首页 > 产品学术 > 学术论文    苦参碱抗肿瘤概况研究
[摘要] 苦参碱(Matrine,MA)具有多种药理作用,现代研究表明,其在抗肿瘤方面疗效突出,现就其抗肿瘤的机制及其对各种肿瘤细胞的影响进行综述。


  [关键词] 苦参碱;抗肿瘤;影响


  [中图分类号] R285.6 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2009)11(c)-010-03


  An overview in the anti-tumor research on Matrine


  XIONG Xiaochun*, AN Chunmei


  (College of Pharmacy, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China)


  [Abstract] Matrine (Matrine, MA) has a variety of pharmacological effects, modern studies have shown that its anti-tumor efficacy is prominent, now its anti-tumor mechanism and the impact on varieties of tumor cells are reviewed.


  [Key words] Matrine; Anti-tumor; Effect


  苦参碱(Matrine,MA)是豆科植物苦参苦豆子、广豆根等中草药的活性成分,是苦参碱类生物碱的代表,苦参碱在1958年首次被分离和确认,分子式为C15H24N20。现代药理研究表明,苦参碱在抗肿瘤方面具有重要的药理作用。本文就苦参碱的抗肿瘤药理活性及作用机制等作一综述:


  癌症是严重危害人类健康的疾病,经过医务工作者几十年的努力,虽然可以通过化疗暂时控制肿瘤的生长,但是现有的化学药物毒性作用较大,给患者造成了极大负担,甚至许多患者因为忍受不了化疗所带来的巨大痛苦而被迫停止治疗。因此,具有抗肿瘤作用、毒性作用较小的药物——MA,自然就成为了目前研究的热点。


  1 目前普遍认为的苦参碱的主要抗癌机制


  1.1 抑制肿瘤细胞增殖和诱导分化


  端粒酶是一种特殊的逆转录酶,能不断合成端粒重复序列添加到染色体末端,是合成端粒必需的酶。端粒酶在几乎所有类型的肿瘤中均有不同程度的表达,但在正常人细胞中尚未发现该酶活性。李伏娥等[1]用苦参碱处理人胃癌细胞株SGC-7901后,用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法测定细胞生长抑制效应,显微镜下观察胃癌细胞形态变化,应用流式细胞仪(FCM)检测细胞周期和凋亡,用PCR-ELISA法对胃癌细胞端粒酶活性进行检测。结果不同浓度的苦参碱对SGC-7901有明显抑制作用,且呈时间依赖性及剂量依赖性,形态学观察也发现大量神经细胞的染色质凝聚,核碎裂,凋亡小体产生,细胞即出现明显的凋亡形态特征,FCM检测结果显示苦参碱作用后,G0/G1期细胞比例增高,S期、G2/M期细胞比例下降,苦参碱在诱导细胞凋亡的同时伴随端粒酶活性下调,且随苦参碱浓度增大和时间延长,抑制作用逐渐增强,提示 MAT能明显抑制胃癌细胞系 SGC-7901端粒酶活性,从而抑制肿瘤细胞的增殖。此外有实验表明,苦参碱抑制肿瘤细胞增殖和诱导分化的机制还可能与细胞周期蛋白,增殖相关癌基因及细胞增殖代谢和PCNA,AFP等有关。


  1.2 抗肿瘤细胞黏附与浸润转移


  CD44分子是黏附分子家族中的一员,它所编码的是细胞表面的一组跨膜糖蛋白,一些肿瘤转移的过程中,往往伴有CD44 表达的上调。林洪生等[2]研究苦参碱对肿瘤细胞与内皮细胞黏附及黏附因子表达和对内皮细胞通透性影响后,发现苦参碱对肿瘤细胞与内皮细胞的黏附具有明显的抑制作用,并可明显抑制CD44、CD49黏附因子的表达,还可以减轻内皮细胞的通透性,保护内皮细胞的完整,阻断肿瘤细胞与基质的黏附,从而减少了肿瘤转移的形成。


  1.3 其他机制


  如抑制肿瘤新生血管的形成,诱导细胞的凋亡,阻止某些可引发肿瘤的慢性炎症的发展及抑制某些致癌病毒,抑制肿瘤的耐药性和减低化疗药物的毒性作用,促进肿瘤宿主的抗肿瘤免疫反应 ,苦参碱的预防性化疗作用等。


  2 苦参碱对各种肿瘤细胞的影响


  2.1 对肝癌细胞的影响


  有实验报道,用MTT法和ELISA试剂盒检测不同浓度不同作用时间苦参碱处理的Hep G2细胞活力,用谷胱甘肽还原酶检测谷胱甘肽(GSH)水平,用蛋白印迹试验(Western-blotting)检测细胞内细胞色素c和caspase-9的表达。结果用不同浓度(0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 mg/ml)苦参碱处理细胞24 h和48 h后HepG2细胞存活率分别为(95.24±7.91)%、(85.32±8.02)%、(64.79±4.74)%、(53.91±4.34)%、(49.00±5.62)%和(68.59±8.27)%、(56.55±7.19)%、(34.79±4.94)%、(23.31±4.30)%、(18.27±2.53)%,提示苦参碱对人肝癌细胞具有明显的抑制作用,并呈时间和剂量依赖性。用0.1、0.3和0.5 mg/ml苦参碱处理Hep G2细胞24 h后其细胞凋亡率分别为27.77%、50.31%和71.26%,提示呈剂量依赖性[3]。


