天然抗肿瘤药物筛选方法的研究进展
我国天然抗肿瘤活性成分的研究进展

我国天然抗肿瘤活性成分的研究进展(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)【摘要】寻找具有抗肿瘤活性的天然成分是药学工作者研究的热点及新药研究开发的重要领域。
本文综述了1年来我国药学工作者们所发现的新的具有抗肿瘤活性的天然化合物,就化学结构而言它们包括蛋白质(肽)、多糖、生物碱、黄酮等生物成分。
从来源分析,它们来自中草药(植物)、海洋生物以及微生物等。
【关键词】天然产物化学成分抗癌活性研究进展抗肿瘤药物的探索一直是新药研究开发的热点之一。
从中草药及天然产物中寻找具有抗肿瘤活性的化学成分是新药研发的重要思路和手段。
随着科学技术的不断进步和我国经济实力的增强,科研经费投入的增加,该领域的工作成绩取得了长足的进步,新发现的具有抗肿瘤活性的天然“药物”不断出现。
按照化学结构区分它们可以包括生物碱、黄酮、蛋白质(肽)、多糖等。
按照来源区分它们可以来自陆地、海洋,来自植物、动物等。
本文将对我国近1年来新发现的具有抗肿瘤生物活性的天然化合物的研究工作进展做一综述。
1 来自中草药及植物的活性成分从全球来看,寻找“天然药物”最大的资源还是植物。
在我国由于中草药所具有的独特的优势,所以每年从中草药及植物中分离得到的具有抗肿瘤活性的成分最多。
半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Breit.]、桑寄生[Loranthus parasiticus (L.)Merr.]、槐角(Sophora japonica L.)、香加皮(Periploca sepium Bge.)等均为中草药。
近来的研究从中发现了(新的)具有抗肿瘤活性的化学成分。
用凝胶柱层析分离半夏(鲜药材)纯化的粗总蛋白得到三个蛋白组分,体外实验证实这三种蛋白组分均具有抗肿瘤活性。
其中,氯化钠洗脱部分的浓度为0.025~0.1mg/ml时对人肝癌细胞Bel-7402的生长抑制率为27.79%~47.88%[1]。
抗肿瘤药物研究及新药筛选

抗肿瘤药物研究及新药筛选提纲一、化疗药物的发展二、肿瘤的药物治疗三、抗肿瘤药物筛选及评价四、体外抗肿瘤活性试验五、体内抗肿瘤活性试验一、化疗药物的发展•近代肿瘤化疗学始于20世纪40年代。
• 50年代通过动物筛选化疗药物发现了5FU、MTX、CTX等,化疗学有了发展。
• 60年代认识到肿瘤细胞动力学及化疗药药代动力学的重要性。
大部分目前所用的抗癌药已发现,有急淋、HD、睾丸癌等可化疗治愈。
• 70年代形成肿瘤内科学,更多肿瘤有了比较成熟的化疗方案。
• 80年代研究以生物反应修饰剂等药物来提高化疗疗效,探索抗药性产生的原因,5%肿瘤患者可治愈。
• 90年代新抗癌药进入临床,多药耐药基因发现,生物治疗,基因治疗辅助治疗改善等,疗效进一步提高。
二、肿瘤的药物治疗1、细胞毒类抗肿瘤药a、拓扑异构酶抑制剂原理:真核细胞DNA拓扑异构酶Ⅰ(Topo Ⅰ)是生物体内及其重要的细胞核内酶,参与DNA复制、转录和修复等所有关键的核内过程。
DNA拓扑异构酶Ⅰ已成为重要的抗肿瘤药物研究新靶点。
拓扑异构酶Ⅰ抑制剂已成为高选择性抗肿瘤药物研究的一个主攻方向。
代表药物:喜树碱类化合物对S期的毒性作用,这一作用需共价TopoI-DNA复合物的形成和DNA复制。
TopoI抑制剂诱导的细胞凋亡而非DNA断裂是引起细胞最终死亡的原因。
b、胸苷酸合成酶抑制剂原理:胸苷酸合成酶(TS)把单磷酸脱氧尿嘧啶(DUMP)转换成单磷酸胸腺嘧啶(TMP),在DNA复制和细胞生长过程中起着关键作用。
是已知抗肿瘤药物的重要有效靶点之一。
胸苷酸合成酶抑制剂导致了DNA断裂从而导致细胞死亡。
