熊果酸的抗肿瘤活性

发布时间:2013-12-19 信息来源:admin 发布人:admin 点击次数:1970

　摘要　综述了近十年来熊果酸在癌的化学预防和治疗领域的新进展。熊果酸毒性小,抗肿瘤谱广,资源丰富,很可能会成为新的抗肿瘤药。

关键词　熊果酸;癌的化学预防;抗肿瘤;诱导分化;抗血管生成

　熊果酸(ursolic acid,UA)又名乌索酸,乌苏酸,属三萜类化合物。它在自然界分布很广,如存在于杜娟花科植物熊果的叶、果实中,玄参科植物毛泡桐的叶中,以及木樨科植物女贞的叶中等。熊果酸具有广泛的生物学效应,其对中枢神经系统有明显的安定与降温作用;体外对G+和G-菌及酵母菌均有抗菌活性。另外,它还有抗糖尿病、抗溃疡及降低血脂的作用。近年来发现熊果酸不仅对多种致癌、促癌物有抵抗作用,而且对多种恶性肿瘤细胞例如P-388和L-1210白血病细胞、A-549人肺腺癌细胞有抑制生长作用。此外,熊果酸还可诱导F9畸胎瘤细胞成为内胚层细胞及抗血管生成。因此熊果酸的抗肿瘤活性越来越引起人们的注意。

1　熊果酸对癌的化学预防作用

癌的化学预防作用就是用化学药物预防肿瘤的发生或使肿瘤分化逆转,从而达到预防恶性肿瘤的目的。目前,认为癌的发生和发展是一个多阶段过程,一般要经历始发突变、促癌和演变三个阶段。始发突变涉及致癌物的代谢活化,活化的最终致癌物与DNA结合形成加成物以及DNA的损伤与修复等。若化合物能干扰上述过程,则可达到抗始发突变的作用。突变细胞受促癌剂作用转变成癌前细胞是一个漫长过程,在这个过程任何时间进行干预都可延缓或阻止癌症的发生,因此,癌的化学预防可从以上三阶段尤其前两个阶段着手进行。目前,癌的化学预防研究的主要目标之一是寻找高效、低毒的药物。1990年,日本将熊果酸列为最有希望的癌化学预防药物之一。

1.1　抗始发突变　致突变剂在环境中分布广泛,如存在于食物添加剂、杀虫剂、化妆品、污染的水和空气中。Brookes和Serres早已证明突变和肿瘤的发生有着密切的关系。始发突变涉及到致癌物的代谢活化、活化致癌物与靶细胞DNA的结合、致癌物DNA加成物的形成以及DNA的损伤与修复等。若化合物能干扰上述各过程,则可达到抗始发突变的作用。Ames试验研究熊果酸的抗突变性,发现熊果酸可以对抗致癌物如苯骈芘(B(α)P)、黄曲霉素B1诱发基因突变,其作用机制尚不清楚。

1.2　抗促癌作用　近年来的研究表明,始发突变细胞群的选择性克隆性增殖是组织特异性促癌剂如佛波酯(TPA)的最显著的作用。目前已经明确,TPA的受体是钙、磷依赖性蛋白激酶C(PKC),TPA与PKC的亲和力及酶激活能力与其促癌能力相平行,蛋白激酶和蛋白磷酸化酶对于调控真核细胞的生长和分化有重要作用。PKC直接或间接参与一些蛋白的特异性位点磷酸化,激活与细胞生长增殖有关的信息传递途径,从而引起细胞增殖;一旦特异性位点磷酸化,将导致蛋白失活。研究表明,熊果酸可抑制TPA的促癌作用。例如,Ohigashi等以抗TPA诱导的Raji细胞Epstein Bar病毒早期抗体(EBV-EA)活化试验模型来筛选皮肤癌促癌物的抑制剂,发现熊果酸对TPA诱导Raji细胞EBV-EA活化具有几乎同维甲酸相同的抑制作用,并使Raji细胞的存活率更高;利用同位素标记的佛波酯化合物3HPDB2证明熊果酸不影响TPA与受体的结合,即熊果酸不是通过竞争TPA位点,而是有效地阻断促癌物与受体结合后的环节发挥作用。在二阶段致癌实验中,Huang等发现熊果酸明显抑制TPA对二甲基苯并蒽(DMBA)诱导的小鼠皮肤癌的促癌作用。TPA等促癌物可引起细胞发生多种生化改变,但对鸟氨酸脱羧酶(ODC)的诱导则是其引起的最早和最主要的细胞内反应之一,它们的促癌强度与其诱导ODC的能力密切相关。ODC是多胺生物合成的限速酶,ODC的诱导发生在G1期转录阶段,对正常及肿瘤细胞的周期运行是必须的,也与肿瘤的演进密切相关。实验证明熊果酸对TPA诱导的表皮ODC活性增强有抑制作用。这些作用可能是由于熊果酸阻断ODC,引起多胺枯竭,导致生长抑制,使细胞积累在G1期并出现分化。

