123抗肿瘤药用植物有效成分研究概况

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从番荔枝科查姆紫玉盘植物的叶中得到杏黄罂粟碱、阿 朴啡生物碱降南天竹宁和N.降荷叶碱对小鼠肉瘤成纤维细 胞四29转化细胞系显示了很强的细胞毒活性,IC∞分别为 40,28,30 mg·L一【4】。从防己科植物粉防己中分离得到的 汉防己碱,可抑制小鼠艾氏腹水癌细胞和大鼠腹水肝癌细胞 的生长冲J。
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[摘要]从药用植物抗肿瘤活性成分的化学结构、药理活性及其构效关系等方面综述了近几年来国内外有关 喹啉类生物碱,吲哚类生物碱,芪类化合物,二萜类化合物,五环三萜类化合物,黄酮类化合物,内酯类化合物,醌类 化合物,多糖类化合物,蛋白质类化合物以及一些具有抗癌活性的多炔类化合物等中草药活性成分在抗肿瘤方面 的研究进展。总结并探讨了当今抗肿瘤天然产物研究发展的新方向。
万方数据
第33卷第17期 2008年9月
中国中药杂志 Cm舳Journal of Chinese Materia Medica
V01.33,Issue 17 September,2008
1.2.2苯乙基四氢异喹啉类该类型化合物主要分布于百 合科,罂粟科和三尖杉科等植物中,如秋水仙碱,抗肿瘤作用 机制类似于长春碱,与B微管蛋白结合成“药物一蛋白”复合 物,阻止其他蛋白单体的继续添加而抑制微管的聚合,同时 还通过诱导微管的解聚抑制纺锤体的形成,使细胞的有丝分 裂停止于M期,从而阻止细胞分裂繁殖¨J,80年代用于临 床;从三尖杉科三尖杉属植物分离得到三尖杉酯碱、高三尖 杉酯碱、异三尖杉酯碱和脱氧三尖杉酯碱均对肉瘤S180有 抑制作用,其中高三尖杉酯碱,口服剂量为0.5,1.0 mg· kg“时,对小鼠内瘤S180及小鼠Ec实体癌均有明显疗效, 抑制率为38.9%和50.5%;对小鼠腹水型肝癌(HepA)的生 命延长率为87.5%¨J。 1.3吲哚类生物碱 1.3.1双吲哚类生物碱类长春碱类化合物从夹竹桃科植 物长春花中提取得到,属于双吲哚类生物碱,即由吲哚和双 氢吲哚通过C,,~C,。连接构成,均含有3个叔胺基、1个仲胺 基,呈弱碱性。主要包括长春碱(vinblastine)、长春新碱(vin- cfisfine)。这类化合物为抑制微管聚合的药物,主要的抗肿 瘤机制为干扰细胞周期的有丝分裂阶段(M期),从而抑制 细胞的分裂和增殖。可用于治疗白血病、恶性淋巴癌等癌 症。其中长春新碱的活性较强,从长春花中分离的去乙酰长 春碱.对实验性肿瘤的活性与长春碱的活性相仿,但其神经 毒性较长春碱、长春新碱为低。目前国外该成分已有生产, 并已进入第1期临床试验阶段归J。 1.3.2单萜吲哚类生物碱¨驯 喜树碱和10.羟基喜树碱 (10-hydroxycamptothecine,HCPT)是从珙桐科落叶乔木喜树 果实中提取的,其作用机制为可选择性作用于细胞周期S 期,抑制I型拓扑异构酶的活性,从而干扰DNA的复制、抑 制肿瘤细胞有丝分裂。除上述作用外,10一羟基喜树碱能够 诱导多种肿瘤细胞凋亡。临床应用表明,喜树碱对胃癌、肝 癌、膀胱癌及白血病等恶性肿瘤均有较好的近期疗效;10.羟 基喜树碱目前应用于消化道肿瘤、肺癌、生殖系统肿瘤外,还 对白血病等其他肿瘤也有良好的治疗作用,且活性高而毒性 低,是极富前景的抗癌药物。 1.3.3吲哚兹定生物碱¨u 1979年,Colegate从灰苦马豆 中首次分离出1种毒素,并鉴定为吲哚兹定生物碱苦马豆素 (indolizidine alkaloids—swainonine),其后从黄花棘豆、茎直黄 芪以及甘肃棘豆中分离得到。苦马豆素具有明显且广泛的 抗肿瘤活性,能直接杀伤肿瘤细胞并具有提高机体免疫功 能。其毒性作用机制为通过抑制a.甘露糖苷酶和甘露糖苷 酶I,分别导致溶酶贮积病和糖蛋白合成的改变。从而引起 神经功能紊乱。苦马豆素的抗肿瘤活性没有特异性,不限于 人工或实验性诱发的肿瘤转移,也不限于一种瘤型或特定器 官。苦马豆素可明显延长荷瘤小鼠生命,有效抑制体内生长 的HT'29结肠癌,还能有效递传致死性辐照和高剂量化疗所 造成的骨髓抑制,对促进骨髓增殖有重要意义。