代表药物:培美曲塞它是一种结构上含有核心为吡咯嘧啶基团的抗叶酸制剂,通过破坏细胞内叶酸依赖性的正常代谢过程,抑制细胞复制,从而抑制肿瘤的生长。
体外研究显示,培美曲塞能够抑制胸苷酸合成酶、二氢叶酸还原酶和甘氨酰核苷酸甲酰转移酶活性,这些酶都是合成叶酸所必需的酶。
一旦培美曲塞进入细胞内,它就在叶酰多谷氨合成酶的作用下转化为多谷氨酸的形式。
谈靶向肿瘤干细胞天然药物的研究进展

谈靶向肿瘤干细胞天然药物的研究进展肿瘤干细胞(cancer stem cell,CSC)是肿瘤组织中存在的极小部分细胞,通常处于静止状态,当受到细胞因子等影响时会导致肿瘤的发生、转移和复发,这均源于CSC 拥有很强的自我更新及增殖分化的能力。
关于CSC 的来源目前仍存在诸多争议,然而科学家们已相继在多种肿瘤组织中分离得到CSC,比如乳腺、肝脏、结肠、大脑、头颈、胰腺、卵巢及白血病等。
随着手术、化疗、放疗等多种有效疗法的应用,以及疾病的早期筛查,癌症患者的存活率虽有所提高,但仍有50%的患者会遭遇病情复发,而化疗药物的应用也会极大程度地富集CSC。
因此更多的学者认为彻底治愈肿瘤的有效疗法除针对肿瘤组织中的大部分肿瘤细胞, 更重要的是靶向其中的肿瘤干细胞,由此引发靶向干细胞的药物研究成为肿瘤研究领域的热点。
研究发现许多中药、天然药物的有效成分对CSC 有明显的作用,能有效提高CSC 的化疗敏感性,靶向肿瘤发生等过程的分子信号通路,为肿瘤的药物治疗提供了新的途径。
本文对近年来靶向肿瘤干细胞的中药及天然药物进行了总结与分析。
1 小白菊内酯(parthenolide,PTL)由菊科植物艾菊中分离纯化出的倍半萜内酯化合物PTL 能够成为最近的研究热点,得益于其抗肿瘤活性、DNA 抑制及促使肿瘤细胞对抗癌药物产生致敏能力等作用。
作为核转录因子-B(nuclear factor-B,NF-B)的有效抑制剂,PTL 已被证实可诱导人急性髓细胞性白血病(acute myelocytic leukemia,AML) 干细胞的凋亡并对正常血液细胞无任何损伤效应, 是治疗白血病的潜在药物。
研究发现,PTL能够靶向抑制鼻咽癌侧群细胞并下调增强CSC 特性的环氧酶(cyclooxygenase-2,COX-2), 通过抑制B 抑制因子(inhibitor B,IB)激酶复合体(IB kinase,IKK) 的磷酸化作用和IB 的降解来发挥抗肿瘤干细胞样细胞的作用。
抗肿瘤药的研究进展

抗肿瘤药的研究进展癌症是一种严重危害人类健康的疾病,不断寻找和研发高效安全的抗肿瘤药物一直是科学家和医学界共同的追求。
近年来,随着科学技术的不断进步和认识的不断深化,抗肿瘤药物的研究也取得了显著的进展。
本文将从分子靶向治疗、免疫治疗和基因治疗等方面介绍抗肿瘤药物的最新研究进展。
首先,分子靶向治疗是当今抗肿瘤药物研究的一个重要方向。
分子靶向治疗是根据肿瘤细胞的特异性变化,选择性作用于癌细胞的靶点,从而阻断癌细胞的生长和扩散。
其中,激酶抑制剂是一种重要的分子靶向抗肿瘤药物。
目前,在多种肿瘤治疗中都取得了初步的成功,例如,肺癌患者可以通过使用表皮生长因子受体(EGFR)的抑制剂奥希替尼(Osimertinib)来延缓疾病的进展;乳腺癌患者可以通过抑制人表皮生长因子受体2(HER2)的抗体药物赫赛汀(Trastuzumab)来延长生存期;肝癌患者可以通过使用血管内皮生长因子受体(VEGFR)的抑制剂索拉非尼(Sorafenib)来降低血管生成;等等。
其次,免疫治疗是针对肿瘤的另一种重要策略。
免疫治疗试图激活或增强机体免疫系统,使其能够主动识别并杀灭癌细胞。
免疫检查点抑制剂是一类最新的免疫治疗药物,其中最著名的是PD-1和PD-L1抑制剂。
