中药抗肿瘤血管生成研究近况.ppt

1、综述了近年来中医药抗肿瘤血管生成的研究进展。肿瘤的发生和转移是一个多阶段、复杂和高度选择性的过程，涉及肿瘤细胞和宿主之间错综复杂的关系，其机制尚不清楚。近年来，新血管生成与肿瘤发展、转移和预后关系的研究取得了快速进展。同时，在临床试验中发现，抗血管治疗不仅可以防止肿瘤增大，还可以使肿瘤“休眠”甚至缩小。中医药在肿瘤治疗领域发挥着重要作用。随着对肿瘤新生血管形成机制的深入研究，发现一些中药有效成分和化合物能够抑制血管生成，从而发挥其抗肿瘤作用。1.肿瘤血管生成的机制和过程。Folkman曾提出肿瘤发生发展过程中存在“血管生成转换机制”，揭示了肿瘤微血管形成的分子机制。在肿瘤生长的初始阶段，并不是

2、所有的实体肿瘤都具有血管生成表型，但是随着肿瘤细胞的不断分裂和增殖，那些具有癌基因或抑癌基因突变和血管生成表型的肿瘤细胞逐渐增殖并形成优势，它们通过各种途径诱导周围组织的血管生成。这些途径可分为以下几类：(1)肿瘤细胞中癌基因的表达或抑癌基因的失活可使肿瘤细胞获得血管生成表型并诱导局部新生血管形成；(2)肿瘤细胞产生的各种趋化因子使单核细胞渗入肿瘤组织，其释放的血管生成促进因子和各种蛋白酶有助于新血管的形成；(3)肿瘤生长到一定程度时，处于明显缺氧状态。缺氧可明显增加血管内皮生长因子的表达，并通过旁分泌诱导血管生成。(4)内皮细胞通过自分泌途径加速新血管的形成。血管生成因子和血管生成抑制剂之间

3、的调节失衡参与了肿瘤血管生成的过程。这一过程不仅包括血管生成因子分泌的增加，还包括内源性血管生成抑制剂产生的相应减少。目前，已分离纯化了20多种血管生成因子和10多种血管生成抑制剂。血管生成因子主要包括血管内皮生长因子(VEGF)、酸性和碱性成纤维细胞生长因子(aFGF、bFGF)、转化生长因子(TGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、表皮生长因子(EGF)、血管生成素和胎盘生长因子(PDGF)同时，肿瘤新生血管化使肿瘤细胞与个体的血液循环系统直接连通，这也是恶性肿瘤远处转移和播散的必要条件。肿瘤新生血管的形成是一个连续的过程，大致可分为以下六个步骤：(1)肿瘤血管生成过程，(1)肿瘤细胞和

4、其他相关细胞如血管内皮细胞释放多种血管生成因子；(2)在血管生成因子的作用下，血管内皮细胞发生形态学变化，包括细胞器数量的增加、大小的变化和假足的形成；(3)内皮细胞和肿瘤细胞释放多种蛋白水解酶降解细胞外基质和毛细血管基膜，进而引起细胞外基质重塑；(4)内皮细胞从毛细血管后的小静脉迁移形成新的血管芽；(5)血管内皮细胞增殖；(6)肿瘤血管结构的重建。抗肿瘤血管生成治疗的优势和策略肿瘤生长有两个不同的阶段，即从无血管的缓慢生长到有血管的快速增殖。血管生成使肿瘤获得足够的营养，这是促进上述转化的关键环节。没有血管生成，原发肿瘤的生长不会超过12 mm3。肿瘤的侵袭和转移是肿瘤治疗失败的主要原因，血

5、管生成在肿瘤侵袭和转移的多步骤过程中起着重要作用。与传统的抗癌疗法相比，抗血管生成疗法具有许多优点：(1)正常成人的血管生成基本停止，内皮细胞往往处于未分化状态，血管生成只有在特殊情况下才开始，如妊娠、月经周期、炎症、创伤和肿瘤，因此抗血管生成疗法对正常内皮细胞的作用很小，且具有良好的特异性；(2)当血管内皮细胞暴露于血液时，药物可以直接发挥作用，剂量小，疗效高；(3)血管内皮细胞的基因表达相对稳定，不易产生耐药性；(4)具有扩增效应，因为一个内皮细胞支持50，100个肿瘤细胞的生长。抗肿瘤血管生成的策略和抗肿瘤血管生成的治疗策略是干预肿瘤血管调节因子及其作用环节。治疗方法有：抑制血管生成促进

6、因子的表达和释放；促进和抑制血管生成因子的表达和释放；诱导血管内皮细胞凋亡并直接抑制肿瘤血管生成。近年来，已鉴定出多种抗血管生成物质。这些药物的作用机制如下：(1)阻断抗血管生成因子的合成和释放，或拮抗其作用，如血管内皮生长因子单克隆抗体Avastin、内皮抑素、IFN-2a、SU5416等。(2)抑制内皮细胞的增殖，如TNP470(3)阻断内皮细胞降解周围基质的能力，如基质金属蛋白酶抑制剂、海洋肽、血管生成素3340、新血管生成素等。(4)阻断内皮细胞上整合素的功能，如维生素EMD121974(5)其他具有非特异性作用机制的血管生成抑制剂，如共轭亚油酸、白介素-12、白介素-862等。目前，