目前研究的具抗肿瘤活性的奎诺里西丁类生物碱,主要 分布于豆科植物中,如从苦参和山豆中提取出来的苦参碱, 这类化合物的作用机制主要是对肿瘤细胞在代谢水平发生 影响,通过调节抑癌基因和癌基因的表达影响癌细胞的代 谢,并具有直接杀伤作用,从而抑制某些肿瘤细胞的增殖。 另外还在诱导肿瘤细胞分化、促进肿瘤细胞凋亡、调控分化 和凋亡基因,以及增强患者的免疫机能等方面均表现出一定 的作用。如苦参碱能明显抑制人白血病细胞株K562细胞进 入s期,抑制其DNA复制,从而对其增殖产生抑制作用。来 源于豆科植物苦豆子的根茎及全草的槐果碱(sophocarpine) 对S180,¥32,L14和L1210的抑制率为3l%一56%,对W256 荷瘤大鼠具有一定的生命延长作用。槐定碱(Sophoridin)对 Lewis肺癌等小鼠移植也有明显的抑制作用。 1.5其他类
生物碱类成分在已分离出的具有抗癌作用的活性成分 中占较大比重,研究较多的为吲哚类生物碱和喹啉类生物 碱。生物碱类抗肿瘤成分主要对卵巢癌、淋巴癌和消化道系 统癌如肝癌、结肠癌等有较显著的疗效。目前研究的生物碱 类抗肿瘤机制一般可分为2类,一类是直接杀伤肿瘤细胞; 另一类是干扰细胞周期的有丝分裂阶段,抑制肿瘤细胞的分 裂和增殖。此外,生物碱类抗肿瘤成分在诱导肿瘤细胞分 化、促进肿瘤细胞凋亡以及提高机体免疫力方面亦表现出一 定的作用…。根据生物碱类抗肿瘤活性成分的结构类型,可
第33卷第17期 2008年9月
中国中药杂志 China Journal of Chinese Materia Medica
V01.33.Issue 17 September,2008
抗肿瘤药用植物有效成分研究概况
许旭东’,胡晓茹,杨峻山
(中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所,北京100094)
第33卷第17期 2008年9月
中国中药杂志 China Journal of Chinese Materia Medica
V01.33.IligUe 17 September,2008
预细胞周期并抑制增殖¨91。 3萜类 3.1倍半萜(内酯)
卢一榄香烯是从姜科植物温郁金(莪术)中提取的,对 A549,W138细胞增殖、生长有明显的抑制作用,Ic∞分别为 2.73,3.53 pxnol·L~,且抑制作用呈浓度与时间依赖性。 根据p榄香烯明显抑制体外微管蛋白的聚合,并与药物浓度 呈一定的线性关系,对微管蛋白体外聚合的半数抑制率 (IC,。)为5.12 I山nol·L~,口-榄香烯抑制微管蛋白的聚合是 其抗肿瘤作用的重要机制之一ⅢJ。
[关键词]抗肿瘤;天然产物;生物碱;黄酮;萜类;多糖 [中图分类号】R 284.1[文献标识码]A[文章编号】Iool-5302(2008)17-2073-09
当今世界,恶性肿瘤已成为仅次于心血管疾病的第二大 人类致死病因,据世界卫生组织最近发表的报告,在28个工 业化国家内,男子癌症死亡率上升55%,女子上升40%,其 中胃癌居首位,其他依次为食道癌,肝癌,子宫颈癌和肠癌 等。尽管近几年来肿瘤的化疗取得了显著进步,白血病和恶 性淋巴瘤患者的寿命明显延长,但是对危害生命健康最严重 的占恶性肿瘤90%以上的实体瘤的治疗未能够得到有效的 解决。全世界每年癌症的死亡人数为630万人左右,估计到 2020年,数字可能增长1倍左右。因此,全球每年投入大量 的人力物力用于研究开发防治癌症的新药物。
青蒿素(artemisinin)是我国药学工作者1971年从菊科 植物黄花蒿Artem/sht a/l/¥//a L.叶中提取分离到的一种具有 过氧桥的倍半萜内酯类化合物,青蒿素及其衍生物对鼠艾氏 腹水瘤细胞和人HeLa细胞有细胞毒活性。双环倍半萜化合 物棉籽酚(gossyp01)在体外能诱导结肠癌细胞发生G期凋 亡,抑制细胞增殖,是一种具有潜在抗肿瘤作用的化疗药 物口“。从欧洲艾菊中提取的parthenolide(PN)是由一些芳 香类草本植物(如菊花等)中提取出来,并以倍半萜烯内酯 类化合物为其主要生物活性成分,可通过对人鼻咽癌细胞毒 性作用和诱导细胞凋亡发挥其抗肿瘤作用,具有化学预防意 义。从地胆草Elephantopus¥c口ber中发现了一个新的倍半萜 内酯葡萄糖苷,它具有一定的细胞毒性。从蚤草属植物Pu- licarla cripsa中得到的1个倍半萜过氧化物,对KB细胞毒性 较强。 3.2二萜
