一氧化氮供体NO-2的抗耐药肿瘤的作用及机制研究
免疫营养素应用于肿瘤治疗的研究进展
·专家述评· 免疫营养素应用于肿瘤治疗的研究进展中国医学科学院北京协和医院 柳欣欣，于健春在营养配方中添加特异的免疫营养素，不仅能预防和纠正患者的营养不良，而且还能刺激免疫细胞，增强应答功能，维持正常适度的免疫反应，调控细胞因子的产生和释放，减轻有害或过度的炎性反应，维护肠黏膜屏障功能。
近年来，随着免疫营养研究的不断深入，其在肿瘤综合治疗中所发挥着的重要作用已不断被人们所认识。
鉴于体外试验对细胞系及荷瘤小鼠作用机制的不同，我们对相应的文献证据进行了分类，希望能对免疫营养素的作用机制作相应的探讨。
以下重点讨论谷氨酰胺（Gln）、多不饱和脂肪酸（PUFA）和精氨酸（Arg）对肿瘤本身和化疗的作用。
1谷氨酰胺1.1Gln抑制肿瘤细胞的增殖和侵袭性：目前，尚无证据表明Gln本身具有明确抗肿瘤活性，但Gln 与肿瘤关系密切。
1.1.1细胞系实验：Gln是各种细胞生长所必需的物质，肿瘤细胞也不例外。
许多实验证实，Gln可促进肿瘤细胞生长。
早在1955年，Eagle[1]在培养的Hela细胞（一种恶性子宫颈细胞）Gln浓度＞1mmol/L 的环境中增殖较快。
人肝癌细胞SMMC-7721体外培养24h后，培养液中的Gln水平显著下降[2]。
Fu等[3]研究了Gln对两种前列腺非依赖型前列腺癌细胞侵袭能力的影响，发现无Gln的培养环境可抑制DU145细胞的侵袭，但却对PC3细胞无影响。
1.1.2荷瘤鼠实验：肿瘤生长消耗大量的Gln，并且Gln利用率与肿瘤生长平行[4-5]。
特别是对于快速生长的肿瘤细胞，由于肿瘤对Gln的大量消耗，有人把肿瘤描述成“氮陷阱”[6]。
Gln是包括肿瘤细胞在内的各种细胞生长和生命活动所必需的物质。
许多实验证实，Gln可促进肿瘤细胞的生长。
那么，外源性补充Gln是否会促进体内肿瘤细胞的生长是一个关注的焦点。
Klimberg等[7]在实验中发现，大鼠进食含Gln 的饮食后，肌肉Gln含量提高60%，但体内肿瘤的重量、DNA含量、Gln酶均相似，说明补充Gln并未促进肿瘤细胞生长以及肿瘤细胞对Gln的利用。
NOD1和NOD2受体在肿瘤发生发展中的作用
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅｉｎｎａｔｅ ｉｍｍｕｎｉｔｙ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｂｏｄｙ ｈａｓ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｆｏｒ ｉｔｓ ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ，ａｎｔｉｖｉｒａｌ，ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｉｍｍｕｎｅｈｅｍｏｓｔａｓｌｓ ａｎｄ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｔｉｓｓｕｅ ｄａｍａｇｅ ａｎｄ ｒｅｐａｉｒ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ａｓ ｍｅｍｂｅｒｓ ｏｆ ＮＯＤ－ｌｉｋｅ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ（ＮＬＲｓ），ＮＯＤ１ ａｎｄ ＮＯＤ２ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ ａｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ａｓ ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｐａｔｔｅｒｎ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ（ＰＲＲｓ），ｃａｎ ｂｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄａｍａｇｅ ｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓ（ｄａｍａｇｅ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｐａｔｔｅｒｎｓ，ＤＡＭＰｓ）ａｎｄ ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ ｉｎｊｍ７一ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｐａｔｈｏｇｅｎ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ（ｐａｔｈｏｇｅｎ—ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｐａｔｔｅｒｎｓ，ＰＡＭＰｓ），ａｎｄ ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｐａｔｔｅｒｎ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ；ＮＯＤ１ ｒｅｃｅｐｔｏｒ；ＮＯＤ２ ｒｅｃｅｐｔ０ ；ｔｕｍ０ｒｉｇｅｎｅｓｉｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