1.3　抗氧化作用　实验表明,熊果酸还可能通过抗氧化作用起到抗始发突变与抗促癌作用。氧对于绝大多数活细胞是必不可少的,但当氧过量时,会发生单价还原而产生活性氧类。活性氧类包括超氧阴离子、过氧化氢、羟基自由基、单线态氧、次氯酸和过亚硝酸盐。已经发现活性氧类可引起50余种人类疾病,活性氧学说是肿瘤发生的主要理论之一。过量产生的活性氧可造成DNA链断裂、碱基与核糖体氧化、碱基缺失以及蛋白质交联,最终影响癌基因表达,导致肿瘤的发生与发展。许多化学致癌剂在发生致癌作用前必须经过一个活化阶段,从分子状态变成自由基状态,自由基既可直接损伤细胞组成,也可间接干扰细胞的氧化还原状态,最终引起癌变。例如芳香胺、酰胺、亚硝基和硝基化合物可被自由基引起的氧化还原反应变成活泼的羟胺及其中间体,其中有活性氧。活性氧对始发突变和促癌均有明显影响。1982年Moody等人就发现在高氧条件下培养的细菌,自发性突变率普遍增高,尤其是超氧化物歧化酶(SOD)缺陷的菌株表现得更明显,充分说明O-2·对基因突变的直接作用。在致癌的启动阶段,活性氧如O-2·和-OH既可直接损伤DNA,也可通过脂质过氧化而间接损伤DNA。许多资料证明,促癌剂能间接地使DNA损伤。有人认为,活性氧自由基介导促癌作用。O-2·能促使受幅射或化学诱发的小鼠胚胎成纤维细胞转化,而许多抗氧化剂,如维生素C、维生素E、维生素A能抑制促癌作用。TPA能使靶细胞产生活性氧自由基,活性氧自由基通过选择性细胞毒作用使DNA链断裂。由此看来,活性氧自由基与肿瘤的发生发展有密切关系。Balanehru和Nagarajan的实验表明熊果酸是一较强的墨幽中文抗氧化剂,能明显地捕获O-2·,在肝微粒体和P 450单胺氧化酶系中对脂质过氧化均显示较强的抑制作用。另外,有实验表明熊果酸抑制花生四烯酸代谢过程中的5-脂氧合酶、环氧合酶活性,阻止前列腺素与白三烯生成,这可能是熊果酸抑制炎症反应、抑制脂质过氧化物的原因。

2　熊果酸对肿瘤的细胞毒和治疗作用　

Lee等用熊果酸进行了6种癌细胞系的细胞毒试验,结果表明熊果酸对P-388和L-1210

白血病细胞、A-549人肺腺癌细胞有显著的细胞毒作用,其ED50均小于4 mg/L。癌是一类生长失控、分化差或去分化的疾病,治疗癌的新途径是诱导癌细胞分化为良性或正常细胞。Friend等在1971年发现小鼠红白血病细胞可被二甲基亚砜诱导分化合成血红蛋白。随后相继有人报道神经母细胞瘤、人早幼粒白血病细胞、人结肠癌细胞均可被用为分化诱导模型。从此,癌作为遗传性分化缺陷病引起了学术界的广泛注意。目前实体瘤分化诱导最多的是畸胎瘤,畸胎瘤细胞从形态上可以容易地与分化正常的细胞区别。HoYoung Lee等(1994年)报道,7.5μmol/L熊果酸可以诱导F9畸胎瘤细胞成为内胚层细胞,并且引起与其分化有关的四型胶原及维甲酸受体表达增加,熊果酸结构上类似于糖皮质激素,可能通过与糖皮质激素受体或类似的核受体结合发挥作用。

新生毛细血管的形成(血管再生)可以发生在生理和病理状态下,如胚胎发生、伤口愈合、炎症和增生。与肿瘤有关的血管再生包括一系列的步骤:肿瘤产生的血管再生因子刺激内皮细胞,促使毛细血管基底膜的局部降解,血管内皮细胞移向肿瘤周围组织,同时血管内皮细胞开始DNA合成和有丝分裂,从而形成新的毛细血管。许多事实证明,血管再生是实体瘤的增长和转移灶的形成的重要因素。因此,抑制血管生成可以达到控制肿瘤生长和转移的目的。已经发现了许多血管再生抑制剂,如鱼精蛋白、干扰素、血小板因子-4等,很多这类抑制剂毒性很大,限制了其在临床上的应用。1995年,Sohn KH等以鸡胚胎绒毛膜试验模型研究熊果酸的抗血管生成作用,结果表明熊果酸是很强的血管生成抑制剂,有效浓度为4 nmol/egg,ID50为10 nmol/egg,而该浓度下熊果酸无细胞毒作用,熊果酸抑制血管内皮细胞的增殖的ID50为5μmol/L。

许多癌的化学预防药、癌的分化诱导剂、血管生成抑制剂均因毒性大而限制了其在临床上的应用,而熊果酸的毒性小,抗肿瘤活性广,包括抗突变、抗促癌、抗氧化、抗血管生成和诱导癌细胞分化等作用。因此,熊果酸有希望成为新的抗肿瘤药用于临床。熊果酸在结构上同齐墩果酸类似,二者为同分异构体,齐墩果酸是肯定的免疫增强剂,能增强细胞免疫功能;而主要成分为熊果酸的乌酶同样具有免疫调节作用,因此熊果酸很可能对免疫系统产生影响。此外,熊果酸广泛存在于植物王国中,为我们对其开发、利用提供了广阔的前景。目前,对熊果酸的研究尚处于起始阶段,其作用机制的许多环节尚不明了。但以上特点表明,熊果酸是一个很有前途的并有待广泛开发利用的抗肿瘤药物。