca M ),激活磷酸二酯酶,使c AMP 水解,同时又抑制腺苷酸环化酶,因此使c AM P 迅速回到激活前的水平,从而阻断环腺苷酸介导的信号传导途径。另据李菌[7]报道,二氢青蒿素能有效地抑制K562细胞的增殖,同时较低浓度二氢青蒿素(2μmol/L )能显著抑制K562细胞VEGF 蛋白和mRNA 的表达。Chen [8]通过对移植有人卵巢癌的裸鼠应用青蒿琥酯进行研究后发现,青蒿琥酯可以降低肿瘤细胞和血管内皮细胞中血管内皮生长因子(VEGF )及其受体K DR /F I k -1的表达。Dell Eva [9]发现青蒿琥酯不仅诱导卡波济氏肉瘤细胞凋亡,而且抑制肿瘤血管的生成。青蒿素及其衍生物对肿瘤血管生成的抑制作用,可能主要与其抑制血管内皮细胞的增殖、迁移和分化有关,另外与血管内皮生长因子VEGF 及其受体K DR /flk -1的表达抑制亦有关。

肿瘤细胞最明显的特征就是增殖失控,而在肿瘤细胞内与生长分化有关的信号传导障碍则是增殖失控的重要因素。因此,从某种意义上说,肿瘤的发生是细胞信号传导异常的一种表现,具体地说,就是一些与细胞生长、分裂、增殖有关的信号传递通路处于异常活化或失活状态。现有的研究表明,青蒿素类药物可以影响信号传导途径中的钙离子在胞浆的浓度,细胞内皮生长因子VEGF 蛋白及其受体K DR /F I k -1和mRNA 的表达等途径,作用于信号转导途径某些环节,而影响细胞的增值或分化。其作用靶点并非单独一个因子,而是各个在时间和空间上相互配合和协调。要将青蒿素类药物开发为信号传导药物,还需对所干扰的信号传导途径在肿瘤细胞是否广泛存在,以及对信号传导途径的选择性进行研究。可以预测,信号传导药物在肿瘤治疗研究中是一个非常值得开发的领域。3　青蒿素及其衍生物对肿瘤细胞的凋亡机制

研究认为,青蒿素衍生物对肿瘤的细胞毒作用与其抗疟作用机理相似,由于疟原虫与肿瘤细胞具有一个共同特点:高铁浓度。而青蒿素结构中拥有独特过氧桥结构,且过氧桥结构为其药理活性所必须。实验证明青蒿素类药物是在铁元素介导下,分子内过氧桥裂解产生活性自由基发挥作用,损伤机体细胞膜结构和烷化生物大分子,诱导肿瘤细胞凋亡,且其作用与细胞内铁离子水平成正相关[10]。研究发现添加转铁蛋白能提高双氢青蒿素对人乳腺癌细胞HT B27的杀伤能力,而对正常人乳腺细胞HT B125没有明显的细胞毒作用[11]。国内学者[3]也发现外源添加三氯化铁150～350μmol/L,可使双氢青蒿素对人乳腺癌MCF7细胞的生长抑制率提高约30%～50%。

陈征途[12]报道青蒿琥酯对肝癌细胞HepG -2的凋亡诱导作用,从DNA 梯状电泳和透射电镜观察结果来看,用青蒿琥酯处

理的HepG -2细胞可表现梯状DNA 电泳区带和凋亡小体等典型的细胞凋亡特征,根据流式细胞仪检测结果,在20～80μmol/L 浓度范围内,青蒿琥酯诱导HepG -2细胞的凋亡率在10%～20%之间,效果不如阿霉素明显。王勤等[13]研究了青蒿琥酯对小鼠H22肝癌细胞凋亡的影响,检测到Bax 基因表达增加,Bcl -

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时珍国医国药2007年第18卷第8期