人体 固有 免疫 系统是维护 机体健 康 的第 一道 防线 ，其通过 模式 识别受体 （ｐａｔｔｅｒｎ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ，ＰＲＲｓ）非特 异性识 别 内外 源性 的各种致病物质 ，启动机体天然 免疫反应 ，并 进一步激 活特异性免疫应答 ，最终发挥清除危险 因素 ，维 持机体 结构 与功 能稳态 的作用 … 。ＰＲＲｓ广泛分布 于人体 内多种细胞 中 ，如存 在 于细胞膜上 的 Ｔｏｌｌ样受体 家族 （Ｔｏｌ１．１ｉｋｅ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ，ＴＬＲｓ），分 布 于 细 胞 质 中 的 ＮＯＤ 样 受 体 家 族 （ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ—ｂｉｎｄｉｎｇ ｄｏｍａｉｎ
[综述]一氧化氮的生理病理作用及其检测方法
![[综述]一氧化氮的生理病理作用及其检测方法](https://img.taocdn.com/s3/m/838f1ace6037ee06eff9aef8941ea76e58fa4ad9.png)
[综述]一氧化氮的生理病理作用及其检测方法［摘要］一氧化氮(Nitrico某ide,NO)是一种由内皮细胞释放的血管活性物质,在生物体内具有广泛而多样的生物学效应。
近年来,人们对其进行了许多广泛而深入的研究,发现其与多个系统疾病都存在着密切的关系。
并阐述了血清NO的各种测定方法。
［关键词］NO;生理功能；疾病；检测NO作为2次获得诺贝尔奖的明星分子,长期以来一直得到科学家的广泛关注。
而自从[1]1992年NO被《Science》杂志评为该年度的“明星分子”以来,关于NO文章就层出不穷,现今许多国家投入大量的人力物力研究NO的生理作用。
在国外每月约有50篇关于NO在各种生理途径中的论文发表,其所涉及的领域很广,从药物、生理到生化各个领域,因此可以说NO已成为生命科学界研究的热点之一。
一氧化氮(Nitrico某ide,NO)是一种由内皮细胞释放的血管活性物质,可介导血管的舒张反应,在生物体内具有广泛而多样的生物学效应。
体内血管内皮细胞、血小板、中性粒细胞、巨噬细胞、神经组织在一定刺激下均可产生NO。
近年来,人们对NO进行了许多研究,本文就NO在人体多个系统疾病发病过程中的作用机制进行分析。
1NO的合成及代谢NO是一种亲脂性的小分子化合物,分子量为30,难溶于水,因此NO在细胞内产生后,可以透过生物膜自由扩散进入周围的靶细胞,进而执行信号分子的功能。
在生物体内左旋精氨酸(L-Arg)在NO合酶(NOS)作用下与O2结合生成左旋胍氨酸(L-Cit)及NO。
生物体内许多细胞是通过此途径来合成NO的,如中枢神经元、内皮细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、血小板、肝细胞及肿瘤细胞等。
催化此反应的NOS有三种同功酶:主要存在于内皮细胞中的eNOS(endothelialnitrico某ideyn2thae),存在于神经细胞中的nNOS(neuronalnitrico某ideyn2thae),以及存在于巨噬细胞、胶质细胞中的iNOS(induciblenitrico某ideynthae)eNOS和nNOS均为构成型酶,统称为cNOS(contitutivenitrico某ideynthae)前2种催化生成的NO量较少,仅在10-12mol/L水平,主要调节细胞的信息[2]传递;iNOS催化生成的NO约在10-6mol/L水平,具有细胞毒素或细胞防护功能此外,临床上应用的硝基扩血管物质(如硝酸甘油)进入机体后,也可以通过一系列生化反应释[3]放NO,是局部产生NO的化合物生成的NO在生物体液中的半衰期很短,很快就转变为硝酸盐/亚硝酸盐的代谢产物。
一氧化氮治疗肿瘤的研究进展
一氧化氮治疗肿瘤的研究进展作者：王丽凯，田娅，吴惠霞来源：《上海师范大学学报·自然科学版》2022年第04期摘要：一氧化氮（NO）是一种半衰期很短的气体分子，对细胞膜具有高穿透性，能在人体内传递重要信息，并具有调节细胞的功能.NO气体分子既能维持正常细胞的生理功能和活性，又能选择性地快速耗尽肿瘤细胞的能量，诱导肿瘤细胞凋亡.研究表明：NO可以通过多种机制實现肿瘤治疗.已有一些NO供体药物表现出良好的抗肿瘤活性，精确控制NO在肿瘤部位的释放，可杀死肿瘤细胞.因此，NO气体疗法作为一种肿瘤治疗策略具有一定的应用前景.文章简述了NO的生理学特性和几种典型的NO供体，以及释放NO的生物材料在生物医学领域的应用进展.