通过抑制PD-1和PD-L1蛋白的相互作用,免疫检查点抑制剂能够恢复机体免疫系统对癌细胞的监视和杀伤作用。
此外,CAR-T细胞疗法也是一种重要的免疫治疗方法。
CAR-T细胞疗法通过改造患者自身的T细胞,使其具备识别和杀伤癌细胞的能力。
目前,CAR-T细胞疗法已经成功用于治疗部分血液系统肿瘤,如急性淋巴细胞白血病。
总之,抗肿瘤药物的研究进展非常迅速,分子靶向治疗、免疫治疗和基因治疗等新兴领域的取得重大突破为癌症患者提供了更多的治疗选择。
随着对肿瘤发生机制的深入研究和技术的不断进步,相信在不久的将来,抗肿瘤药物在临床应用中将取得更加显著的成果。
中药抗肿瘤转移药物的研究进展

中药抗肿瘤转移药物的研究进展中药作为中医药的重要组成部分,在肿瘤治疗中具有独特的优势和潜力。
本研究旨在探索中药抗肿瘤转移药物的研究进展,包括研究方法、实验设计、数据采集和分析等,为解决实际问题提供有价值的参考。
一、研究方法1. 中药筛选方法:通过现有文献进行归纳总结,收集中药对肿瘤转移具有一定抑制作用的药物,并进行初步筛选。
2. 细胞培养:采用人肺癌细胞株A549作为实验细胞,细胞培养于含有10%胎牛血清的DMEM培养基中,并在37℃、5% CO2微量环境下培养。
3. 药物处理:选择具有潜在抗肿瘤转移作用的中药浓缩液,按照一定的浓度梯度进行处理。
4. 细胞增殖抑制率测定:采用MTT法或细胞计数法,测定不同浓度的中药浓缩液对细胞增殖的抑制率。
5. 细胞迁移实验:采用Transwell孔板,将不同浓度的中药浓缩液处理后的细胞悬液加入上室,下室加入培养基,并进行培养。
经过一定时间后,计算细胞迁移距离来评估中药对肿瘤细胞迁移的抑制作用。
二、实验设计1. 分组设计:将实验分为阴性对照组、中药处理组和阳性对照组三组,中药处理组按一定浓度梯度划分。
2. 数据重复性:每组实验设置3-5个平行样本,数据重复3次,取平均值作为实验结果。
3. 对照组选择:阴性对照组采用无中药处理的细胞培养液,阳性对照组采用常用抗肿瘤转移药物。
三、数据采集和分析1. 细胞增殖抑制率:采用MTT法或细胞计数法测定各组细胞的增殖抑制率,并计算平均值和标准差,使用t检验进行统计学分析。
2. 细胞迁移距离:测量细胞迁移距离,计算平均值和标准差,使用方差分析进行相关分析。
3. 数据分析:对于显著性差异采用方差分析,统计学意义水平设为P<0.05。
对于不同中药浓度的处理组,采用曲线拟合方法进行半数抑制浓度(IC50)的计算。
四、创新和发展1. 结合网络药理学方法,将已有研究成果与基因组学、蛋白质组学等多个层面的数据进行整合分析,鉴定中药抗肿瘤转移药物的靶点及其机制。
抗肿瘤药的研究进展

抗肿瘤药的研究进展抗肿瘤药物是用于治疗癌症的药物,旨在杀死或抑制癌细胞的生长和扩散。
随着医学研究的不断进步,抗肿瘤药物的研究也取得了很大的突破和进展。
本文将探讨一些重要的抗肿瘤药物和相关研究进展。
一、化疗药物化疗药物是目前治疗癌症最常用的药物之一、近年来,许多新型的化疗药物在肿瘤治疗中取得了显著的研究进展。
1.免疫检查点抑制剂免疫检查点抑制剂是目前抗肿瘤药物研究的一个热点。
它们通过阻断癌细胞抑制免疫细胞的信号通路,激活和增强免疫系统对肿瘤的攻击能力。
免疫检查点抑制剂已在多种恶性肿瘤治疗中取得了显著的疗效,如黑色素瘤、非小细胞肺癌等。
2.靶向治疗药物靶向治疗药物是根据癌细胞表面的特定蛋白质或突变基因设计的药物,能够选择性地抑制癌细胞的生长和扩散。
例如,BRAF抑制剂在治疗患有BRAF突变阳性黑色素瘤的患者中取得了显著的疗效。
二、免疫疗法免疫疗法是一种新兴的癌症治疗方法,它利用机体自身的免疫系统来攻击肿瘤。
以下是一些免疫疗法的研究进展:1.CAR-T细胞疗法CAR-T细胞疗法是一种通过提取和改造患者自身的T细胞,使其携带能够识别和攻击癌细胞的受体,并再次注入患者体内的疗法。