7、临床上常用的药物主要有贝伐单抗、恩度和沙利度胺。目前，一些分子靶向药物，如索拉非尼、舒尼替尼和凡德他尼等多靶点酶抑制剂，以及吉非替尼和埃罗替尼等酪氨酸激酶抑制剂，也能阻断血管生成相关的信号通路，起到抑制肿瘤新生血管的作用。近年来，从天然植物或中药中寻找新的抗血管生成药物已成为肿瘤研究的热点和突破口。从中药中提取的有效成分如白芨提取物和人参皂苷Rg3显示出较强的抗肿瘤血管生成作用，而一些中药复方制剂如参麦注射液和鳖甲万剑也显示出较强的抗肿瘤血管生成作用。3.1单味中药研究，3.1.1白芨提取物含有较多的多糖，其主要成分为葡甘露聚糖。冯干生等从细胞和分子水平研究了白芨提取物抑制肿瘤血管生成的机制，

8、并通过细胞培养方法比较了空白组、对照组和白芨胶组细胞增殖率、凋亡率和血管内皮生长因子分泌水平的差异，观察了细胞培养上清液对人脐静脉内皮细胞系(ECV-304)生长的影响。结果表明，白芨胶处理的Hep-G2细胞上清液能明显抑制ECV-304内皮细胞的增殖。采用经导管动脉化疗栓塞术治疗Walker-256移植性肝癌大鼠，分为对照组、单纯化疗组、碘油栓塞组和白芨微球栓塞组，每组20只。栓塞后2周，用免疫组织化学方法检测肿瘤细胞因子、血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子(b-FGF)的表达。结果表明，白芨微球栓塞组肿瘤生长速度低于其他组。虽然各组间血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子的表达无明

9、显差异，但白芨微球栓塞组肿瘤微血管密度明显降低。推测白芨提取物可能通过抑制肿瘤血管内皮生长因子及其受体的结合来抑制肿瘤血管生成。3.1.2羟基红花黄色素A，从活血化瘀的中药红花中提取分离得到。张倩等从红花中提取分离羟基红花黄色素A。通过鸡胚尿囊膜实验观察羟基红花黄色素A对新生血管的抑制作用，通过逆转录聚合酶链反应实验观察羟基红花黄色素A对新生血管组织中碱性成纤维细胞生长因子、血管内皮生长因子及其受体表达的影响。结果提取的羟基红花黄色素A纯度达到98.9%，羟基红花黄色素A浓度为0.59克/升，能显著减少钙调素组织中的血管数量(P0.01)，显著抑制钙调素组织中碱性成纤维细胞生长因子、血管内皮生

10、长因子和血管内皮生长因子受体的基因表达(P0.05)。实验结果表明，羟基红花黄色素A能在一定浓度范围内抑制鸡胚尿囊膜的血管生成，且其抑制作用随浓度的降低而增强，其抑制血管生成的机制之一是通过抑制碱性成纤维细胞生长因子、血管内皮生长因子和血管内皮生长因子受体(flt-1)的基因表达。提示羟基红花黄色素A可能是一种潜在的血管生成抑制剂。3.1.3川芎嗪可以从川芎中提取分离，也可以人工合成。许小羽等观察了川芎嗪对实体瘤及其血管生长的抑制作用。将Lewis肺癌细胞接种到C57BL小鼠中制成模型。腹腔注射川芎嗪21天后，测量肿瘤体积、重量、肺转移数目和微血管密度。免疫印迹法和免疫组织化学法分析肿瘤细胞中

11、血管内皮生长因子的表达。发现川芎嗪能降低小鼠Lewis肺癌的肿瘤体积、重量、肺转移数目、微血管密度和血管内皮生长因子的表达。姜黄素类化合物，姜黄，一种活血化瘀的传统药物，是一种常见的抗肿瘤化合物，其主要有效成分姜黄素在预防和治疗肿瘤方面具有明显的作用。姜黄的活性成分能抑制人内皮细胞的增殖。丁志善等人用CAM模型观察姜黄素对血管生成的影响，用鸡胚绒毛尿囊膜模型观察姜黄素对血管生成的影响。用电镜和流式细胞仪观察姜黄素诱导的SMMC 7721细胞凋亡。实验结果表明，姜黄素能明显抑制鸡胚绒毛尿囊膜血管生成，20毫升/升姜黄素能诱导SMMC 7721细胞凋亡。3.1.5人参皂苷Rg3，是人参中存在的四环