关键词：一氧化氮（NO）; NO供体; 肿瘤; 气体治疗; 生物材料中图分类号： O 613.6 文献标志码： A 文章编号： 1000-5137（2022）04-0443-09Research progress of nitric oxide in the treatment of tumorWANG Likai， TIAN Ya， WU Huixia*（College of Chemistry and Materials Science， Shanghai Normal University， Shanghai 200234， China）Abstract： Nitric oxide （NO） is a ubiquitous gas molecule with a short half-life. It is highly permeable to cell membranes and can transmit important information and regulate cellular functions in the human body. NO molecules can not only maintain the physiological function and activity of normal cells， but also selectively and rapidly deplete the energy of tumor cells and induce their apoptosis. Studies have shown that NO may achieve tumor therapy through a variety of mechanisms. Some NO donor drugs have shown good anti-tumor activity and can be used to precisely control the release of NO at tumor sites and kill tumor cells. Therefore， NO gas therapy is a promising tumor treatment strategy. This review covers the physiological characteristics of NO， several typical NO donors， and the application progress of NO releasing biomaterials in biomedical field.Key words： nitric oxide（NO）; NO donors; tumor; gas therapy; biomaterials0 引言一氧化氮（NO）是一氧化氮合酶（NOS）作用产生的半衰期仅为3-5 s的分子.NO分子中有一个未成对电子，可形成自由基，对多种生物分子具有很高的反应性.NO具有脂溶性，可以快速透过生物膜扩散，在体内极不稳定，能迅速被血红蛋白、氧自由基或氢醌等灭活.NO可以对血管生成和舒张、细胞周期、细胞凋亡、侵袭和转移等过程进行调节，从而影响细胞功能.NO还能与二氧化氮（NO2）反应生成三氧化二氮（N2O3），并能与超氧化物反应生成过氧亚硝酸盐（ONOO-）.N2O3和ONOO-这2种分子均可通过亚硝化或氧化应激引起DNA损伤：N2O3可以通过胺的亚硝化作用导致N‒亚硝胺的形成，进而损伤DNA;过氧亚硝酸盐可以氧化和硝化DNA，并导致单链DNA断裂[1].NO的生物效应通常取决于分子的形成、代谢、NOS的类型和NO的浓度等.在过去的几十年中，人们一直在努力研究NO对癌生物学的影响.多年来，NO在致癌和抗肿瘤进展中有着较大的误解和争议，因为它同时具有促进肿瘤细胞生长和杀死肿瘤细胞的能力.然而，确定哪种作用占优势是很复杂的，包括但不限于NO存在的时间、位置、浓度和肿瘤微环境[2].NO生成过多或者生成不足都会引起基因突变、肿瘤等.近年来，许多气体纳米发生器已经能够通过被动或主动靶向聚集在肿瘤部位，在内源性或外源性刺激下有效控制气体分子的释放.因此，无论是单独使用NO还是与其他治疗方式联合使用，这些发现都使NO广泛应用于抗癌剂[3].目前，气体治疗已成为一种新兴的、安全有效的抗癌治疗策略.1 NO的生理学特性1.1 NO的生物合成细胞合成NO的主要途径是通过NOS的酶促作用将L‒精氨酸转化为L‒瓜氨酸，并释放出NO，如图1所示[4].NOS是一种同工酶，选择性分布在不同脑区的神经元中，其同工酶有3种亚型，即神经型一氧化氮合酶（nNOS）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和内皮型一氧化氮合酶（eNOS）.其中，eNOS和nNOS在细胞处于生理状态下即可组成性表达，并可因细胞内钙增加而被钙调蛋白激活;iNOS是非钙依赖型的，当细胞受到内源性或外源性刺激时，可在较短的时间内产生高浓度的NO[4].此外，还可以通过硝酸盐→亚硝酸盐→NO途径合成NO.体内的硝酸盐主要来自膳食和自身合成.在生物体内，循环的硝酸盐被唾液腺主动摄取，并被口腔中的细菌还原为亚硝酸盐，在血液和组织中进一步代谢为NO和其他生物活性氮氧化物[5].亚硝酸盐是氮氧化物的氧化还原过程中的中间产物，在血液和组织中比较稳定，且可被多种物质还原成NO，包括肌红蛋白、血红蛋白、抗坏血酸、黄嘌呤氧化还原酶、质子和多酚[5].这些途径产生的NO会因缺氧和酸中毒条件而增加，因而可以保证NO的产量.1.2 NO的生物学作用NO可以自由地通过生物膜并参与一系列生理和病理过程，如神经信号传递、血管扩张、血小板黏附和聚集等，在生物体内发挥着至关重要的作用.NO的生物学作用是通过直接或间接的化学反应产生的.例如，NO直接与不同蛋白质的金属配合物结合形成金属亚硝酰基配合物来调节靶蛋白的生物学活性.NO还可以与多种内源性自由基反应，产生活性氮氧化合物，这些强毒性的活性氮氧化合物将导致线粒体损伤，进而诱导细胞凋亡.NO在生物体内像一把双刃剑，因为它既具有杀死肿瘤细胞的作用，又具有促进肿瘤细胞生长的作用.在低生理水平下，NO可作为抗氧化剂，减少芬顿反应，终止自由基链式反应，并抑制过氧化物酶和氧化酶的活性.较高浓度的NO能够舒张血管，改善组织缺氧状态，有利于化疗药物的渗透，对肿瘤细胞具有杀伤作用[6].