天然产物抗血管生成成分的研究进展

天然产物抗血管生成成分的研究进展 摘要：抗血管生成已成为恶性肿瘤治疗的重要途径，本文对近年来抑制血管生成的天然产物研究进行了归类，这些研究发现萜类、酚类、黄酮类、生物碱类和蒽醌类等天然产物有抑制血管生成的作用，并且揭示了其抑制血管生成的机理；天然产物不仅具有对抗肿瘤细胞增殖的作用，也具有明显抑制肿瘤血管生成，防迁移，防转移的作用，因而天然产物具有良好的医疗开发前景。 关键词：天然产物 血管生成 成分 进展

来源于自然界的天然产物是巨大的药物宝库，很多应用的临床药物是以天然产物做为先导药物研发的。从天然产物中寻找抗肿瘤药物一直受到药物研发的高度关注，近年来发现新血管生成是肿瘤细胞浸润增殖和转移过程中非常重要的病理过程，如果药物能够阻断肿瘤无序的新血管生成，那么阻断营养供应后的肿瘤细胞将保持休眠状态或发生退化，对延长患者生存期和改善症状都有明显的效果[1]，因而这种抑制血管生成的靶点药物成为了国际抗肿瘤新药研发的亮点，越来

越多的国内外研究发现天然产物中的组分不仅具有抗肿瘤细胞增殖的作用，也具有明显抑制肿瘤血管生成成分，研究发现部分中成药的抗肿瘤作用中就包含抑制血管生成的作用，对于天然产物抑制血管生成的研究在国内才刚刚开始，因而还有广阔的开发空间。 抑制血管生成的天然产物活性筛选有分子、细胞和组织等多种方法：可以选用分子水平的血管内皮生长因子（VEGF）、基质金属蛋白酶（MMP）等来做大规模的筛选；也可以选用细胞水平的筛选验并证其活性：常用血管内皮细胞和牛主动脉内皮细胞（VEC)；抑制血管生成的在体动物模型目前有鸡胚尿囊膜模型、基质凝胶模型、鼠耳模型、啮齿类动物角膜微囊模型、斑马鱼模型等。我们对多年来抑制新血管生成的天然产物的文献进行归类，希望能够借鉴国内外的试验方法和研究思路，对有目的发掘抗血管生成的中药材活性成分有指导和借鉴意义。 1. 萜类 紫杉醇(paclitaxel)是1971年由Wani等首先从短叶红豆杉中提取分离活性单体，具有很好的抗肿瘤活性，其多种衍生物广泛应用于乳腺癌、肺癌、卵巢癌及食道癌等恶性肿瘤的中晚期治疗。Belotti[2]首先报道了紫杉醇抑制血管生成的作用，并且这种机理与细胞毒作用途径不同；实验发现紫杉醇20～28 mg·kg -1时可显著抑制人脐内皮细胞（HUVEC）的迁移。Holtz[3]的研究表明紫杉醇是一种低毒性、低剂量就可抑制肿瘤细胞增生的药物，起作用途径与抑制VEGF-a受体有关；随后wang的研究[4]发现紫杉醇每日紫杉醇5mg·kg -1注射3周可显著性抑制鼠黑色素瘤肺转移，对黑色素组织血管生成有抑制作用，其作用机理可能是降低VEGF的数量和上皮钙粘附蛋白(E-cadherin)表达，同时对肺转移肿瘤细胞基因nm23 mRNA有抑制作用； 熊果酸（Ursolic acid）又名乌索酸，是广泛存在于天然植物中的一种三萜类化合物，目前发现至少在63种植物中存在。熊果酸具有广泛的生物效应，抗菌、保肝护肝、有抗致癌、抗促癌等作用。现代研究发现熊果酸对乳腺癌细胞，黑色素瘤细胞，肝癌细胞，前列腺癌细胞的具有诱导凋亡的作用[5～7]。王洁军[8]的研究显示熊果酸质量浓度为62.5～500μg·ml-1时,对VEC呈剂量依赖性抑制;浓度为125μg·ml-1时,对VEC迁移及小管形成均有抑制作用;浓度为500μg·ml-1时,对VEC迁移及小管形成均有较强的抑制作用。Shishir[9]的研究则表明熊果酸抑制血管生成的作用与抑制核因子依赖的受体基因表达有关。 雷公藤是卫矛科雷公藤属植物，传统中医应用主要用于解毒散结、活血化瘀、抗风湿。现代的研究发现其有明显的抗肿瘤作用，其中雷公藤甲素（Triptolide.TP)

