青蒿素(artem isinin)是从青蒿中提取的内含过氧化基团的倍半萜内酯类的新一代抗疟药。目前其衍生物包括:二氢青蒿素(dihydroartem isinin)、蒿甲醚(artem ether)、蒿乙醚(arteether)及青蒿琥酯(artesun-ate)。临床上用 于抗疟有显著的疗效。近年来被报道具有抗肿瘤作用,引起广泛关注。本文就国内外学者对其抗肿 瘤作用机制的研究作一综述。1抗肿瘤作用1991年邓定安犤1犦首先报道了青蒿酸衍生物对小 鼠白血病P388细胞有杀伤作用。其后孙玮辰等犤2犦报道了青蒿酸及青蒿B衍生物有选择性杀 伤癌细胞作用,对肿瘤细胞中增殖能力强的干细胞作用尤为显著。LAI和SINGH等犤3-4 犦则先后报道在全转铁蛋白(铁离子结合的转铁蛋白)存在的情况下,二氢青蒿素对人淋巴细胞白血病细胞的杀伤作用比对正常人淋巴细胞的杀伤作用大100倍,对放射抗拒的人乳腺癌细胞系(HTB27)有显著的杀伤作用,而对正常人乳腺细胞(H TB125)作用轻微。EFFERTH等犤5犦对青蒿琥酯研究中发现其对55种癌细胞株有明显 杀伤作用。其中白血病及结肠癌细胞最为敏感,黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、中枢神经 系统肿瘤及肾癌细胞等中度敏感,而非小细胞肺癌敏感性最差。关于青蒿素类药物的体内抗肿瘤作用,MOORE等犤6首先报道给移植性小鼠纤维肉瘤的模型小鼠口服硫酸亚铁6h后再给二氢青蒿素,可 显著抑制纤维肉瘤的生长,而单独服用两者之一,抑瘤效果不明显。王勤等犤7证实青蒿琥酯能明 显抑制小鼠肝癌H22实体瘤生长,随浓度增大,生存时间延长,且和5-FU有协同作用。鉴于 青蒿素及其衍生物具有广谱及高选择性抗癌活性,美国国家癌症研究所已将其纳入抗癌药物筛选与 抗癌活性研究计划之中。2作用机制2.1阻滞细胞周期,诱导细胞凋亡目前大多数学者倾向认为 青蒿素类药物主要是通过阻滞细胞周期,诱导肿瘤细胞凋亡而发挥抗肿瘤的作用,但确切的机制未 、-,,犦犦2,完全明了。LI等犤8犦发现青蒿素衍生物对P388胞的抗增殖效应是将细胞阻滞于G1期并诱导其凋亡的结果。WU等犤9犦在研究其他青蒿素衍生物的细胞毒活性亦证实能将L1210及P388细胞阻滞于细胞 周期中的G1期并导致细胞凋亡,此种细胞毒作用更强,且机制显著不同于传统的抗癌化疗药。林芳等犤10犦在研究二氢青蒿素对肿瘤细胞增殖的影响和机制时,发现二氢青蒿素能显著抑制MCF-27细胞的增殖,半抑制浓度(IC50)为0.26μm ol/L;二氢青蒿素作用后细胞周期发生明显变化,细胞被阻滞在G0+G1期,S期细胞显著减 少。EFFERTH等犤5犦用一组有某种特定基因突变的酵母菌做实验,发现有丝分裂调控基因 BUB3缺陷者对青蒿琥酯的敏感性增加,而有增殖调控基因CLN2缺陷的酵母菌对青蒿琥酯的 抗性增加。实验结果表明青蒿琥酯抑制肿瘤细胞生长的机制可能与细胞周期的调控有关。但青蒿素 类药物其具体作用在哪个细胞周期环节?显然不同的细胞被阻滞在不同的周期。其确切的作用靶点 又在那里?机制如何?尚待进一步探讨。至于其诱导肿瘤细胞凋亡的作用和分子机制,似乎得到更多学者的认同,并且进行了深入的探讨。陈征途等犤11犦用青蒿素对肝癌细胞株HepG2进行凋亡诱导作用研究。用M TT测定、流式细胞术(FCM)、梯状DNA电泳和透射电镜术检测细胞凋亡。结果显示经青蒿素处理的H epG2细胞可见梯状DNA和凋亡小体等典型细胞凋亡特征。王勤等犤12-13犦在研究青蒿琥 酯对肝癌细胞的诱导凋亡机制时,发现青蒿琥酯下调增殖细胞核抗原(PCNA)和Bcl-2基 因的表达,上调Bax基因,同时影响拓扑异构酶活性。杨小平等犤14犦用青蒿酯钠处理人肝癌 细胞(BEL-7402)时,也发现随着药物浓度的增加和作用时间的延长,诱导的凋亡细胞中 Bcl-2蛋白呈降低趋势,而P53、P21蛋白表达水平无明显变化。故可认为青蒿素类药物 诱导肿瘤细胞凋亡的分子机制是通过P53非依赖性途径。李哲等犤15犦探讨青蒿琥酯诱导肿瘤细胞凋亡与存活蛋白(survivinprotein)表达的关系,观察到暴露在不同浓度青蒿琥酯的H L-60早幼粒细胞,细胞浆内Caspase-3的活性呈浓度依赖性增强,显著高于对照组。