  2.2 对胃癌细胞的影响


  有实验证明,MA对SGC-7901细胞增殖和对胃癌细胞增殖有显著的抑制作用,且有时间及剂量依赖性。MA在30~120 mg/L时对体外培养的胃癌SGC-7901细胞有抑制作用,Bcl-2原癌基因蛋白是主要的抗凋亡蛋白,研究表明凋亡抑制基因Bcl-2的表达逐渐减少,最终导致细胞凋亡的发生,从而完成细胞代谢过程,达到细胞增殖与凋亡的平衡,而Bcl-2 在MA作用下表达下降,即MA可使胃腺癌SGC-7901细胞所产生的Bcl-2原癌蛋白减少,从而使细胞抗凋亡的能力减弱。由此推测,MA对胃癌细胞生长的抑制与Bcl-2原癌基因蛋白表达减少有关[4]。此外,还有实验显示,不同浓度苦参碱对体外培养的人胃癌细胞NCI-N87的增殖、凋亡及bcl-2蛋白表达的有影响。苦参碱浓度>3 mg/ml,细胞毒作用较大;浓度在0.5~2.0 mg/ml时,对肿瘤细胞的生长有抑制作用,且呈时间剂量依赖性,用流式细胞仪分析结果显示,细胞凋亡百分率随着药物浓度的增加和作用时间的延长而增加,而bcl-2蛋白则随之下降,提示苦参碱对人胃癌细胞NCI-N87增殖有抑制作用,并能诱导细胞凋亡[5]。


  2.3对肺癌细胞的影响


  耿国军等[6]研究不同浓度的苦参碱对SPC-A-1细胞生长的影响发现苦参碱对SPC-A-1细胞在24 h显示出生长抑制作用,48、72 h抑制作用较明显,0.25、0.50、0.75、1.00 mg/ml苦参碱均可抑制SPC-A-1细胞增殖,且随浓度增加对SPC-A-1的抑制率也增强,48 h抑制率分别为4.36%、9.45%、15.28%、20.73%,而且不同浓度组间抑制率比较差异有统计学意义。同一浓度苦参碱对SPC2-A-1的抑制率随时间延长而增加。其作用机制可能与苦参碱调控SPC-A-1细胞的凋亡表达有关,不是单纯的细胞毒性坏死。 (责任编辑:论文图书馆编辑04)

2.4 对白血病细胞系HL-6细胞和白血病K562细胞的影响


  朱西宁等[7]为了解苦参碱对人粒系白血病细胞系HL-60细胞的影响,采用MTT法、光镜观察、SAP免疫组织化学法、硝基蓝四氮唑(NBT)还原试验、流式细胞仪检测、逆转录酶/多聚酶链反应(RT PCR)检测,观察苦参碱对HL-60细胞的增殖抑制作用、分化诱导作用及其对细胞周期移行和癌基因表达的影响。结果表明:苦参碱明显地抑制HL-60细胞的增殖,并诱导其向成熟粒系分化;苦参碱对HL-60细胞的诱导分化作用与其下调cmyc基因表达、阻滞细胞在G1期有关。另外,何於娟[8]通过苦参碱作用K562细胞的浓度-时间曲线与乳酸脱氢酶活性测定,发现0.2 mg/ml的苦参碱作用K562细胞3 d后可抑制细胞增殖。以此增殖抑制有效浓度的苦参碱作用K562细胞3 d后,光学显微镜观察细胞形态发现细胞向成熟方向分化,并且9 d后有凋亡发生。结果提示,0.2 mg/ml的苦参碱可以抑制K562细胞的增殖,并诱导该细胞向成熟方向分化。


  2.5 对鼻咽癌CNE2的影响
论文代写


  张力等[9]研究报道,通过CCK28法观察苦参碱对CNE2细胞增殖的影响,发现0.5 mg/ml的苦参碱即能明显抑制CNE2细胞的增殖,并且抑制率随剂量的增加而增加,而且同一剂量,作用时间越长,抑制增殖效果越明显,提示苦参碱对CNE2细胞增殖的抑制作用存在明显的时间-剂量依赖关系,据推测,苦参碱对CNE2细胞的抑制作用是通过阻滞其G1期向S期的进程,造成 G1期细胞堆积,从而影响细胞周期的进程,并导致细胞分化和凋亡。


