引言
肿瘤增殖、转移过程中必然伴随着新生血管的形成,多种信号分子参与肿瘤的血管新生过程,其中包括血管内皮生长因子(VEGF)及其受体(VEGFR)、血小板源性生长因子(PDGF)等。其中,VEGF 和 VEGFR 是目前发现的最重要的促血管新生的生长因子。VEGF 通过信号传导刺激血管内皮细胞的增殖与迁移,从而直接导致肿瘤血管生成并维持血管通透性,VEGF 在肿瘤发展的全过程中都有表达[2]。
另外,血小板衍生生长因子(PDGF)是由血小板、血管内皮细胞、平滑肌细胞、周细胞等产生的多肽生长因子,是成纤维细胞、平滑肌细胞、血管内皮细胞、神经胶质细胞等的强有丝分裂原和化学驱动剂。PDGF 家族目前发现有PDGF-A, B, C, D 共 4 个成员。PDGF 与其受体 PDGFR 结合后,协同其他生长因子,促进肿瘤血管新生、淋巴结生成和淋巴转移,促进细胞浸润。PDGF 主要在血管壁细胞表达,具有募集周细胞的作用。促进 PDGF/PDGFR 信号通路,可增加周细胞的募集,增加周细胞在血管周的覆盖,增加血管稳定性[3]。
大戟属植物的抗肿瘤作用:大戟属植物白狼毒能抑制多种癌细胞,如对Lewis 肺癌、艾氏腹水癌、肝癌 S180 细胞株、人肿瘤细胞系 U937、Hela(人子宫癌细胞株)、QRH-701(肝癌细胞株)均有不同程度的抑制作用。Wan 等[13]从大戟属植物中提取的二萜酯类成分 Euphorprolitherin A 和 Eu-phorprolitherinB , 对 肿 瘤 生 长 有 良 好 的 抑 制 作 用 。 Yan 等[14]发 现 狼 毒 大 戟 中 的17-Acetoxyjolkinolide B 能不可逆抑制 I kappa B 激酶,从而诱导肿瘤细胞的凋亡。李忌等[15]从大戟属植物中分离得到 6 种二萜类化合物(E12, E13, E18, E19,E21 和 V8),然后以长春碱为阳性对照物进行研究,对肝癌 SMMC-7721、肺腺癌 L342 和胃腺癌 MGc80-3 细胞具有显著的抑制作用,并且 E18、E21、E13 的活性强度大于抗癌药长春碱,并指出其抗肿瘤活性的主要官能团为酯酰化取代基。蔡鹰等[16]发现,泽漆根水提液(EWE)对荷 S180、H22 瘤小鼠有明显的抗体内移植瘤和延长荷瘤小鼠生存期作用,并且 EWE 还可以增强机体的免疫能力。研究发现,甘遂浸膏对肺鳞癌、未分化癌及恶性黑色素瘤具有杀伤作用,并且肿瘤的细胞多呈急性坏死。姚平等[17]发现狼毒大戟发挥抗病毒性肿瘤的作用,可能是通过抑制淋巴细胞白血病的增殖和促进肿瘤细胞凋亡和抑制肿瘤细胞 c-myc和 max 基因表达来实现的。从甘遂乙醇提取物中分离得到具有显著的 P-388 细胞毒活性的巨大戟烷型二萜酯 Kansu iphorinA、Kansu iphorinB、KansuiphorinC、Kansu iphorinD,前两者具有较强的体内抗白血病(P-388)的活性,其中Kansuiphorin A 还具有抗非小细胞性肺癌、黑色瘤及肾癌的作用。桑希生等[18]通过实验研究复方泽漆散对小鼠 Lewls 肺癌的抑制作用,并且是通过抑制 Lewls 肺癌肿瘤细胞生长,稳定病灶,下调肿瘤组织转化生长因子β1(TGF-β1)的表达发挥作用的。
综上可见,大戟属植物富含抗癌活性成分,且骨架类型丰富多样,有利于先导化合物的发现。匍匐大戟(Euphorbia prostrata aiton)产于云南中、南部,民间用于治疗痢疾、痛风、肠炎及风湿病等。匍匐大戟已发表有关生药鉴定、资源调查、化学成分以及药理作用等方面的文献。其中仅有 2 篇有关其化学成分研究的报道,均为有机单宁类化合物[19-20],还未见二萜等萜类成分的报道。药理学方面仅有抗炎、驱虫、腹泻等的报道,未见抗肿瘤活性方面的报道。由于肿瘤增殖、转移过程中必然伴随着新生血管的形成,有效控制肿瘤新生血管的生成亦是一个有效的抗肿瘤途径。所以,本课题通过体内外实验,研究其对在体肿瘤生长、离体肿瘤细胞增殖以及对血管内皮细胞增殖、迁移以及成管能力的影响,初步研究其抗肿瘤作用的机制,为以后深入研究提供一些实验基础。
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第一章 匍匐大戟醇提物的急性毒性实验
1 实验材料
1.1 实验动物
昆明种小鼠,清洁级,雌雄各半,体重 18-22g,购自昆明医科大学实验动物中心。
1.2 实验药物
植物原料于 2010 年 9 月采自于云南省新平县,经云南中医学院杨耀文副教授鉴定为大戟属植物匍匐大戟 Euphorbia prostrata aiton。
匍匐大戟醇提物浸膏的制备:匍匐大戟全草晒干后粉碎,取 1Kg,加 5-8 倍体积的 80%乙醇回流提取 3 次,每次 2h,过滤,合并提取液,旋转蒸发回收溶剂,得浸膏。将浸膏置于 60℃烘箱烘干,得匍匐大戟乙醇提取物干膏 150g,得率为 15%。
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2 实验方法
经预试验,该药大于 106.67g 生药/Kg 剂量引起动物 100%死亡,小于 20g生药/Kg 剂量引起动物 0%死亡。
取合格昆明种小鼠 80 只,雌雄各半,按体重与性别随机分为 8 组,每组 10只。试验前禁食不禁水 12h。根据预试验结果供试药设 8 个剂量组,从 106.67g生药/Kg 始,按 1:0.9 比例用生理盐水等比稀释。8 组小鼠分别经口 ig 给药,给药体积为 0.2mL/10g,一次给药,给药后即刻观察,持续 40 分钟,之后每天上、下午各观察一次,连续 14 天,观察各组小鼠的外观、行为及毒性反应,记录各组小鼠的死亡数,结果见表 1。