用RT-PCR、W estern Blotting法检测到survivin m RNA和survivin蛋白均降低。作者推测青蒿琥酯通过抑制survivin蛋白表达,间 接增强了肿瘤细胞内caspases蛋白酶家族成员的活性(尤其是caspase-3),使 肿瘤细胞更容易发生凋亡。其后,有研究表明,除了使Caspase-3活性增强外,还检测到 线粒体膜电位降低,故可认为青蒿琥酯尚可通过线粒体依赖性途径引起肿瘤细胞发生凋亡犤16犦 。但亦有其他研究显示不同的结果。周晋等犤17犦研究青蒿素对人白血病细胞株和原代细胞的影 响时,发现随着药物浓度的增加和作用时间的延长,肿瘤细胞凋亡率增加,并且出现凋亡和胀亡两 种效应。流式细胞仪显示肿瘤细胞被阻滞在G2+M期,Fluo-3/AM荧光探针检测到随青 蒿素浓度升高,白血病细胞内钙浓度也随之升高,导致白血病细胞凋亡。而胀亡是即刻效应,与细 胞膜破坏有关,也有细胞内钙的增加。作者认为白血病细胞膜是青蒿素作用的靶点之一。青蒿素的 即刻效应可能是通过开放某些细胞膜上的离子通道,使细胞内钙浓度增加,激活calpain, 导致caspase非依赖性细胞死亡形式———胀亡发生。细胞膜通透性的变化是决定这种死亡 方式的关键,在没有ATP缺乏的情况下,胞膜破坏引起细胞胀亡。总的来说,青蒿素类药物诱导 肿瘤细胞凋亡的确切机制尚不十分清楚,可能为多途径的协同作用结果。2.2自由基的产生及氧 化应激青蒿素类药物的抗疟机制,证实是由于它们分子内含有过氧化基团,与亚铁原子起反应后产 生自由基或亲电子中间产物,引起生物大分子的损伤,最终导致虫体死亡。其抗瘤是否亦是如此呢 ?SINGH等犤4犦提出癌细胞核酸代谢旺盛,需要大量铁质,大多数肿瘤细胞表面有高密度的 转铁蛋白受体,而正常细胞细胞转铁蛋白受体较少,这样肿瘤细胞通过转铁蛋白受体吸收大量铁质 后与青蒿素类药物发生反应产生自由基,起到选择性杀伤作用,同时给予铁质时其作用就大为增强。其后,他在实验中亦证实二氢青蒿素和仅加入转铁蛋白的溶液都能诱导人类白血病细胞株Molt-4细胞的凋亡犤18犦。亦有研究犤19犦证实抗氧化基因的表达与青蒿素类药物的活性有 关,硫氧还蛋白还原酶的表达与青蒿琥酯的IC50呈明显正相关,过氧化氢酶的表达与IC50 呈负相关,选择抵抗过氧化氢或转染硫氧还蛋白,超氧化物歧化酶等的小鼠胸腺瘤细胞则对青蒿琥酯产生抵抗。而BEEKMAN等犤20犦研究青蒿素在水溶性环境中的稳定性发现,只有加入过量的Fe2+(青蒿素与Fe2+摩尔比1∶100)才能引起的青蒿素降解,且将青蒿素与细胞培养基(RPM I/FBS)在37℃培育24h后,不管有无加进细胞,都不影响其细胞毒作用。故认为青蒿素对 肿瘤细胞的杀伤是通过其原形实现的。疟原虫翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)是青蒿素类药物抗疟作用的已知作用靶点,微点阵mRNA也显示人TCTP的表达与肿瘤细胞对青蒿素类药物的反蒿素联合转铁蛋白可以逆转小细胞肺 癌H69VP细胞的多药耐药性。不管在理论上还是在体外实验都可证明青蒿素类药物与传统化疗 药物可起到协同、增效的效果。至于其选择性杀伤癌细胞的作用及其对正常细胞的低毒性,有报道 犤26犦证实与谷胱苷肽-S-转移酶及相关的酶的表达有关。4展望青蒿素类药物与传统抗癌化 疗药相比具有来源广泛,价格低廉,抗癌谱广且毒副作用少的优点。由于其作用机制不同,与传统 抗癌化疗药合用可以起到协同、增效并且逆转肿瘤细胞多药耐药的效果。虽然目前还在体外实验阶 段,但无疑其临床应用前景非常广泛。进一步深入研究其作用机制,无论对开发抗癌新药还是寻找 药物抗癌作用新靶点都具有重要意义。青蒿素类药物抗肿瘤作用研究进展@叶启翔!524023广东省湛江市$广东医学院附属医院儿科
@陆羡!524023广东省湛江市$广东医学院附属医院儿科邓定安.有抗肿瘤活性的青蒿B衍生物
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