CAR-T细胞疗法在治疗血液肿瘤方面取得了重大突破,如急性淋巴细胞白血病和多发性骨髓瘤。
2.病毒疗法病毒疗法是利用改造后的病毒来攻击和杀死肿瘤细胞。
研究人员在此领域取得了一些令人鼓舞的研究进展,例如通过改造腺病毒来攻击癌细胞,或使用病毒来增强免疫系统对肿瘤的反应性。
三、干细胞疗法干细胞疗法是指利用干细胞治疗癌症的方法。
干细胞具有自我更新和多向分化的潜力,可以分化为多种功能细胞,包括肿瘤起源的细胞。
研究人员正在探索使用干细胞作为药物递送系统,将药物直接输送到肿瘤内以发挥治疗作用。
四、药物联用疗法药物联用疗法是一种将两种或多种药物联合使用的治疗方法,旨在增强疗效和减少副作用。
越来越多的研究表明,联合用药可以增加抗肿瘤药物的疗效。
例如,联用化疗药物和免疫治疗药物,可以实现协同作用,提高治疗效果。
抗肿瘤药物筛选及临床实验
抗肿瘤药物筛选及临床实验责任编辑:luanchaojibing,作者:佚名文章来源:本站原创点击数:更新时间:2005-10-24 14:54:02(—)抗肿瘤药物的筛选1.体内筛选方法体内筛选方法是药物应用于有移植性肿瘤的动物进行实验的方法。
肿瘤模型是进行药物筛选的先决条件。
一个理想的用于药物筛选的肿瘤模型应具备的条件是:①对临床疗效有预告性;②快速、经济;③指标明确、客观;④重现性好,结果可信赖。
常用于鼠类,近年来在体内试验方面,裸鼠被广泛应用于抗肿瘤药物的筛选,目前已成功地将官颈癌、卵巢癌、乳腺癌、结肠癌、肺癌等10余种人体肿瘤移植于裸鼠,国内已成功地建立了卵巢癌裸鼠皮下移植瘤和腹水瘤模型,并已用于科研和临床。
在体内试验方面需注意:①给药途径。
因腹腔给药假阳性较多见,因此要筛选一种药物是否对一种移植肿瘤确实有效,需应用两种以上不同的给药途径,并且三次实验结果均显示标准抗癌活性时才能判定有效。
②在每一种给药途径中,还需观察不同剂量的抗肿瘤活性,以揭示有效抗肿瘤药物的量效关系。
2.体外筛选方法因体内筛选需要的技术条件高,故大批筛选或粗选时多采用体外筛选。
(1)人肿瘤集落形成法:该方法是将单细胞悬液,接种到含软琼脂的培养基中,培养一定时间后一部分肿瘤细胞能够在琼脂中生长,形成集落。
通过药物处理组和对照组的细胞集落生成数量比较,可作为肿瘤化疗的药物敏感试验。
每次可用多个平面筛选8一10种药物,以找出对肿瘤细胞最敏感的药物。
此法快速、经济、选择性高,而且结果可靠,故在临床用药选择和抗肿瘤药物开发上将得到广泛应用。
该方法缺点是活肿瘤组织单细胞悬液的制备比较困难,并且集落形成的成功率不够高,故在方法学上需待完善。
ALberts等以此法指导69例复发转移卵巢癌的治疗,结果临床有效率为54%;经验治疗组的有效率为20%;而以。
HCTA中抗药的药物治疗的有效率为8%。
(2)三磷酸腺苷生物发光法(ATP法):其基本原理是ATP为细胞内能量的基本来源,其浓度与活细胞量有关。
植物中天然化合物的抗肿瘤作用研究
植物中天然化合物的抗肿瘤作用研究植物中的天然化合物一直是医学研究的重要方向,尤其是其抗肿瘤作用备受科学家们的关注。
从古代中药治疗肿瘤的经验来看,植物中天然化合物确实具有很高的药理活性,能够有效地抑制肿瘤细胞的生长和扩散,对于预防和治疗肿瘤疾病具有重要的意义。
一、植物中的天然化合物抗肿瘤作用机制许多研究表明,植物中的天然化合物能够通过多种途径对肿瘤细胞发挥抑制作用,主要包括:1. 抑制肿瘤细胞的增殖和分裂如紫锥菊中的芝麻酚,能够抑制癌细胞的增殖,使癌细胞停滞在G0/G1期,从而防止细胞分裂;海南青蒿中的青蒿素,则能够诱导肿瘤细胞自噬,阻止肿瘤细胞的增殖和扩散。
2. 诱导肿瘤细胞凋亡天然化合物中的黄酮类化合物、生物碱类化合物等能够通过诱导肿瘤细胞凋亡而发挥抗肿瘤作用。
