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据世界卫生组织1997年度报道,1996年全球58亿人口中因癌症死亡的有630万人,约占总死亡人数的12%,是仅次于心血管疾病的第二大死因。从1996年以来全球每年新确诊的肿瘤患者均在1000万以上,到1999年底全球肿瘤患者总数已逾4000万人。世界卫生组织2001年报道,世界癌症发病率和死亡率比1990年上升了22%,今后20年还将上升大约50%。我国卫生部1998年报告结果表明,目前我国每年新生肿瘤患者总数约212.7万人左右;同时全国约有268.5万左右的肿瘤现有患者。1999年卫生部统计资料显示每年我国约有154万人死于肿瘤病因。肿瘤也成为继心脑血管疾病后的我国第二大疾病。各国政府、研究机构及制药公司长期以来一直对抗肿瘤药物予以高度重视。抗肿瘤药物正从传统的细胞毒性药物向针对机制的多环节作用的新型抗肿瘤药物发展。近年来,诱导肿瘤细胞凋亡已成为发现和开发新的抗肿瘤药物研究的靶标之一,在国外诱导肿瘤细胞凋亡被一些研究者作为一个新指标用于评估抗肿瘤药物的疗效。目前,从天然产物中获取有效的抗肿瘤活性成分和抗肿瘤药物开发的先导化合物仍是抗肿瘤新药开发众多方法中最有效的途径之一。中草药作为我国民族医药的瑰宝是进行创新药物开发的重要资源。昆明山海棠[TripterygiumHypoglaucun(Levl.)Hutch,THH]作为传统中药,我国一些少数民族将其用作抗肿瘤中药;另外,一些研究表明其总生物碱在动物体内有抗肿瘤活性。我室以前的研究也发现THH去皮根中提取的总生物碱能诱导肿瘤细胞凋亡,但目前尚无较为系统的THH总生物碱体外抗肿瘤活性及针对其中有效成分分离分析的研究。
目的:
以THH去皮根提取的总生物碱为研究对象,在确证其体外诱导白血病细胞凋亡的基础上,研究其体外抗肿瘤活性并筛选出敏感肿瘤细胞株。同时利用正常细胞作对照,探讨THH总生物碱对肿瘤细胞毒性的选择性。进一步研究总生物碱的成分及不同成分的体外抗肿瘤活性,以发现其中活性最好的有效部位和单体化合物,以初步判定THH总生物碱作为抗肿瘤中药新药开发研究的价值及方向。
方法:
(1)THH总生物碱的提取、定性及初步的成分分析:利用天然药物化学中浸提、萃取和旋转蒸发浓缩等分离方法获得提取物。按照药典中THH总生物碱的鉴定反应进行定性,高效液相色谱法初步分离分析THH总生物碱的成分及各自相对含量。(2)用FITC-AnnexinV联合PI染色流式细胞术检测THH总生物碱诱导MOLT-4、Jurkat、HL-60、K562等4株白血病细胞凋亡情况。(3)利用多种体外抗肿瘤药物筛选试验(MTT/XTT/SRB/软琼脂集落形成法/生长曲线法)研究THH总生物碱的体外抗肿瘤活性,在多种肿瘤细胞株中筛选出敏感者。利用MTT法研究THH总生物碱对正常细胞的毒性。(4)利用MTT法测定的体外抗敏感肿瘤株的细胞毒性为指标,靶向追踪分离分析THH总生物碱中的有效部位及单体化合物,对后者利用波谱技术进行结构研究。
结果:
(1)THH去皮根提取获得的THH总生物碱能诱导上述4种白血病细胞株凋亡,且在一定的剂量范围内呈现量效和时效反应关系。但THH总生物碱的提取得率仅为0.15‰,高效液相色谱法分离分析结果显示其成分复杂。(2)THH总生物碱对体外培养的MOLT-4、HeLaS3等13种肿瘤细胞系生长均有明显的抑制作用且呈现量效反应关系,综合不同试验结果判定MOLT-4、HeLaS3为敏感的肿瘤细胞株。(3)体外抗肿瘤药物试验中,XTT、MTT和SRB法的试验结果间相关性良好。(4)THH总生物碱对体外培养的正常小鼠脾淋巴细胞(spleniclymphocyte,SPL)和人外周血单个核细胞(peripheralbloodmononuclearcell,PBMC)均有抑制作用且呈现量效反应关系。但对肿瘤细胞系MOLT-4、HeLaS3的毒性显著大于其对体外培养的正常小鼠SPL和人PBMC的毒性。(5)从THH总生物碱分离获得体外抗肿瘤活性较好的组分和单体化合物各3个。在100mg/L剂量组,它们对MOLT-4细胞系的生长抑制率均大于90%,但它们对MOLT-4、HeLaS3的IC50值均小于THH总生物碱的IC50值。
结论:
(1)THH去皮根提取的THH总生物碱能诱导MOLT-4等4种白血病细胞株凋亡;但其中成分复杂,对其有效成分进行分离分析研究十分重要。(2)THH总生物碱对多种体外培养的肿瘤细胞系生长均有明显的抑制作用,对敏感的肿瘤细胞系MOLT-4及HeLaS3具有进行相应动物模型体内抗肿瘤药物筛选研究的价值。(3)XTT、MTT和SRB法试验结果间相关性良好,其中MTT法简便、快捷、经济。不同检测终点的体外抗肿瘤药物筛选试验组合运用可以降低筛选结果的假阳性率。(4)THH总生物碱对体外培养的正常小鼠SPL和人PBMC均有毒性作用,但相同条件下THH总生物碱对MOLT-4、HeLaS3细胞系的毒性选择性更强。(5)初步判定THH总生物碱中筛选出的3个单体化合物不是抗肿瘤药物开发的理想先导化合物,但THH总生物碱抗肿瘤活性值得进一步研究。
作为THH总生物碱开发应用的基础研究,我们初步判定THH总生物碱抗肿瘤活性值得进一步研究。因此,THH总生物碱中有效成分的研究亟待进一步深入以筛选出其中最好的有效部位,从而进行诸如制备工艺、敏感肿瘤细胞株动物模型体内抗肿瘤筛选试验、动物毒性试验等临床前期的药学、药效学及毒理学研究。