但是，持续过量的NO将产生神经毒性，影响体内平衡和改变蛋白质功能，从而导致基因突变，最终使正常黏膜癌变[7].不同组织中的生理过程对NO的需求量各不相同，浓度过高或者过低都会对组织造成一定的损伤，引起疾病的发生[8].只要将适当浓度的NO递送至肿瘤部位，NO的靶向释放也可能增强化学疗法和放射疗法的疗效.因此，如何将适当浓度的NO靶向释放至肿瘤，已成为近年来生物医学领域的研究重点.2 NO供体直接使用外源性或内源性NO的缺点是其半衰期极短，且易受各种谷胱甘肽（GSH）、超氧化物和血红蛋白等物质的影响.因此，将NO供体载入纳米平台中，直接和精确地控制NO的靶向释放，有很好的应用前景.NO供体是指在体内经酶促反应或非酶促反应释放NO的一类化合物，如有机硝酸盐、有机亚硝酸盐、S‒亚硝基硫醇（RSNO）、金属配合物等多种化学物质已被用作NO供体，用于各种生物或医学领域[9]，如图2所示.2.1 有机硝酸酯（RONO2）及有机亚硝酸酯类RONO2是醇的硝酸酯，是最早的、目前最常用的NO供体.它们可以通过相应醇的酯化反应或烷基卤化物与AgNO3的反应来合成，如图3所示[10].这类供体的优点是给药途径比较广，但容易产生耐药性.硝酸甘油（GTN）和单硝酸异山梨酯（ISMN）是临床研究中使用最广泛的NO供体类药物.它们有几个既定的临床应用：GTN是一種廉价又有效的、能快速逆转与急性心绞痛有关疼痛的药物;ISMN是RONO2中释放NO较慢的一种，已被用于治疗慢性心绞痛[11].与RONO2类似，有机亚硝酸酯是醇类和亚硝酸酯化形成的酯.它们主要通过醇与亚硝酰氯（NOCl）反应或醇与NO和氧气（O2）经过酯化反应来合成，如图3所示[12].有机亚硝酸酯的主要作用是舒张静脉和降低血压，例如，亚硝酸丁酯（BN）、亚硝酸异丁酯（ISBN）和亚硝酸叔丁酯（TBN）已在临床上用作血管扩张剂[13].与GTN等RONO2相比，它们对酶的依赖性更低、作用效力更高，且不易引起耐药性.但是，它们缺乏选择性和生物利用度，以及细胞毒性和致癌性较高，因此不如RONO2常用[14].2.2 RSNO类RSNO是贮存、运输和释放NO的重要载体，在生物体内具有重要的生理作用.RSNO普遍存在于生物体的血液和组织中，只需要一个电子就能引发NO的释放，因此，可通过光、热、碱性pH值、过渡金属离子、抗坏血酸和酶等促使RSNO自发均裂反应产生NO[15].人工合成的RSNO是新型的NO供体类药物，通过静脉等途径进入体内后，可以参与呼吸、心血管、消化等多个系统疾病的诊断和治疗[16].2.3 金属-一氧化氮配合物NO是金属配合物中的强配体，它的结合常数比一氧化碳（CO）和O2高得多，具有多种氧化态，氧化价态的高低决定了配合物中NO的反应性.NO调节信号通路的主要机制是与金属中心原子（如铁（Fe）、钌（Ru）等）结合，如图4所示[12]，如血红素基团或蛋白质的铁硫簇.硝普钠（SNP）已经广泛应用于急性降压药物和动静脉血管扩张剂，其血管舒张作用是由NO的产生而造成的[17].SNP晶体在避光且干燥的条件下可以长时间保存，光和O2会促使其水溶液分解，并释放出NO和氰化物，从而导致“氰化物毒性”，对机体造成伤害[18].除了Fe之外，Ru对NO也有很高的亲和力，且Ru对NO的亲和力可以随着其他配体的改变而变化，以便调节NO的释放.光活性Ru配合物热稳定性好，且能在紫外光照射下释放NO.然而，NO的有效释放需要使用对组织有害的高功率紫外线，这一缺陷阻碍了该类NO供体的临床应用[19].2.4 其他供体1956年MAGEE等[20]发现了二甲基亚硝胺和亚硝胺二甲胺均可致大鼠肝癌.其致癌作用是由于N-亚硝基化合物会导致蛋白质和核酸的烷基化.但是，N-亚硝胺却是一种能舒张血管的NO供体.链脲霉素（STZ）含有N-亚硝胺基团，具有抗肿瘤、致糖尿病和致癌作用[21].胰腺β细胞具有低水平的活性氧（ROS）清除酶，对NO和ROS比较敏感，STZ能在胰岛β细胞中释放NO，使细胞的DNA受到损害[22].因此，可将此类NO供体作为抗癌药物进行研究.偶氮二醇烯鎓盐（NONOates）释放NO的机制遵循动力学且不受细胞代谢产物或酶的催化.它们以固体形态稳定存在，但在生理条件下会自发分解生成NO，分解速率会因结构、温度和pH值而改变[23].因此，可以通过它们在体外的分解速率直接预测药物的持续作用时间.研究证明：NONOates能够降低多种肿瘤细胞的增长速率，抑制肿瘤细胞的生长[24].此外，还可以通过硝酸盐→亚硝酸盐→NO途径合成NO.体内的硝酸盐主要来自膳食和自身合成.在生物体内，循环的硝酸盐被唾液腺主动摄取，并被口腔中的细菌还原为亚硝酸盐，在血液和组织中进一步代谢为NO和其他生物活性氮氧化物[5].亚硝酸盐是氮氧化物的氧化还原过程中的中间产物，在血液和组织中比较稳定，且可被多种物质还原成NO，包括肌红蛋白、血红蛋白、抗坏血酸、黄嘌呤氧化还原酶、质子和多酚[5].这些途径产生的NO會因缺氧和酸中毒条件而增加，因而可以保证NO的产量.1.2 NO的生物学作用NO可以自由地通过生物膜并参与一系列生理和病理过程，如神经信号传递、血管扩张、血小板黏附和聚集等，在生物体内发挥着至关重要的作用.NO的生物学作用是通过直接或间接的化学反应产生的.例如，NO直接与不同蛋白质的金属配合物结合形成金属亚硝酰基配合物来调节靶蛋白的生物学活性.NO还可以与多种内源性自由基反应，产生活性氮氧化合物，这些强毒性的活性氮氧化合物将导致线粒体损伤，进而诱导细胞凋亡.NO在生物体内像一把双刃剑，因为它既具有杀死肿瘤细胞的作用，又具有促进肿瘤细胞生长的作用.