抗肿瘤血管生成中药的研究进展的论文

抗肿瘤血管生成中药的研究进展的论文 抗肿瘤血管生成中药的研究进展的论文 抗肿瘤血管生成中药的研究进展的论文 【关键词】 抗肿瘤血管生成;中药;综述自1971年folkman[1]首次提出肿瘤的生长和转移具有血管依赖性之后,肿瘤血管生长的调节机制和抗血管生成在肿瘤治疗中的意义得到广泛关注。目前,国内对抗肿瘤血管生成中药的研究方兴未艾,笔者就此作一综述。 1 肿瘤与血管生成 肿瘤的生长依赖于血管的生成,只有当大量的肿瘤相关血管长入肿瘤实质内部,才能促使肿瘤持续生长和转移;反之,肿瘤生长将受到明显限制,肿瘤细胞就会出现凋亡或坏‎‎死。因此,肿瘤的生长包括了两‎‎个不同的阶段,即从无血管的缓慢生长阶段转变成有血管的快速增殖阶段,血管生成使肿瘤获得足够的营养物质,是促成上述转变的关键环节 [2]。恶性肿瘤发生侵袭和转移是肿瘤治疗失败的主要原因,它是一个由多分子参与的肿瘤细胞与宿主细胞间相互作用的复杂的多‎‎阶段过程,在这一过程的起始及终末阶段血管生成发挥着重要作用 [3]。另外,对肿瘤组织微血管密度(microvessel density,mvd)‎‎的测定有助于肿瘤的诊断及预后判断 [4]。 肿瘤血管生成是在特定时段、特定环境下,由内外因素引起的一种由一系列细胞因‎‎子介导的瀑布式生化反应过程 [5]。在这一过程中,血管生成促进因子和血管生成抑制因子起着重要作用,即血管调控平衡学说(angiogenic switch) [6]。wWW..在正常组织中,由于缺少血管生长促进因子或促进‎‎因子被高水平的血管生长抑制因子严格控制,血管生成的开关处于关 闭状态;但在肿瘤组织中,生长促进因子过度达,抑制因子表达过低,或者与抑制因子相比,生长促进因子相对过量,改变了二者之间的平衡,使得肿瘤血管生成保持在开启状态,引起肿瘤血管过度生长,最终导致肿瘤的浸润和转移。 肿瘤的生长、转移、复发、预后与血管生成密切相关 [7],所以,抗肿瘤血管生成治疗的理论和实践才得以确立。1972年,folkman提出可以通过抑制血管生成来治疗恶性肿瘤,目前抗血管生成已经成为肿瘤治疗的新策略之一。 2 抗肿瘤血管生成中药 抗血管生成疗法(anti-angiogenesis therapy)是通过防止和抑制肿瘤新血管的生成,阻止肿瘤原发灶和微转移灶向血管生成表型转换,限制肿瘤生长。近年来,随着对肿瘤血管生成机制研究的不断深入,抗血管生成药物也得以快速研发,其中对天然药物及其组分的研究占有相当大的比例,中药由此成为研究的重点。 2.1 单味中药的研究 泽泻通常作为利水渗湿药物被应用于中医‎‎临床。最近实验研究表明,它可以抑制鸡胚尿囊膜(chick choriollantoic membrane,cam‎‎)的血管生成,而且可以使已生成的血管形态发生改变 [8]。郁金为姜黄科植物的干燥块根,其水蒸气蒸馏提取‎‎液对人胃癌裸鼠皮下移植瘤的生长具有明显的抑制作用,可以下调瘤灶中vegf的表达,降低肿瘤病灶内的mvd [9]。实验研究表明,多种促血管生长因子与其受体的结合均依赖类肝素蛋白多糖(heparan sulfate p‎‎roteoglycan,hspg)的中介。白及可以通过与hspg竞争性结合血管生长因子或干扰hspg的中介作用而影响血管生长因子与其受体结合,从而发挥抗血管内皮细胞增殖‎‎的作用,并且抑制强度与白及的剂量成正比 [10]。有学者将walker-256肝癌细胞株种植于肝实质内造成肝癌原位移植瘤模型,应用丹参注射液行腹腔注射。实验结果显示,丹参可以降低肝癌及癌周组织的vegf水平。