如金银花中含有的鲜叶酸、阴地莲中的地丹酚等。
3. 抑制肿瘤血管生成肿瘤细胞需要血管提供养分和供氧,如果能够抑制肿瘤血管生成,就能够阻止肿瘤细胞的生长和扩散。
如姜黄中的花杉酮、中药川贝母中的贝母皂苷等。
二、植物中天然化合物抗肿瘤作用的研究进展1. 黄芪中的黄酮类化合物黄芪是常见的中草药,其中含有丰富的黄酮类化合物,如芦丁、黄岑素、芹菜素等,这些成分具有明显的抗肿瘤作用。
研究表明,黄芪提取物能够抑制人肺癌、结肠癌等肿瘤细胞的生长和扩散,且能够增强放疗和化疗的疗效。
其中,芹菜素具有特别强的抗肿瘤活性,能够抑制肺癌、肝癌等多种癌细胞的生长和扩散。
2. 青蒿素青蒿素是从中草药青蒿中提取的一种化合物,具有广谱的抗肿瘤活性。
研究表明,青蒿素能够诱导肿瘤细胞凋亡,抑制肿瘤细胞的增殖和扩散,同时对于放疗和化疗的增强效果也有很大的帮助。
此外,青蒿素还能够抑制肿瘤血管生成,阻止肿瘤细胞的供氧供养。
3. 白藜芦醇白藜芦醇是从葡萄皮中提取的一种天然化合物,具有很强的抗氧化和抗炎作用,近年来也被发现具有很强的抗肿瘤作用。
研究表明,白藜芦醇能够抑制多种肿瘤细胞的增殖和扩散,主要通过调节细胞周期、诱导凋亡、抑制肿瘤血管生成等多种途径对肿瘤细胞进行抑制。
天然抗肿瘤药物的研究进展
天然抗肿瘤药物的研究进展
罗艳萍;修连喜
【期刊名称】《黑龙江医药》
【年(卷),期】2011(024)003
【摘要】在天然抗肿瘤药物方面,医药专家从植物学、植物化学、药效学到毒理学等方面做了大量研究,本文就一些天然药物抗肿瘤的新研究进展作一综述.
【总页数】4页(P377-380)
【作者】罗艳萍;修连喜
【作者单位】福建省龙岩人民医院;福建省龙岩市第二医院,364000
【正文语种】中文
【中图分类】R282.2;R979.1
【相关文献】
1.我国天然抗肿瘤药物的研究进展 [J], 单厚昌;马伟光;高中祖
2.天然抗肿瘤药物筛选方法的研究进展 [J], 顾琳娜;顾昊
3.几种天然植物中抗肿瘤药物的研究进展 [J], 范良华;陈海峰;陈思静
4.作用于蛋白酪氨酸激酶的天然抗肿瘤药物研究进展 [J], 王筱婧;徐江平
5.天然抗肿瘤药物筛选方法研究进展 [J], 王君明;崔瑛
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天然药物抗肿瘤作用的研究进展
天然药物抗肿瘤作用的研究进展肿瘤是导致人们死亡的主要原因之一。
不同类型的癌症具有不同的发病机制,现代医学疗法主要采用不同的方式来抑制肿瘤的生长和扩散。
然而,由于治疗方案的副作用和治疗耐药性等问题,西药治疗的效果有限。
因此,目前许多研究者正寻找安全、有效的天然药物来治疗癌症。
天然药物是从天然物中提取出来的化合物,它们具有对人体有益的抗氧化和抗炎作用。
这些化合物被认为可以抑制肿瘤细胞的生长和发生。
在本文中,我们将介绍一些天然药物的研究进展,包括发现它们在抗肿瘤中的作用及其与癌症的相关机制。
水解质子泵抑制剂水解质子泵抑制剂 (proton pump inhibitors, PPIs) 是一种常用的治疗胃酸相关疾病的药物。
然而,一些研究表明, PPIs 可以抑制肿瘤细胞的生长和扩散。
一项通过对人结肠癌细胞的体外实验发现,PPIs 可以通过增加细胞凋亡和细胞周期阻断的方式抑制肿瘤细胞的生长。
此外,PPIs 还可以抑制癌症的血管生成,从而阻断癌细胞的营养供应。
白藜芦醇白藜芦醇 (resveratrol) 是一种天然的多酚类化合物,广泛存在于许多植物中。
它被认为具有多种抗氧化、抗炎和抗癌作用。
它可以通过多种途径抑制癌细胞的生长和扩散。
研究表明,白藜芦醇可以通过调节多种信号通路来抑制癌细胞的生长,如epidermal growth factor receptor (EGFR)、NF-κB 和 notch 信号通路。