是从雷公藤中分离到的二萜化合物，文献报道雷公藤甲素具有广谱肿瘤抑制作用，其中抑制血管生成就是其作用之一。He[10]的研究发现TP的抑制血管生成的作用很明显，在每天0.75mg·kg-1可显著抑制鼠移植瘤的血管生成，其作用与雷公藤调低VEGF-2受体的表达，部分抑制血管生成素Tie2受体的表达。Hu[11]报道雷公藤甲素抑制血管生成与抑制激活蛋白(AP-1)的形成,从而抑制VEGF在内皮细胞中的合成和分泌,同时抑制原癌基因c-jun/c-fos mRNA 在内皮细胞中的表达。 2. 酚类 目前有较多天然产物中酚类具有抑制血管生成的报道。姜黄素（curcumin）是从中药姜黄（curcuma longa.L）中提取的一种酚性色素，具有显著的抗肿瘤作用。姜黄素具有抗肿瘤、抗炎、降血脂保肝等药理活性。Arbiser [12]等人的研究表明：姜黄素具有抑制碱性磷酸酶引起的大鼠角膜血管增生的作用，同时对于巴豆酯刺激引起的VEGF mRNA表达有下调的作用。Singh[13]发现25µm·ml-1的姜黄素对HUVEC细胞的黏附、增殖并无影响，相对于未用姜黄素处理的对照组，姜黄素组对于血管纤维长度的形成显示出较强的对抗作用，与对照组比较具有显著性的差异，并且这种抑制作用具有剂量和时间依赖性;而其作用机制可能与细胞内72Kda蛋白酶的RNA转录作用被抑制有关。通过体外SVR活性测定,姜黄素的芳香醇和芳香二醇类似物显示具有抗血管生成的能力[14]。 和厚朴酚(Honokiol)为木兰科植物厚朴中分离的连苯二酚类化合物,中医传统应用认为厚朴行气，燥湿，消积，平喘。现代研究发现它具有多种药理作用,包括抗菌、抗炎、抗心律失常、抗癫痫、抗血小板、抑制肌肉收缩，近些年发现厚朴的成分中有抑制血管生成的作用。Xianhe等[15]报道,在体外和厚朴酚在30μg·ml-1时即可明显抑制内皮细胞增殖,使用10μg·ml-1和厚朴酚处理48小时的神经肉瘤SVR明显显示出细胞凋亡的迹象；对其作用机理的研究发现在30μg·ml-1以上可以抑制Akt的磷酸化,在40μg·ml-1下抑制p44/42 MAPK信号通路和c-Src,优先抑制PI-3激酶信号通路,使得内皮细胞的生长、增殖、分化都无法达成。 绿茶多酚是绿茶中的主要活性物质,绿茶多酚具有很广泛的生物活性：很强的抗氧化的作用，从而能抗突变、抗癌、降脂血、提高免疫力等；其主要活性成分包括儿茶素、黄烷双醇、类黄酮醇和酚酸;其中儿茶素约占70%,其中儿茶素没食子酸酯(Epigallocatecin gallate,EGCG)为其主要抑制血管生成的成分。Garbisa[16]研究表明绿茶抗肿瘤作用主要是因为绿茶中的EGCG起到抗肿瘤抑制血管生成的作用，其作用途径是通过调高抑制金属蛋白因子MMP-1和MMP-2达到的。Singh[17]的研究证实了EGCG对人脐内皮细胞的迁移、增殖有显著性抑制作用，这种作用是通过抑制基质金属蛋白的途径。