显微镜观察发现,经丹参治疗后的肿瘤细胞生长不良,细胞形态趋向良性分化,部分恢复正常细胞的形态。由此证明,丹参对肿瘤细胞有较强的诱导分化作用,同时降低vegf水平,抑制肿瘤血管的生成 [11]。 2.2 单体成分的研究 人参皂苷rg3是存在于人参中的四环三萜‎‎皂苷,分子式为c42h72o13。体外实验表明,人参皂苷rg3对多种肿瘤细胞具有抑制作用,但对于血管内皮细胞(vascular endothelium cell,vec)、肺腺癌spc-a-1细胞的增殖却没有直接影响。但是,如果应用rg3与肺癌spc-a-1细胞条件培养液共同作用于vec,发现vec的增殖明显受到抑制。进一步研究发现,rg3具有抑制肿瘤细胞表达 bfgf的作用 [12]。康莱特注射液(klt)系从薏苡仁中提取的有效抗癌活性物质。姜氏等 [13]采用无血清培养基中的三维胶原凝胶培养主动脉环,在倒置显微镜下观察主动脉环的血管生成情况。结果发现,klt能明显抑制肿瘤血管的生成,加快血管进入衰退期,抑制作用优于维生素e。说明抑制血管生成是klt的抗肿瘤机制之一。临床和实验研究证明,斑蝥素类衍生物去甲斑蝥素(norcantharidin,nctd)具有较强的抑制肿‎‎瘤和增加白细胞的作用。进一步实验发现,nctd对体外培养的人脐静脉内皮细胞(human umblical vein endothelial cel1,huvec)具有显著的生长抑制作用,药效呈时间依赖性。分离提取细胞dna,经琼脂糖凝胶电泳后可以见到弥散状核酸降解带,未见典型的细胞凋亡梯状带。表明nctd对huvec有较强的细胞毒作用,并能抑制细胞的正常分裂 [14]。红素是我国学者首先从雷公藤根部分离出来的一个生物活性单体。实验表明,当红素的浓度达到0.5 μg/ml时,可将大部分培养的huvec杀伤,当红素的浓度在0.1 μg/ml时,对huvec的增殖、迁移及小管形成的抑制作用超过9o%,当浓度为0.01 μg/ml时,已表现出较强的生物活性。因此,它是一个极具有开发前途的抑制肿瘤血管生成的药物 [15]。熊果酸又名乌索酸,属三萜类化合物。以往的研究表明,熊果酸对中枢神经系统有镇定与降温作用。近年来发现,熊果酸不仅对多种致癌、促癌物有抵抗作用,而且对体外培养的多种恶性肿瘤细胞及vec的生长具有较强的抑制作用,抑制强度与熊果酸的质量浓度成正比。目前尚未阐明其作用机制,根据其结构类似糖皮质激素这一 特点,推测可能是通过与糖皮质激素受体或类似的核受体结合而发挥作用[16]。槲皮素(quercetin)具有活血化瘀作用,能够显著地抑制肿瘤生长,并且可呈剂量依赖性地抑制vegf和bfgf诱导的cam血管增生,由此表明,槲皮素具有抑制vegf和bfgf的促血管生成作用。其机制在于槲皮素可通过抑制huvec的dna合成和细胞分裂,阻滞细胞于s/g2期,从而抑制huvec的增殖[17]。青蒿琥酯(artesunate)是倍半萜内酯类化合物青蒿素(artemisinin)的水溶性衍生物,临床用于治疗脑型疟疾和恶性疟疾等。青蒿素类药物的抑瘤活性在整体动物实验中已得到确证。近期体外实验发现,该药对huvec的增殖、迁移和小‎‎管形成三个环节均有较强的抑制作用。在人卵巢癌裸鼠移植瘤模型中,青蒿琥酯能明显地抑制移植瘤的血管增生,下调肿瘤细胞分泌vegf及其受体kdr/flk-l[18]。苦参素、莪术油、薏苡仁这三种注射剂是 目前肿瘤临床常用药物,通过小鼠s180移植瘤模型体内实验发现,它们均可不同程度地抑制肿瘤血管生成,降低肿瘤组织的mvd,其作用机理在于抑制瘤体内vegf和bfgf的表达[19]。对鲨鱼软骨抗肿瘤作用的研究早在20世纪80年代就已经开始,临床效果明显。