12、三萜皂苷。实验结果表明，人参皂苷Rg3能抑制肺癌细胞诱导的血管内皮细胞增殖。人参皂苷Rg3能抑制胃癌细胞条件培养基诱导的VEC增殖。20(S)-人参皂苷Rg3能抑制B16黑色素瘤的生长和转移。刘力伟等人观察了Rg3对甲状腺癌血管生成的抑制作用。结果实验组血管明显减少，高倍镜下可见血管内皮细胞支架塌陷、变性和坏死。对照组血管无明显变化，两组间差异有统计学意义(P0.001)。初步结果表明，Rg3能抑制甲状腺癌的血管生成，并能有效抑制其生长和转移。耿怀成发现，肺癌细胞条件培养液(CM)能刺激管状结构内皮细胞的生长，但用人参皂苷Rg3治疗肺癌细胞后，CM对管状结构生长的刺激减弱。这一结果可能是由于R

13、g3下调了肿瘤细胞中血管生成因子的表达，降低了肿瘤细胞中血管生成因子的含量。因此，人参皂苷Rg3能抑制肿瘤细胞诱导的新血管形成，这可能是其抑制肿瘤生长和转移的基础。3.1.6鲨鱼软骨提取物具有明显的抗肿瘤作用，鲨鱼软骨中含有多种抗肿瘤活性成分，包括血管生成抑制剂、肿瘤细胞抑制剂和酸性粘多糖。鲨鱼软骨提取物在体外短期培养中对人脐静脉内皮细胞的增殖有明显的抑制作用，其抑制作用主要发生在细胞周期的S期，这进一步表明鲨鱼软骨提取物能抑制人脐静脉内皮细胞的DNA合成据报道，鲨鱼软骨提取物对Lewis肺癌有明显的抑制作用。梁观察了鲨鱼软骨粉及其提取物对小鼠肝癌(Hep)和小鼠肉瘤S180的抗肿瘤作用，发现

14、鲨鱼软骨制剂对小鼠Hep和小鼠S180实体瘤有一定的抑制作用，但其提取物的抗肿瘤率明显高于鲨鱼软骨粉(P0.01或P0.05)。卢家本等人利用鸡胚尿囊膜技术检测鲨鱼软骨提取物抑制新生血管生长的活性。结果表明，鲨鱼软骨提取物能显著抑制CAM新生血管的生长，对B16黑色素瘤也有非常显著的抑制作用。梁等人发现鲨鱼软骨制剂能有效抑制小鼠肿瘤生长。当口服剂量为5001000毫克/千克时，抑瘤率达到31.94.2%。在肿瘤病理切片中，发现间质小血管数量减少，血管壁增厚，血栓形成增多。3.1.7苏木素是一种具有较强抗癌活性的中药，其抗癌活性成分对HL260细胞增殖有显著的抑制率，优于环磷酰胺。目前，CAE-

15、B已制备成稳定的注射剂，在移植性肝癌H22的治疗中，其肿瘤抑制率为47.7%(P0.001)，生存期延长率为145.4%。CAE-B处理小鼠的促甲状腺激素释放因子含量接近正常小鼠，与荷瘤小鼠差异显著。提示CAE-B治疗移植性肝癌H22可抑制恶性肿瘤特异性生长因子的产生，阻断肿瘤内毛细血管的增殖，达到治疗和康复的目的。3.1.8番茄红素是从雷公藤根中分离出的生物活性单体。番茄红素对新生血管的抑制作用是多方面的，如抑制其增殖、抑制小管形成能力、抑制迁移等。实验结果表明，雷公藤红素能明显抑制体外培养的内皮细胞株ECV304的增殖。低浓度雷公藤红素(5克/毫升、10克/毫升和15克/毫升)主要导致血管

16、内皮细胞的s期被阻断，而高浓度雷公藤红素(20克/毫升)也表现出细胞毒性并导致血管内皮细胞坏死，这表明雷公藤红素可以通过阻碍脱氧核糖核酸合成和细胞毒性来抑制血管内皮细胞的体外增殖。黄玉伦等人报道，雷公藤红素能明显抑制体外培养的血管内皮细胞株(ECV)的增殖。它能以剂量依赖的方式抑制ECV迁移和小管形成。同时，还能抑制鸡胚尿囊膜的血管生成和基质凝胶栓中的血管生成。3.1.9去甲斑蝥素是斑蝥素的衍生物。已发现去甲斑蝥素对人脐静脉内皮细胞有很强的细胞毒作用，并能抑制正常细胞分裂。采用免疫组织化学方法检测，结果表明斑蝥素不仅能减少Bel7402肝癌细胞分泌血管内皮生长因子，还能降低血管内皮生长因子特异性受体flk的蛋白表达。3.2.1参麦注射液和参麦注射液(红参、麦冬)具有益气养阴的功效。高成贤等研究了参麦注射液对肿瘤组织血管生成和增殖细胞核抗原表达的影响，通过建立小鼠移植性S180肿瘤模型，从整体水平观察了参麦注射液对