中药是我国人民数千年来与疾病斗争的结晶,是中华民 族文化遗产的重要组成部分,我国地域辽阔,地理和气候带 类型丰富多样,药用植物资源十分丰富,对保障人民身体健 康和推动世界药学的发展都做出巨大贡献。随着中药E1趋 国际化,抗肿瘤中草药的活性成分研究越来越受到人们的重 视,已经成为当今抗肿瘤药物研发的热点之一。特别是在新 药及其新药先导化合物发现中起着不可替代的作用。 1生物碱
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万方数据Baidu Nhomakorabea
1.3.4吲哚并喹唑啉酮类通过体外活性研究表明从板蓝 根的脂溶性部分得到的板蓝根二酮B,具有抑制肝癌BEL- 7402细胞、卵巢癌A-2780细胞增殖的能力,其lC∞分别为 8.2,7.8 mg·L~,且抑制作用均与浓度成梯度关系;同时, 还具有诱导分化作用,可降低端粒酶活性的表达和逆转肿瘤 细胞向正常细胞转化的能力u引。此类化合物中抗肿瘤活性 较好的还有吴茱萸碱¨副等。 1.4喹诺里西丁类生物碱¨4J
[收稿日期】2007一11-01 [基金项目】国家自然科学基金项目(20572132) 【通讯作者】’许旭东,Tel:(010)62890291,E.mail:xdxu@ira- plad.∞.cn
将其分为萜类生物碱、喹啉类生物碱、吲哚类生物碱和甾体 类生物碱等。 1.1萜类生物碱
目前从植物中分离得到的萜类生物碱种类较少,主要是 倍半萜类生物碱。日本学者Morita等从金钗石斛分得的pi— erotoxane倍半萜型生物碱flakinins A,B以及mubironine C, 具有小鼠自细胞L1210的细胞毒性作用,体外Ic∞分别为 4.0,8.5,2.6 rag·L。1【2]。雷公藤康碱是从台湾产雷公藤中 分离得到的雷公藤生物碱,具有很强的抑制肿瘤细胞增殖的 作用,在体外3.00 mg·L“对K562细胞及HL细胞抑制率 为87%,对HL-60的抑制率为90%L)1。 1.2喹啉类生物碱 1.2.1苄基四氢异喹啉类生物碱此类生物碱是占目前具 有抗肿瘤生物碱成分中最多的一类。从毛茛科黄连属、小檗 科小檗属植物中分得的小檗碱,通过抑制肿瘤细胞DNA多 聚酶,抑制癌细胞的核酸合成,抑制嘌呤核苷酸合成的中间 体羟胺的作用,从而具有抗肿瘤效果HJ。小檗碱的抗肿瘤作 用存在构效关系,季胺盐、多环以及环上取代基的种类和取 代位置均可影响其与受体、酶和DNA之间的作用。小檗碱 的内胺盐是抗肿瘤的活性结构,小檗碱脂类在体内水解生成 内胺盐,分子中带正电荷季胺N可集中于细胞表面,而带负 电荷的酚离子则进入带正电荷肿瘤细胞内,发挥抗肿瘤作 用pJ。原小檗碱对人结肠癌细胞作用的靶位可能就是细胞 DNA的Ⅱ咀异构酶,小檗碱通过使AMC5细胞的这种异构 酶催化剂活性水平减少而发挥抗肿瘤作用p J。
除上述主要的几种具有抗癌活性的生物碱类型,还有在 茄科植物Solanum incanum中分出的甾体生物碱苷incanu— mine A,对KB细胞有抑制作用;从葱兰中提取得苄基苯乙胺 类二氢水仙环素¨副;从卫矛科植物美登木中分离出的吡咯 啶生物碱cmarginate B【16]。 2芪类化合物
芪类化合物的结构特点是由2个联苄母核构成,包括菲 类、联苄类及其他的9,10一二氧菲衍生物。主要结构是多羟 基芪类化合物(PHS)又称芪多酚,是具有均二苯乙烯母核的 酚羟基衍生物或其聚合物的类物质的总称,在植物的木质部 的薄壁细胞中含量最多,是植物受到病虫害等不利刺激时产 生的应激产物¨71。多羟基芪类化合物抗肿瘤机制主要有以 下几个方面:①干扰真核细胞微管的功能,导致细胞功能障 碍,达到抗肿瘤的效果;②抑制酪氨酸蛋白激酶或蛋白激酶 C活性,通过对细胞膜转位的阻断或改变肿瘤细胞中的信息 传递,抑制肿瘤细胞的生长;③抑制环氧合酶(COX一1)活性, 从而阻止环氧合酶刺激肿瘤细胞生长、抑制免疫系统和活化 损害基因的致癌物质;④抗氧化作用,能够抑制自由基的生 成从而发挥预防肿瘤的作用¨81。此类抗癌物质的代表物为 秘鲁产豆科植物五角决明根的甲醇提取物中分离得到的活 性成分白藜芦醇(Res),主要存在于虎杖、葡萄、花生、毛穗 藜芦、毛脉酸模等植物中,对肿瘤细胞的起始、促进和发展3 个阶段均有抑制作用,能有效的抑制自由基产生的氧化损 伤;预防细胞恶变,通过激活P5,蛋白诱导肿瘤细胞凋亡,干
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