我国学者以东海鲸鲨软骨为原料,得到鲨鱼软骨血管生成抑制因子-l(scaif-1),分子量为18 kd,实验结果表明,它对原代培养的vec生长增殖及运动迁移具有明显的抑制效应,能够抑制cam的血管生成,对vec迁移的抑制效应要比小牛软骨血管生成抑制因子强10倍左右。提示scaif-l‎‎为纯度较高的软骨血管生成抑制因子,能在细胞和整体水平抑制新血管的生成[20]。蝎毒作为一种传统中药被用来治疗多种疾病,它具有止痛、抗癫痫、抗肿瘤、纤溶等作用。有研究者从东亚钳蝎蝎毒中‎‎提取了一种多肽提取物pesv(peptide extract from scorpion venom),它含有50,60个氨基酸。体内实验显示,pesv能够抑制裸鼠肝癌和胃癌的生长,但体外研究表明它并不能直接抑‎‎制肿瘤细胞的增殖。进一步研究发现,pesv能够明显抑制vec的生长,并且可以诱导vec发生凋亡,凋亡相关基因bcl-2和bax的表达也发生相应改变,这说明pesv主要通过抑制增殖和诱导凋亡的机制发挥其抗血管生成作用[21]。三氧化二砷(as2o3)最早被应用于急性白血病的治疗,后来将其适应症逐渐扩展到实体瘤,但对其抗肿瘤确切机制却知之甚少。有学者用 as2o3治疗小鼠移植瘤s180,随着给药浓度的增加,肿瘤组织中诱导 型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synth‎‎ase, inos)及vegf表达逐渐下降。从而证实as2o3会导致瘤体内no的降低,抑制肿瘤细胞vegf的表达,进而抵抗肿瘤血管生成,有效降低肿瘤细胞株的增殖和转移能力[22]。 2.3 中药复方的研究 将泽泻饮灌胃后的动物血清置于胚龄7 d的cam表面的载体上,作用48 h后显示,泽泻饮可使载体周围cam新生血管数目明显减少,且形态发生变异[23]。以不同剂量的胃康宁给sd大鼠灌胃后制备含药血清,以含药血清作用于体外培养的胃癌细胞 ,分别用免疫组化法和rt-pcr不同剂量组胃癌细胞vegf及其受体flt、kdr的表达情况。结果表明,各用药组vegf及其受体kdr、flt的表达明显减弱,且存在一定的量效关系[24]。鳖甲煎丸出自东汉医家张仲景所著《金匮要略》,是破瘀化痰,扶正消积之剂,在治疗肝癌、食道癌、白血病、子宫肌瘤等方面具有较好疗效。有实验表明,鳖甲煎丸可以显著抑制肿瘤细胞分泌vegf,从而降低荷瘤小鼠肿瘤病灶内的微血管计数,以此达到抑制肿瘤生长的目的[25]。癌痛消胶囊治疗h22移植性肝癌小鼠模型,结果表明它可以降低肝癌细胞中vegf、p53和p21的表达水平,从而抑制肿瘤血管的生成[26]。肝癥口服液予肝癌患者口服8周后静脉采血,分离血清,用含l0%的胎牛血清的 rpmi-1640培养液稀释成l0%的含药血清,作用于人肝癌细胞株smmc-7721,48 h后应用rt-pcr技术测定vegf mrna,结果表明肝癥口服液含药血清可以明显降低肝癌细胞vegf mrna的表达[27]。六神丸是中医临床常用经典方剂,其中有人工牛黄、珍珠、麝香、冰片、蟾酥、雄黄等药物。实验证明,六神丸能够降低小鼠s180瘤细胞 vegf 的表达,使vec的增殖明显受到抑制,从而降低肿瘤组织及间质mvd,切断肿瘤营养来源和转移途径,抑制肿瘤细胞的生长和转移[28]。 3 存在的问 3.1 研究单一 cam法是一种研究体内血管生长效应的技术,因其简单、实用、方便和价廉而被广泛应用于抗血管生成药物的实验 当中,但是通过该实验方法所观察到的指标比较单一,而且不够客观。