此外,白藜芦醇还可以通过调节 miRNA 的表达,抑制肿瘤细胞的增殖。
乳酸菌乳酸菌是一类常见的微生物,它们在发酵食品和饮品过程中起着重要作用。
乳酸菌通过改变肠道菌群的组成和代谢物的生成来增强免疫系统功能。
近年来,乳酸菌被发现可以抑制肿瘤细胞的生长和扩散。
乳酸菌可以抑制肝癌、结肠癌和乳腺癌细胞的生长。
它可以通过增加免疫功能和抑制未老化的细胞的生长来防止癌细胞的形成。
沙参沙参 (Adenophora tetraphylla) 是一种传统中药,它被广泛用于肝癌和结肠癌的治疗。
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天然抗肿瘤药物筛选方法的研究进展前言肿瘤是严重威胁人类生命的常见病、多发病,其死亡率仅次于心血管疾病而列居第二,并且其发病率还在持续上升[1]。
目前,临床上常用的化疗药物有40余种,在肿瘤治疗中发挥着重要作用,但也面临着严峻挑战,如许多实体瘤尚无有效的药物,肿瘤的抗药性及抗癌药物严重的毒副反应等问题。
因此,寻找和开发新的高效、低毒的抗肿瘤药物是医学界重要的研究课题[2]。
大量的研究工作表明,天然产物来源的抗肿瘤药物毒副作用小,并且从天然产物中筛选抗肿瘤药物的概率比合成药高得多, 由于天然药物具有这些化学合成药无法比拟的优越性,因此越来越受到人们的青睐[1]。
但是如何从数目庞大的天然产物中高效地筛选出具有抗肿瘤活性的分子, 是目前药物研发亟待解决的问题之一[3]。
随着分子生物学和分子肿瘤学的发展,抗肿瘤药物筛选方法经过了多次修改。
笔者对近年来几种常见的抗肿瘤天然药物的筛选方法综述如下。
1.细胞水平筛选抗肿瘤药物采用针对疾病的筛选方法,选取代表各种常见实体瘤的人类肿瘤细胞株,以培养细胞为实验模型,检测天然药物及其提取物或单体的体外抗肿瘤作用。
体外实验作为初筛,关键在于测定肿瘤细胞的活力,最常用也是比较快的两种方法是:第一种代谢测定法,细胞还原MTT或XTT产生一种衍生物,其颜色强度与活细胞数成正比,且可用自动分光光度计连续记数;第二种方法是应用蛋白染料sulforhodamine B,颜色强度也与活细胞数成正比[4]。
细胞水平的药物筛选模型具有材料用量少、耗时短、成本低和大规模筛选等优点,但容易出现假阳性结果,并且不能判断药物的组织特异性[5]。
2.基于肿瘤的产生机理筛选抗肿瘤药物肿瘤(癌症)并不是一种疾病,而是临床病理表现不同、预后各不相同的多种疾病的组合,其病因及发病机制极为复杂,肿瘤的发生是一个多因素、多基因突变、多步骤、长时间逐渐演化的过程[6]。
现代肿瘤分子生物学的发展使肿瘤发病机理正在逐步阐明,针对机理的抗肿瘤活性成分筛选趋势已形成。
2.1诱导细胞凋亡细胞凋亡是细胞在一定生理和病理条件下,由基因调控的主动有序的自我消亡过程。
肿瘤与细胞凋亡具有非常密切的关系。
细胞在各种因素作用下,以“凋亡”的形式清除老化的或已受损的细胞时,由于某种因素抑制或破坏了细胞凋亡机制,致使细胞凋亡发生障碍,继而导致细胞继续生存和不断生长,最终演变为肿瘤。
许多天然产物就是通过一种或者几种不同机制来干扰肿瘤细胞生长、代谢、增殖等过程,最终触发肿瘤细胞发生凋亡,从而达到治疗肿瘤的目的[7]。
2.1.1阻滞肿瘤细胞增殖周期诱导凋亡细胞周期分为G1 期(DNA 合成前期) 、S 期(DNA 合成期) 、G2 期(DNA 合成后期) 和M期(有丝分裂期)。
此外细胞在完成分裂后有一个G0期(相对静止期),此期决定细胞是再进入G1期继续分裂还是不再分裂而保持静息或进行分化[8]。
细胞周期调控的异常是肿瘤产生的一种内因。
细胞周期的进展需要大量的胞内外信号的配合,如果缺少适当的信号,细胞将不能从一个阶段转向下一个阶段,这个点称为检定点,这种现象称为周期阻滞,其可诱导细胞发生凋亡[9]。