Masuda[18]发现EGCG对头颈部等鳞状上皮癌的抑制作用,这种作用是通过和MMP关系密切的目的转录信号转导子与激活子3（Signal transducers and activators of transcription 3, Stat3）通路和核因子kappa B（NF-kappa B）有关，因而认为EGCG对鳞状上皮癌的抗癌效果是抗肿瘤增殖和抑制血管生成的双重作用的结果。 3. 黄酮类 藤黄酸（Gambogic acid）系由藤黄科植物藤黄的干燥分泌物提取的主要活性成分。祖国医学认为藤黄具有活血化瘀、外科用药，近年来运用藤黄及其提取物作为抗肿瘤药物取得了有益的尝试，其中藤黄酸的抑制血管生成作用就是其抗肿瘤作用的药理作用之一。Yi[19]的研究发现：10nM藤黄酸可明显抑制体外人脐内皮细胞的迁移，40nM时可显著限制内皮细胞的侵袭，预处理12～16小时的50nM的藤黄酸可显著性抑制matrigel血管结构形成；而研究表明[20]，藤黄酸抑制内皮细胞增值的作用要优于对前列腺肿瘤细胞（PC3），这种抑制血管生成的作用不仅与c-src和粘着斑激酶（FAK）的磷酸化作用被弱化有关，并且与抑制VEGF-2受体信号通路有关。 黄芩黄素(baicalein),是提取自黄芩的一种黄酮类化合物,具有抗炎、抗过敏和抗氧化作用[21]。Liu[22]等的研究显示,黄芩黄素在体外的多种癌细胞中具有抗癌活性，当黄芩黄素作用在鸡尿囊绒膜(CAM) 时,可诱发血管生成反应剂量依赖的显著减少。黄芩黄素作用于HUVEC显示,MMP-2的活性呈剂量依赖性的减低。张黎[23]的研究表明不同浓度(0.1～100μmol·L-1)的黄芩黄素能够抑制人脐静脉血管内皮细胞形成、人血管内皮细胞的增生和迁移；30μmol·L-1黄芩黄素可抑制胰岛素样生长因子（bFGF）诱导的兔角膜新血管生成。 4. 生物碱类 靛玉红是（indirubin）是从中药材大青叶提取出的生物碱。有抗癌作用，临床应用主要治疗慢性粒细胞白血病。夏小艳[24]实验报道靛玉红在50 mg·L-1时能显著抑制斑马鱼体节间血管生长，抑制率达到38.4%。在鸡胚尿囊膜抑制实验中,靛玉红同样显示出较强的剂量依赖性抑制血管生成活性, 10μg/只的浓度抑制率达到51.43%,且剂量相关性良好。Sangkil等[25]研究发现靛玉红在对人乳腺癌及前列腺癌细胞株的作用主要通过抑制Src激酶阻断Stat3信号通路,诱使抗细胞程序性死亡的转录蛋白减少,引发癌细胞的程序性死亡，并且靛玉红抑制Src等激酶,还可在蛋白依赖ATP发挥作用时,竞争性拮抗ATP与蛋白质的结合,使粘附蛋白活性降低，无法形成有效血管腔。 5. 蒽醌类 大黄酸是从大黄、何首乌、虎杖等多种传统中药分离提纯出的蒽醌类单体，大黄酸的药理作用广泛，具有抗肿瘤、抗炎、抗菌及调节肾功能等作用。最新的研究进展发现大黄酸的抑制血管生成作用主要是通过HER-2 (human epidermal growth factor receptor 2)来发挥作用[26],HER-2是表皮生长因子受体家族中重要成员，研究表明大黄酸通过抑制表皮生长因子家族EGFR和HER-2的络氨酸激酶磷酸化，进而抑制RAS-RAF-MEK-ERK信号通路，抑制细胞增殖。