在低生理水平下，NO可作为抗氧化剂，减少芬顿反应，终止自由基链式反应，并抑制过氧化物酶和氧化酶的活性.较高浓度的NO能够舒张血管，改善组织缺氧状态，有利于化疗药物的渗透，对肿瘤细胞具有杀伤作用[6].但是，持续过量的NO将产生神经毒性，影响体内平衡和改变蛋白质功能，从而导致基因突变，最终使正常黏膜癌变[7].不同组织中的生理过程对NO的需求量各不相同，浓度过高或者过低都会对组织造成一定的损伤，引起疾病的发生[8].只要将适当浓度的NO递送至肿瘤部位，NO的靶向释放也可能增强化学疗法和放射疗法的疗效.因此，如何将适当浓度的NO靶向释放至肿瘤，已成为近年来生物医学领域的研究重点.2 NO供体直接使用外源性或内源性NO的缺点是其半衰期极短，且易受各种谷胱甘肽（GSH）、超氧化物和血红蛋白等物质的影响.因此，将NO供体载入纳米平台中，直接和精确地控制NO的靶向释放，有很好的应用前景.NO供体是指在体内经酶促反应或非酶促反应释放NO的一类化合物，如有机硝酸盐、有机亚硝酸盐、S‒亚硝基硫醇（RSNO）、金属配合物等多种化学物质已被用作NO供体，用于各种生物或医学领域[9]，如图2所示.2.1 有机硝酸酯（RONO2）及有机亚硝酸酯类RONO2是醇的硝酸酯，是最早的、目前最常用的NO供体.它们可以通过相应醇的酯化反应或烷基卤化物与AgNO3的反应来合成，如图3所示[10].这类供体的优点是给药途径比较广，但容易产生耐药性.硝酸甘油（GTN）和单硝酸异山梨酯（ISMN）是临床研究中使用最广泛的NO供体类药物.它们有几个既定的临床应用：GTN是一种廉价又有效的、能快速逆转与急性心绞痛有关疼痛的药物;ISMN是RONO2中释放NO较慢的一种，已被用于治疗慢性心绞痛[11].与RONO2类似，有机亚硝酸酯是醇类和亚硝酸酯化形成的酯.它们主要通过醇与亚硝酰氯（NOCl）反应或醇与NO和氧气（O2）经过酯化反应来合成，如图3所示[12].有机亚硝酸酯的主要作用是舒张静脉和降低血压，例如，亚硝酸丁酯（BN）、亚硝酸异丁酯（ISBN）和亚硝酸叔丁酯（TBN）已在临床上用作血管扩张剂[13].与GTN等RONO2相比，它们对酶的依赖性更低、作用效力更高，且不易引起耐药性.但是，它们缺乏选择性和生物利用度，以及细胞毒性和致癌性较高，因此不如RONO2常用[14].2.2 RSNO类RSNO是贮存、运输和释放NO的重要载体，在生物体内具有重要的生理作用.RSNO普遍存在于生物体的血液和组织中，只需要一个电子就能引发NO的释放，因此，可通过光、热、碱性pH值、过渡金属离子、抗坏血酸和酶等促使RSNO自发均裂反应产生NO[15].人工合成的RSNO是新型的NO供体类药物，通过静脉等途径进入体内后，可以参与呼吸、心血管、消化等多个系统疾病的诊断和治疗[16].2.3 金属-一氧化氮配合物NO是金属配合物中的强配体，它的结合常数比一氧化碳（CO）和O2高得多，具有多种氧化态，氧化价态的高低决定了配合物中NO的反应性.NO调节信号通路的主要机制是与金属中心原子（如铁（Fe）、钌（Ru）等）结合，如图4所示[12]，如血红素基团或蛋白质的铁硫簇.硝普钠（SNP）已经广泛应用于急性降压药物和动静脉血管扩张剂，其血管舒张作用是由NO的产生而造成的[17].SNP晶体在避光且干燥的条件下可以长时间保存，光和O2会促使其水溶液分解，并释放出NO和氰化物，从而导致“氰化物毒性”，对机体造成伤害[18].除了Fe之外，Ru对NO也有很高的亲和力，且Ru对NO的亲和力可以随着其他配体的改变而变化，以便调节NO的释放.光活性Ru配合物热稳定性好，且能在紫外光照射下释放NO.然而，NO的有效释放需要使用对组织有害的高功率紫外线，这一缺陷阻碍了该类NO供体的临床应用[19].2.4 其他供体1956年MAGEE等[20]发现了二甲基亚硝胺和亚硝胺二甲胺均可致大鼠肝癌.其致癌作用是由于N-亚硝基化合物会导致蛋白质和核酸的烷基化.但是，N-亚硝胺却是一种能舒张血管的NO供体.链脲霉素（STZ）含有N-亚硝胺基团，具有抗肿瘤、致糖尿病和致癌作用[21].胰腺β细胞具有低水平的活性氧（ROS）清除酶，对NO和ROS比较敏感，STZ能在胰岛β细胞中释放NO，使细胞的DNA受到损害[22].因此，可将此类NO供体作为抗癌药物进行研究.偶氮二醇烯鎓盐（NONOates）释放NO的机制遵循动力学且不受细胞代谢产物或酶的催化.它们以固体形态稳定存在，但在生理条件下会自发分解生成NO，分解速率会因结构、温度和pH值而改变[23].因此，可以通过它们在体外的分解速率直接预测药物的持续作用时间.研究证明：NONOates能够降低多种肿瘤细胞的增长速率，抑制肿瘤细胞的生长[24].此外，还可以通过硝酸盐→亚硝酸盐→NO途径合成NO.体内的硝酸盐主要来自膳食和自身合成.在生物体内，循环的硝酸盐被唾液腺主动摄取，并被口腔中的细菌还原为亚硝酸盐，在血液和组织中进一步代谢为NO和其他生物活性氮氧化物[5].亚硝酸盐是氮氧化物的氧化还原过程中的中间产物，在血液和组织中比较稳定，且可被多种物质还原成NO，包括肌红蛋白、血红蛋白、抗坏血酸、黄嘌呤氧化还原酶、质子和多酚[5].这些途径产生的NO会因缺氧和酸中毒条件而增加，因而可以保证NO的产量.1.2 NO的生物学作用NO可以自由地通过生物膜并参与一系列生理和病理过程，如神经信号传递、血管扩张、血小板黏附和聚集等，在生物体内发挥着至关重要的作用.NO的生物学作用是通过直接或间接的化学反应产生的.