  2.6 对大肠癌细胞凋亡发生及Bad蛋白表达的影响


  据报道苦参碱对大肠癌细胞形态变化有影响[10]对照组大肠癌细胞贴壁良好细胞轮廓清晰,细胞为卵圆形、多角形或细长形。苦参碱组在加入苦参碱后大肠癌细胞出现皱缩、脱壁、漂浮现象,高浓度组有的细胞出现破碎现象,有明显的时间和浓度依赖关系,其作用机制可能与Bad蛋白有关。Bad在大肠癌细胞中普遍表达于胞浆和胞核,以胞浆为主,随着苦参碱浓度及作用时间的增加,培养细胞Bad强度逐渐升高,组间比较差异显著。凋亡蛋白Bad是包含BH3结构域的凋亡前体蛋白与Bcl-2和Bcl-xl 结合,具有促凋亡作用,Bad蛋白促凋亡作用是通过与Bcl-2家族中的凋亡抑制基因Bcl-2和Bcl-xl的表达产物形成异源二聚体,进而逆转其抑凋亡作用而达到促凋亡效果,在Bcl-2基因和Bcl-xl基因过表达的情况下,Bad蛋白可直接诱导凋亡。苦参碱组Bad蛋白表达较对照组显著增加,说明苦参碱作用后大肠癌细胞 Bad 蛋白水平升高并参与了细胞凋亡的发生。


  2.7 视网膜母细胞瘤细胞的影响


  视网膜母细胞瘤(retinoblastoma,Rb)是婴幼儿最常见的原发性眼内恶性肿瘤,在我国其发病率居眼内恶性肿瘤之首,近年来有逐渐上升的趋势。细胞增殖周期中S期的最主要特征是 DNA的合成。SPF表示DNA合成状态,正常视网膜细胞的SPF较低,Rb的SPF明显增高。采用流而式细胞仪观察此项指标,分析Ma对Rb细胞增殖影响机制,借以评估细胞增殖的情况。结果显示:苦参碱作用HXO-Rb44细胞后,随着时间延长SPF逐渐下降,提示苦参碱可以抑制Rb细胞的DNA复制,抑制其增殖。同时在流式细胞结果中观察到亚二倍体峰(sub-G1)即凋亡峰,提示苦参碱可能诱导Rb细胞的凋亡[11]。


  2.8 苦参碱对卵巢癌细胞影响


  有报道显示,苦参碱对卵巢癌SKOV3细胞有明显的生长抑制作用,随苦参碱浓度升高,其抑制作用增强,两者呈正相关关系(r=0.965,P<0.05)[12]。苦参碱对卵巢癌细胞的uPA、Ⅰ21表达也有影响,苦参碱作用后,胞浆淡染,胞膜及胞浆皱缩,细胞间隙增宽,呈网状结构,uPA、PAⅠ-1蛋白的表达明显下调。因此苦PA参碱有可能通过抑制uPA、PAⅠ-1的过度表达,或阻断其活性,达到有效抑制卵巢癌细胞生长的目的。


  3 苦参碱联合用药治疗癌症


  由于肿瘤细胞对化疗药物可产生耐药性,人们把加大化疗剂量作为解决耐药问题的方法之一。如用大剂量的阿糖胞苷、大剂量的甲氨蝶呤治疗白血病及实体瘤的确取得了一定的效果,但随之而来的化疗不良反应使部分患者不能耐受化疗损伤而被迫停药。有实验证明,苦参碱对部分化疗药抑制K562细胞有增强作用,为临床抗肿瘤药联合中药治疗肿瘤以提高化疗敏感性提供了实验依据。由于VCR的神经毒性,加大剂量使用受到限制,实验中发现VCR低于抑制增殖浓度时与苦参碱联合,可有较强的抑制K562细胞增殖作用,值得在临床上试用[13]。通过苦参碱联合52氟尿嘧啶对人胃癌裸鼠移植瘤的抑制作用实验发现100 mg/kg苦参碱能显著提高52FU的抑瘤效果(P<0.05),但是50 mg/kg苦参碱联合组则无统计学意义(P>0.05),表明两者联合用药的效果与苦参碱剂量有关[14]。此外还有实验显示,苦参碱与顺铂联合作用后使KBV200耐药细胞株G0~G1期细胞下降,G2~M期细胞增升高[15],这对提高肿瘤的治疗效果有一定的帮助,对临床合理用药有重要的意义。


  苦参碱在肿瘤疾病的治疗中大有发展的前途,对多种肿瘤均已表现出一定的活性,重要的是还可以提高人体的免疫功能,没有明显的毒副作用,这是许多化学治疗药所不能及的。苦参碱在心血管系统、消化系统、呼吸系统、中枢系统也有重要的药理活性[16],甚至在农业方面也已得以应用。随着分子生物学技术的不断发展,特别是基因芯片、核蛋白芯片技术的发展,必将对苦参碱各种药理活性机制的研究起到巨大的推动作用,而根据这些机制必将会研发出新型的与苦参碱作用同一分子靶点的药物,为肿瘤的治疗提供一条新的途径。


 

 

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