然而,当前许多抗肿瘤血管生成中药的研究都采用该方法,甚至于有 些研究人员仅以cam所得结果就作出某某中药具有抗血管生成作用‎‎的结论,这种以单一研究方法所得结果难以令人信服。因此,笔者认为,在研究抗肿瘤血管生成药物时,最好选用两种或两种以上的方法来共同证明所研究的药物确实具有抗血管生成作用。在实际研究工作中,我们可以在cam法的基础上加选下列任何一种方法,如啮齿动物角膜囊或虹膜技术、地鼠颊膜囊方法、颅窗软脑膜或肠系膜技术等,以此保证研究结果的真实性和可靠性。 3.2 抗血管生成机制研究较少 目前,大部分有关抗肿瘤血管生成中药的研究多集中在药效学方面,而对中药抗血管生成机制的研究比较少。肿瘤血管的生成涉及一系列形态学和生物化学的改变。形态学改变包括内皮细胞降解母体小静脉的基底膜、内皮细胞的定向运动并 且发生有丝分裂、管腔的形成、芽式生长并形成血管襻、产生新‎‎的基底膜、外膜细胞的形成等一系列步骤。其生物化学方面的改变主要体现于血管生成促进因子与血管生成抑制因子之间的调节失衡。而中药因其所含成分复杂,它对肿瘤血管生成的影响有可能是多靶点、多层次的,既作用于相关的基因,又作用于相应的蛋白和受体。因此,对抗血管生成中药的研究应从分子水平、细胞水平、器官组织模型,以及肿瘤模型等不同层面入手,做系统全面的研究,而不是局限于某一方面。 3.3 缺乏与其它抗肿瘤方法联合应用的研究 肿瘤的发生发展是一个多步骤多因素的过程,仅用单一治疗方法难以获得最佳效果。因此,目前对肿瘤的治疗强调多种方法综合应用,即根据患者的机体状‎‎况、肿瘤的病理类型、侵犯范围和发展趋向,有计划、合理地应用现有的治疗手段,以期较大幅度地提高治愈率[29]。抗血管生成药物并不能彻底抑制肿瘤的血管生成,它只能阻止肿瘤形成新的血管,而对已经生成的血管却没有明显的抑制作用;另外,抗血管生成药物的主要靶点是细胞外基质和(或)血管内皮细胞等非恶性细胞,而成功的肿瘤治疗需要将所有的恶性细胞进行‎‎清除,这就需要抗肿瘤血管生成药物与传统化疗、放疗等手段联合应用。但是,目前有关这方面的研究鲜有报道。至于联合的最佳方式、应用的先后顺序、最适剂量等内容均有待于深入研究。 3.4 实验设计不够合理 血管生成抑制剂的筛选一般首先经体外‎‎实验观察对血管内皮细胞增殖能力的影响,再经器官组织水平的筛选和研究确证,然后应用肿瘤模型进行最终和全面的评价。肿瘤模型水平的评价是必需的,因为许多药物虽然‎‎在体外实验中具有良好的抗血管生成能力,但体内实验时对肿瘤的血管依赖性生长则无明显影响。目前,有关抗肿瘤血管生成中药的实验大多缺乏在动物肿瘤水平的研究或者仅有体内实验而没有离体细胞学实验,实验设计不够合理,而且简单重复现象时有发生,这些不足之处均有待于在今后的研究过程‎‎中加以纠正。 4 结语 以肿瘤血管生成的各个环节及其发生过程中的生化改变为靶点研制肿瘤血管生成抑制剂,控制肿瘤生长和转移已经成为肿瘤防治的一个重要途径。抗肿瘤血管生成‎‎药物不易产生耐药,没有骨髓抑制、胃肠道反应‎‎或脱发等传统化疗药物引发的毒副反应,治疗特异性高,具有广谱抗肿瘤作用及放大效应,所以抗肿瘤血管生成药物具有良好的开发前景。笔者相信,随着研究方法的不断改进,实验技术的不断提高,在不久的将来,抗肿瘤血管生成中药研究工作一定可以取得丰硕成果。 【 参考文献 】 [1] folkman j.tumor angiogenesis:therapeutic implications[j].n engl j med,1971,285(21):1182,118 6. 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