例如，NO直接与不同蛋白质的金属配合物结合形成金属亚硝酰基配合物来调节靶蛋白的生物学活性.NO还可以与多种内源性自由基反应，产生活性氮氧化合物，这些强毒性的活性氮氧化合物將导致线粒体损伤，进而诱导细胞凋亡.NO在生物体内像一把双刃剑，因为它既具有杀死肿瘤细胞的作用，又具有促进肿瘤细胞生长的作用.在低生理水平下，NO可作为抗氧化剂，减少芬顿反应，终止自由基链式反应，并抑制过氧化物酶和氧化酶的活性.较高浓度的NO能够舒张血管，改善组织缺氧状态，有利于化疗药物的渗透，对肿瘤细胞具有杀伤作用[6].但是，持续过量的NO将产生神经毒性，影响体内平衡和改变蛋白质功能，从而导致基因突变，最终使正常黏膜癌变[7].不同组织中的生理过程对NO的需求量各不相同，浓度过高或者过低都会对组织造成一定的损伤，引起疾病的发生[8].只要将适当浓度的NO递送至肿瘤部位，NO的靶向释放也可能增强化学疗法和放射疗法的疗效.因此，如何将适当浓度的NO靶向释放至肿瘤，已成为近年来生物医学领域的研究重点.2 NO供体直接使用外源性或内源性NO的缺点是其半衰期极短，且易受各种谷胱甘肽（GSH）、超氧化物和血红蛋白等物质的影响.因此，将NO供体载入纳米平台中，直接和精确地控制NO的靶向释放，有很好的应用前景.NO供体是指在体内经酶促反应或非酶促反应释放NO的一类化合物，如有机硝酸盐、有机亚硝酸盐、S‒亚硝基硫醇（RSNO）、金属配合物等多种化学物质已被用作NO供体，用于各种生物或医学领域[9]，如图2所示.2.1 有机硝酸酯（RONO2）及有机亚硝酸酯类RONO2是醇的硝酸酯，是最早的、目前最常用的NO供体.它们可以通过相应醇的酯化反应或烷基卤化物与AgNO3的反应来合成，如图3所示[10].这类供体的优点是给药途径比较广，但容易产生耐药性.硝酸甘油（GTN）和单硝酸异山梨酯（ISMN）是临床研究中使用最广泛的NO供体类药物.它们有几个既定的临床应用：GTN是一种廉价又有效的、能快速逆转与急性心绞痛有关疼痛的药物;ISMN是RONO2中释放NO较慢的一种，已被用于治疗慢性心绞痛[11].与RONO2类似，有机亚硝酸酯是醇类和亚硝酸酯化形成的酯.它们主要通过醇与亚硝酰氯（NOCl）反应或醇与NO和氧气（O2）经过酯化反应来合成，如图3所示[12].有机亚硝酸酯的主要作用是舒张静脉和降低血压，例如，亚硝酸丁酯（BN）、亚硝酸异丁酯（ISBN）和亚硝酸叔丁酯（TBN）已在临床上用作血管扩张剂[13].与GTN等RONO2相比，它们对酶的依赖性更低、作用效力更高，且不易引起耐药性.但是，它们缺乏选择性和生物利用度，以及细胞毒性和致癌性较高，因此不如RONO2常用[14].2.2 RSNO类RSNO是贮存、运输和释放NO的重要载体，在生物体内具有重要的生理作用.RSNO普遍存在于生物体的血液和组织中，只需要一个电子就能引发NO的释放，因此，可通过光、热、碱性pH值、过渡金属离子、抗坏血酸和酶等促使RSNO自发均裂反应产生NO[15].人工合成的RSNO是新型的NO供体类药物，通过静脉等途径进入体内后，可以参与呼吸、心血管、消化等多个系统疾病的诊断和治疗[16].2.3 金属-一氧化氮配合物NO是金属配合物中的强配体，它的结合常数比一氧化碳（CO）和O2高得多，具有多种氧化态，氧化价态的高低决定了配合物中NO的反应性.NO调节信号通路的主要机制是与金属中心原子（如铁（Fe）、钌（Ru）等）结合，如图4所示[12]，如血红素基团或蛋白质的铁硫簇.硝普钠（SNP）已经广泛应用于急性降压药物和动静脉血管扩张剂，其血管舒张作用是由NO的产生而造成的[17].SNP晶体在避光且干燥的条件下可以长时间保存，光和O2会促使其水溶液分解，并释放出NO和氰化物，从而导致“氰化物毒性”，对机体造成伤害[18].除了Fe之外，Ru对NO也有很高的亲和力，且Ru对NO的亲和力可以随着其他配体的改变而变化，以便调节NO的释放.光活性Ru配合物热稳定性好，且能在紫外光照射下释放NO.然而，NO的有效释放需要使用对组织有害的高功率紫外线，这一缺陷阻碍了该类NO供体的临床应用[19].2.4 其他供体1956年MAGEE等[20]发现了二甲基亚硝胺和亚硝胺二甲胺均可致大鼠肝癌.其致癌作用是由于N-亚硝基化合物会导致蛋白质和核酸的烷基化.但是，N-亚硝胺却是一种能舒张血管的NO供体.链脲霉素（STZ）含有N-亚硝胺基团，具有抗肿瘤、致糖尿病和致癌作用[21].胰腺β细胞具有低水平的活性氧（ROS）清除酶，对NO和ROS比较敏感，STZ能在胰岛β细胞中释放NO，使细胞的DNA受到损害[22].因此，可将此类NO供体作为抗癌药物进行研究.偶氮二醇烯鎓盐（NONOates）释放NO的机制遵循动力学且不受细胞代谢产物或酶的催化.它们以固体形态稳定存在，但在生理条件下会自发分解生成NO，分解速率会因结构、温度和pH值而改变[23].因此，可以通过它们在体外的分解速率直接预测药物的持续作用时间.研究证明：NONOates能够降低多种肿瘤细胞的增长速率，抑制肿瘤细胞的生长[24].此外，还可以通过硝酸盐→亚硝酸盐→NO途径合成NO.体内的硝酸盐主要来自膳食和自身合成.在生物体内，循环的硝酸盐被唾液腺主动摄取，并被口腔中的细菌还原为亚硝酸盐，在血液和组织中进一步代谢为NO和其他生物活性氮氧化物[5].亚硝酸盐是氮氧化物的氧化还原过程中的中间产物，在血液和组织中比较稳定，且可被多种物质还原成NO，包括肌红蛋白、血红蛋白、抗坏血酸、黄嘌呤氧化还原酶、质子和多酚[5].这些途径产生的NO会因缺氧和酸中毒条件而增加，因而可以保证NO的产量.1.2 NO的生物学作用。
阿司匹林衍生物药理活性研究概述