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第三章 匍匐大戟的化学成分研究.........................36
1 实验仪器与试剂...........................................36
2 实验方法.........................................................36
第四章 9,12,13-Trihydroxy-10-trans-octadecenoicacid 的抗肿瘤作用研究......38
一、对肿瘤细胞及正常细胞活力的影响....................................... 38
1. 实验材料.............................................................38
1.1 实验细胞...........................................................38
1.2 实验试剂...........................................................38
第三章 匍匐大戟的化学成分研究
1 实验仪器与试剂
BRUKER AVANCE III-400MHZ 超导核磁共振仪;HITACHI Chromaster 半制备型高相液相色谱仪;Sephadex LH-20(瑞典 Pharmacia 公司);CXTH LC-3000制备型高效液相色谱仪;色谱正相硅胶(100~200 目和 200~300 目,青岛海洋化工厂);反相硅胶 RP-18(40~63μm)(德国 Merck 公司);MCI 凝胶 CHP 20P(75~150μm)(日本三菱化学公司);Waters Xevo TQ-S 超高压液相色谱三重四极杆串联质谱联用仪;高效薄层板 TLC GF254(青岛海洋化工厂)。
植物原料于 2010 年 9 月采自于云南省新平县,经云南中医学院杨耀文副教授鉴定为大戟属植物匍匐大戟 Euphorbia prostrata aiton。
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2 实验方法
新平产匍匐大戟地上部分(9.756kg)粉碎后用 95%乙醇(体积比)室温浸提 3 次,浸出液减压浓缩得乙醇提取物。浸膏用水分散,然后逐个用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,得到石油醚部位萃取物(118g),乙酸乙酯部位萃取物(140g)和正丁醇部位萃取物。
取石油醚部位萃取物 118g,进行正相硅胶柱层析分离(100~200 目),以石油醚-乙酸乙酯(1:0, 4:1, 2:1, 1:1, 0:1)梯度洗脱,TLC 分析,合并组分相同的流份,得到 Fr.A~Fr.D。将 Fr.C(13g)再次上硅胶柱层析分离以石油醚-二氯甲烷(40:1, 20:1, 10:1, 2:1, 1:0)极性渐大洗脱,经 TLC 分析,合并组分得到Fr.C1~Fr.C3。其中,Fr.C2 经反复硅胶柱色谱和 Sephadex LH-20 反复纯化得化合物 1(4mg),Fr.C3 经反复正向硅胶柱色谱、制备薄层色谱和 Sephadex LH-20反复纯化得化合物 2(32mg)和 3(2mg)。
取乙酸乙酯部位萃取物 140g,经 MCI 柱色谱除色素后,经正相硅胶柱色谱分离(100~200 目),以石油醚-乙酸乙酯(25:1, 10:1, 5:1, 1:1, 0:1)梯度洗脱,TLC 分析,合并组分得到 Fr.A~Fr.D。Fr.A 经反复硅胶柱色谱、Sephadex LH-20及重结晶得化合物 4(40mg),Fr.C 经反相硅胶柱色谱和制备型 HPLC 分离得到化合物 5(62mg)。提取分离流程如图 17。
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第四章 9,12,13-Trihydroxy-10-trans-octadecenoicacid 的抗肿瘤作用研究
4 实验结论
血管的生成过程有赖于血管内皮细胞的迁移和侵袭。本实验测定了 9,12,13-Trihydroxy-10-trans-octadecenoicacid 的不同给药浓度对内皮细胞在不同时间段的迁移情况,结果显示,与对照组比较,阳性组和 9,12,13-Trihydroxy-10-trans-octadecenoicacid 中、高剂量组在 36h 内的迁移率都显示出具有差异性的降低,而低剂量组只是在 24h 和 36h 时显示出具有差异性的降低 12h 时迁移率降低,但无显著性意义。以上结果表明 9,12,13-Trihydroxy-10-trans-octadecenoicacid 可以抑制内皮细胞在二维水平上的迁移,且呈现出剂量时间依赖性。
9,12,13-Trihydroxy-10-trans-octadecenoicacid 对肿瘤血管生成具有显著的抑制作用,这可能是其发挥抗肿瘤作用的机制之一。其中,抑制内皮细胞迁移和小管形成等与血管生成相关的细胞功能,可能是其抗血管生成作用机制,而激活内皮细胞中 Akt 和 eNOS 的磷酸化及增加 TGF-β1 和 Smad3 表达,可能是其作用的分子机制。
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参考文献(略)