传统中药苦参的主要成分苦参碱(1)具有抗炎、抗病毒、抗纤维化等多种药理作用,近年研究发现苦参碱还具有抗肿瘤作用,其对人肝癌细胞BEL-7402,IC50为1g/L。
金艳书[10]等发现,苦参碱可将人肝癌细胞周期阻滞在G0/G1期,诱导人肝癌细胞发生凋亡,从而发挥其抗肝癌作用。
从金丝马尾连提取的生物碱碱甲hemanzine(2)在体外对各种癌细胞有明显的抑制作用,其IC50 在0.5-1μg/L 之间,可阻断G1期细胞向S 期过渡, 其杀细胞作用有细胞周期特异性。
槲皮素(3)近年来也被发现具有细胞周期抑制作用。
刘丽娟[11]等发现槲皮素能抑制白血病肿瘤细胞HL-60的生长,IC50为10 mmol/L。
它能将细胞周期阻断在G2/M 期,并且这种阻断作用可以随着从培养基中移去槲皮素而发生逆转。
崔燎[12]等人从凤尾蕨科植物半边旗(Pterissemipinnata) 中得到新化合物F-A(4),用其对HL-60和K562细胞作用24 h后,对两细胞株的IC50值分别为7. 6 mg/L和9. 1 mg /L,进一步研究发现该化合物有G2/ M 期阻滞作用。
(1)(2)(3)(4)2.1.2抑制拓扑异构酶的活性DNA 拓扑异构酶是一种调节DNA 空间构型的重要核酶,与DNA 的复制、转录、重组等密切相关,根据其断裂DNA 单、双链的不同,又分为TOPOⅠ和Ⅱ。
由于DNA 的超螺旋程度影响着机体的活动,而拓扑异构酶的作用正是调控DNA 的空间构型,于是DNA 拓扑异构酶顺理成章的成为抗肿瘤药物作用的重要靶点[13]。
研究表明,许多天然产物正是以拓扑异构酶为作用靶点,通过影响拓扑酶的活性,干扰DNA复制及基因的表达进而发挥抗肿瘤作用。
Itoh[14]等对从印度萝芙木(Rauwolfia serpentina Benth)中分离得到的27个化合物进行了TopoⅠ和Ⅱ抑制活性研究,测试结果显示,化合物(5)具有明显的TopoⅠ和Ⅱ抑制活性,并且对人白血病细胞株HL-60也具有较强的抑制作用,IC50为67μmol/L。
Clericuzio[15]等对Leucopaxillus gentianeus的提取物进行Topo Ⅰ抑制活性测试,研究发现7个类似葫芦素的化合物均有活性,这些葫芦素类似物具有很强的活性,其中化合物(6)对NCI-H460肿瘤细胞的活性更是达到了0.011mg/L 与拓扑替康( topotecan) 相当。
从Amphimedon海绵中分离得到的pyridoacridine类化合物(7)具有抑制TopoⅠ和Ⅱ的活性,并可以选择性稳定DNA-拓扑异构酶Ⅰ可裂解复合物。
在体外该化合物对多种肿瘤细胞株生长有明显抑制作用,其中对黑色素瘤细胞株SK-mel-5的活性最强,IC50为130 nmol/L[16]。
有文献报道,从云南省真菌-地花菌( Albatrellus confluens) 中提取分离到的Albaconol(8)对多种肿瘤细胞生长的平均IC50值在 1.04~2.42μg/ ml 之间,且能明显抑制小鼠肝癌H22和小鼠肉瘤S180的生长。
刘明华[13]等后来研究发现Albaconol 的细胞毒活性与其抑制TOPOⅡ的活性有关。
(5)(6)(7)(8)2.1.3抑制端粒酶活性端粒酶是位于细胞核内的一种逆转录酶,由hTR (端粒酶RNA)、hTP1 (端粒酶相关蛋白1)和hTERT (端粒酶逆转录酶)三部分构成[17]。
端粒酶在肿瘤发生、发展过程中起重要作用,因为它能阻止端粒随细胞分裂而缩短,使细胞绕过衰老而成为永生化细胞,导致人类肿瘤的发生。
由此端粒酶成为开发新的抗肿瘤药的一个具有吸引力的靶点。