阿司匹林衍生物药理活性研究概述吴定浩，邢志华，李兴杨，王琪琪，包然，程美池，张凤阳(哈尔滨商业大学药学院，中央与地方共建高等学校药学重点实验室，黑龙江省预防与治疗老年病药物研究重点实验室,国家教育部抗肿瘤天然药物研究工程中心，黑龙江哈尔滨150076)摘要：阿司匹林具有多种药理活性，是老药新用的典型药物之一。
近年来，人们为开发阿司匹林，对其结构进行修饰及改造，以期得到副作用更小、活性更好的衍生物。
本文总结了30种阿司匹林衍生物的合成路线及药理活性。
其药理活性主要集中在解热镇痛、抗炎、抗骨质疏松、防治心脑血管疾病及抗肿瘤活性等方面，可为相关研究和应用提供参考。
关键词：阿司匹林衍生物；结构修饰；药理活性中图分类号:R285文献标识码:A文章编号：2095-5375(2021)02-0103-007doi：10.13506/ki.jpr.2021.02.009Overview of pharmacological activities of aspirin derivatives WU Dinghao,XING Zhihua,LI Xingyang,WANG Qiqi, BAO Ran,CHENG Meichi,ZHANG Fengyang (Key Laboratory of Pharmacy Constructed by Central and Local,Key Laboratory for Drug Researchon Prevention and Treatment of Geriatric Diseases of Heilongjiang Province, Engineering Research Center of Natural Antineoplastic Drugs,Ministry of Education, School of Pharmacy,Harbin University of Commerce,Harbin150076,China)Abstract：Aspirin,with a variety of pharmacological activities,is one of the typical conventional drugs with new use.In recent years, its derivatives were obtained via modifying and transforming its structure in order to enhance its activities and deduce its side effects.In this paper,30aspirin derivatives were summarized in the synthetic routes and pharmacological ac-tivities.The pharmacological activities of30aspirin derivatives mainly focus on antipyretic analgesia,anti-inflammatory,anti -osteoporosis, prevention and treatment of cardiovascular and cerebrovascular diseases,anti-tumor activities and so on.It can provide reference for related research and application.Key words：Aspirin derivatives; Structural modification;Pharmacological activities阿司匹林(aspirin,Asp)自1898年作为解热镇痛抗炎药上市以来，距今已有100多年的应用历史(结构式见图1)。
NO供体药物简介
cGMP 激活
cGMP蛋白激酶
肌凝蛋白
去磷酸轻链肌凝蛋白
血管松弛扩张
缓解心绞痛等疾病
• NO即内皮舒张因子，是一种活性很强的物质， 可以有效地扩张血管，降低血压；
• NO供体药物在一定条件下释放得到外源性NO分 子，为治疗心绞痛的主要药物。
1. 硝酸酯及亚硝酸酯类药物
硝酸甘油 nitroglycerin
硝普钠 为络合物，容易水解，释放出NO；强力血管扩张剂， 作用迅速，5min起效。
小结
单硝酸异山梨酯的结构
2. 非硝酸酯类药物
吗多明 molsidomine
硝普钠 sodium nitroprusside
吗多明 具扩张血管作用；舌下给药后2～4min即可起效，持续 有效时间为6～7 h；疗效可靠，首过效应较低；比 Nitroglycerin作用优越，无头痛、眩晕等中枢副作用；还有抗 血小板聚集的作用，可预防血栓的形成。
H
R
ONO2
-OH
R
H +
NO3-
+ H2O
O
硝酸甘油的生物转化和代谢
硝酸甘油 CO2
甘油二硝酸酯 甘油单硝酸酯
甘油 极性化合物
尿液, 胆汁
排出体外
糖原, 蛋白质, 脂质, 核苷
其他的硝酸酯及亚硝酸酯类药物
硝酸异山梨酯 isosorbide dinitrate
单硝酸异山梨醇 isosorbide mononitrate
代表药物：硝酸甘油
理化性质
常温下为油状液体，低温固化，有一定的挥发性和吸水性，过热和光照 都会分解----避光保存。
在中性和弱酸性条件下相对稳定。
在碱性条件下迅速水解，其产物分别为醇（亲核取代）、烯类化合物
一氧化氮供体药物作用机制
一氧化氮供体药物作用机制
一氧化氮供体药物的作用机制是通过释放一氧化氮来调节细胞内的信号传导路径。
一氧化氮（NO）是多功能的气体信号分子，能够扩张血管、抑制血小板凝聚、抑制血管内皮细胞增殖、减轻炎症反应等。
一氧化氮供体药物通过不同的机制释放一氧化氮，进而产生治疗效果。
一氧化氮供体药物主要有两种类型：一方面是使用NO气体作为一氧化氮供体的药物，例如亚硝基化合物或亚硝酸盐类药物；另一方面是利用一氧化氮合酶的底物代谢途径的药物，例如有机硝酸酯类和磷酸酯类药物。
这些药物在体内被代谢成NO，释放出来后与细胞内的特定蛋
白质相互作用，参与多种信号传导通路的调节。
例如，NO可
以激活鸟苷酸环化酶，使cGMP的水平升高，从而导致细胞
内的松弛作用；NO还可以抑制血小板激活，减少血小板聚集
和血栓形成的风险。
总的来说，一氧化氮供体药物通过调节一氧化氮的释放量和相关信号通路的活化，产生血管扩张、抗血小板凝聚、抗炎症等治疗效果。
这些药物常用于治疗高血压、心绞痛、心肌梗死等循环系统疾病。
一氧化氮在肿瘤淋巴管生成中的作用
赖Ｃ ａ或钙 调 素而 激活 ， 成 ｐ ｏ 合 ｍ １水平 的 Ｎ 其 作 Ｏ，
用 时间 短 ， 在 生理情 况下 起作 用 。Ｎ Ｓ则 为 Ｃ 非 仅 ｉＯ ａ
Ｎ 是一 种 小分 子 自由基 物 质 ，在体 内它 也是 Ｏ
一
种 重要 的信 号分 子 ，能够调 节许 多 不 同的 生理 和
维普资讯
・
１ ８・ ７
口腔 颌 面 外 科 杂 志 ２ ０ ０ ７年 ６月 第 １ ７卷 第 ２期 Ｊｕｎｌ ｆ ａ ｄＭａｉｏａｉ ｕｇｒ １７Ｎｏ２Ｊｎ ，０ ７ ｏ ｒａ ｏ Ｏｒｌｎ ｘｌ ｆ ａ ＳｒｅｙＶｏ． ． ｕ ｅ２ ０ ａ ｌ ｃｌ １
ｆ ｄ ｃ ｌ Ｎ Ｓ ｉ Ｏ １神 经 型 （ｅ ｒｌ Ｏ ，Ｎ Ｓ及 ｉ ｕ ｉ ｅ Ｏ ， Ｓ、 ｎ ｈ Ｎ ｎｕａ Ｓ ｎ Ｏ ） Ｎ 内皮 型（ｎ ｏｈｌ ｌ Ｏ ｅ Ｏ １ ｎ Ｏ ｅ ｄ ｔｅ ａ Ｓ，Ｎ Ｓ。 Ｎ Ｓ与 ｅ Ｏ ｉ Ｎ Ｎ Ｓ统 称 为结 构 型一 氧化 氮 合 酶 （Ｎ Ｓ 。ｃ Ｏ ｃ Ｏ ） Ｎ Ｓ主要 存在 于
（ｙｌｏｙ ｅ ａｅ２Ｃ Ｘ ２ ， 氧诱 导 因子 ｌｔ ｙ ｏ ｉ Ｃ ｃ ｘｇ ｎｓ一，Ｏ 一）乏 ｏ （ ｐｘａ ｏｈ
ｉｄ ｃ ｌ ｃ ｒｌ ， Ｉ —ｏ ｎ ｕ ｉ ｅｆ ｔ —ｏ Ｈ Ｆ ｌ １等 参与 肿瘤 淋 巴管生 成 ｂ ａｏ ｔ ｔ
及 淋 巴转移 的 因子与 Ｎ Ｏ也关 系密 切 。 １ 一氧 化氮 的生 物学特 性
依 赖性 ， 主要 存 在 于 巨噬 细 胞 、 中性 粒 细胞 、 巴 细 淋
胞、 肝细 胞 、 管 内 皮 细胞 和平 滑 肌 细 胞 中． 生理 血 在 情 况下 ， Ｏ ｉ Ｓ基 因 不表 达 ，只 在病 理状 态 细胞 因子 Ｎ 及 其他 细胞毒性 物 质 的作用 下 ｉＯ Ｎ Ｓ基 因才转 录 、 表
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一氧化氮供体NO-2的抗耐药肿瘤的作用及机制研究
一氧化氮供体NO-2的抗耐药肿瘤的作用及机制研究
引言：
癌症是全球主要健康问题之一。
随着对癌症治疗的研究不断深入，耐药性成为治疗的主要挑战之一。
目前，通过不同机制实现耐药性的癌症细胞已十分普遍。
然而，研究人员发现一氧化氮供体NO-2可能是一种抗耐药性的潜在药物，对抑制癌症细胞生长和扩散具有潜在疗效。
本文将探讨NO-2在抗耐药肿瘤中的作用及其机制。
NO-2的抗耐药肿瘤作用研究：
最近的研究表明，NO-2在抗耐药肿瘤中发挥了显著的作用。
NO-2可以抑制耐药肿瘤细胞的增殖和扩散，并促进其凋亡。
实验证明，在NO-2处理下，耐药性癌症细胞的增殖速率明显降低，同时细胞的凋亡率明显增加。
这种抗癌作用可能与NO-2能够改变抗耐药性癌细胞内某些关键蛋白的表达有关。
NO-2的抗耐药机制研究：
NO-2的抗耐药机制主要包括几个方面，首先，NO-2能够干扰癌细胞内关键信号传导通路，从而抑制癌细胞的生长和扩散。
其次，NO-2可以逆转耐药性细胞内的耐药基因表达，促使其重新对治疗药物产生敏感。
此外，NO-2还可以增加癌细胞对化疗药物的摄取和敏感性，从而增强其抗癌效果。
最后，NO-2可以抑制癌细胞的血管生成，从而防止肿瘤的进一步生长和扩散。
NO-2的应用前景：
NO-2作为一种潜在的抗耐药性药物，具有广阔的应用前景。
现有研究结果表明，NO-2对多种癌症类型的耐药性具有有效
的抑制作用，尤其是在非小细胞肺癌和乳腺癌中表现出较好的效果。
此外，NO-2还能够增强常规化疗药物的抗癌效果，提高治疗的综合疗效。
结论：
综上所述，NO-2作为一种抗耐药肿瘤药物具有广泛的应用前景。
通过抑制癌细胞的生长和扩散，并影响关键蛋白的表达，NO-2能够逆转耐药性并增强传统化疗药物的疗效。
虽然目前的研究还有一些局限性，但NO-2为抗耐药肿瘤提供了新的治疗策略和思路，有望成为未来临床应用的重要药物。
这需要进一步的研究来验证其安全性和疗效，为患者提供更加有效和个体化的治疗方案
综合以上讨论，NO-2作为一种抗耐药性药物，具有多种抗癌机制，包括干扰信号传导通路、逆转耐药基因表达、增加药物摄取和敏感性以及抑制血管生成。
目前的研究结果显示，NO-2在抑制多种癌症类型的耐药性方面表现出较好的效果，并能提高常规化疗药物的疗效。
尽管仍存在一些研究局限性，但NO-2为抗耐药肿瘤治疗提供了新的思路和治疗策略。
进一步的研究将有助于验证其安全性和疗效，并推动其作为一种重要的临床药物在未来的应用中发挥更大的作用，为患者提供更有效和个体化的治疗方案。