从土壤放线菌中分离出来的雷帕霉素(9)具有很强的免疫抑制作用,细胞毒试验结果显示雷帕霉素抗宫颈癌细胞的IC50<50nM。
Victoria L[18]等研究发现雷帕霉素能通过抑制hTERT的mRNA转录和阻滞G1细胞循环这两种途径来抑制肿瘤的生长。
一直以来作为拓扑异构酶Ⅰ抑制剂的化疗药喜树碱(10),被发现对HaCaT 细胞端粒酶活性的抑制作用先于细胞凋亡的发生,由此表明,喜树碱抗肿瘤作用机制还与抑制端粒酶活性有关[19]。
谢冰芬[20]等对来自天然产物的茶多酚进行了较为深入地研究,结果显示茶多酚对体外培养的人肺腺癌A549,IC50为35.76μg/ml。
其重要成分EGC(11)的抗肿瘤作用就是以端粒酶为靶点,抑制hTERT的mRNA表达。
我国中草药冬虫夏草(cordyceps sinensis) 的有效成分虫草素(12),有直接抗肿瘤功能,对Hep-G2等多种癌细胞有明显的抑制作用,一直以来作为DNA 延长链的终止剂。
随着研究的深入,后有文献报道虫草素也可导致肝癌细胞端粒酶活性下降,抑制抗凋亡基因的激活,促进细胞凋亡[21]。
(9)(10)(11)(12)2.1.4抑制微管蛋白活性几乎所有真核细胞的胞质中都有微管存在,它的组合和解体对于细胞的正常生理活动尤其是细胞分裂相当重要,对于这些过程的些许影响都将直接导致细胞分裂失常甚至是细胞凋亡。
由于肿瘤细胞比正常细胞分裂更快更频繁,因此其对药物作用于微管所带来的影响尤为敏感,这使得微管成为抗肿瘤药物作用的有效靶点之一[22]。
天然产物作用于微管有两种方式:促进微管聚合,抑制微管解聚,从而抑制细胞分裂;或是抑制微管聚合,使纺锤体不能形成,从而使细胞分裂停止在有丝分裂中期[23]。
自上个世纪90年代以来,来自天然产物的微管蛋白抑制剂引起了研究者的广泛兴趣,其中具有里程碑意义的是紫杉醇(Paclitaxel, Taxol)的发现。
紫杉醇(13)是从短叶紫杉中被发现并分离的,属于二萜类化合物,具有很强的抑制肿瘤细胞活性,IC50小于10 nmol/L(耐药细胞株系除外),研究表明紫杉醇可体外诱导微管蛋白在低温、不含GTP 或MAPs 条件下形成超稳定的微管结构,对Ca2+和低温的解聚作用有一定的抗性,因而有抗肿瘤增殖作用,目前已经作为抗肿瘤药应用于临床[24]。
从纤维堆囊粘菌Sorangiumcellulosum中分离出的大环内酯类化合物epothilones A 和B(14)有和紫杉醇类似的活性,能促进微管蛋白聚合并稳定微管,以非常低的浓度抑制肿瘤细胞的生长,对MDR细胞株CCRF-CEM/VBL100 的IC50分别为0.02 和0.002 mmol/L。
从箭根薯Taccap lantaginea Andr1中发现的甾体类化合物taccalonolide A(15),能抑制人卵巢癌细胞株SK-OV-3扩散,IC50为2.59 μmol/L,是能使微管增厚并形成异常的有丝分裂纺锤体的微管稳定剂[25]。
从南非海域海绵Hemias-terella minor中分离得到的hemiasterlinA.B(16)是细胞生长强效抑制剂,其人工合成类似物HYI2286对18种肿瘤细胞的平均IC50为0.1~2.1nmol/L,具有较好的抗肿瘤活性。
hemiasterlin的抗肿瘤机理与其诱导环状微管聚集物的形成、去极化以及微管不稳定有关[26]。
(13)(14)(15)(16)2.1.5抑制癌细胞DNA与RNA合成DNA和RNA是细胞繁殖和遗传的物质基础,起着遗传信息贮存、自我复制和控制蛋白质合成的重要作用[27]。
由于DNA和RNA是肿瘤细胞增殖的物质基础,所以它们可以作为抗肿瘤药物对肿瘤细胞的一个重要作用靶点,在常用的抗癌药中,有许多是通过嵌入DNA改变DNA的性质或者直接抑制DNA与RNA 合成,抑制肿瘤生长。