天然抗癌产物

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1、长期以来，寻找抗癌生物资源与天然药物成为各国医学、药学、化学及生物学家的一个共同 愿望一批又批科学家分别从植物、动物及海洋生物中提取抗癌天然产物，尤其是继长春花 新碱之后，紫杉醇及其衍生物Epothilones(埃波休隆)的发现，使此项工作取得了突破性的进 展本文主要综述了就近如年来国内外在寻找抗癌植物资源及其天然产物的研究与开发进 展，分别进行综合论述1 红豆杉及其天然产物紫杉醇红豆杉(俗称紫杉)，属植物界裸子植物亚门(Gymnospemmi)、松杉纲(Coniferopside)、红豆杉 目(Taxales)、红豆杉科(T矗mceae S. F. Grey)中红豆杉族(日B Milchlo

2、r et werd)下属的红 豆杉属1. 1紫杉醇(Paclitaxe l】的抗癌机理.药理实验证明，紫杉醇的抗癌活性表现在两个方面：一是对迅速分裂的肿瘤细胞，紫杉醇冻 结有丝分裂纺锤体，从而使细胞有丝分裂停止在G期和M期，阻止了癌细胞的快速繁殖直 至死亡；二是抑制肿瘤细胞的迁移.迄今为止，已发现紫杉醇具有中等抗Pl蠲、Ln,o小鼠 白血病活性，较高的抗Bl6黑色素瘤活性，对路易士肺癌和SIR肉瘸以及移植c 一 I肠癌、 一 1肺癌和M乳腺癌，SRC、M 一 1乳腺癌等具有明显活性，对进行性卵巢癌的治疗有良 好效果，对转移性乳腺癌、肺癌、头颈部肿瘤、恶性黑色素瘤、淋巴肉瘤及食道癌也具有一 定的

3、疗效.1 . 2 红豆杉及其天憝产物研究与开发1. 2，1紫杉醇的研究与开发历史J早在1856年Lucas就从浆果红豆杉(Txatts baecata L.)中分离得到碱性物质Tasine.直到本 世纪6o年代，在现代光谱技术发展的基础上，有关这方面的工作才得以全面展开.1962年美国农业部(USDA)采集了太平洋红豆杉树皮供美国国立癌症研究所(NCI)筛选抗癌 成分.1963年，Wall和Wani从太平洋红豆杉中提取出粗提物.1964年，用KB细胞毒性 方法证明，这粗提物具有生物活性.1965年,又采集了一批树皮交Wall博士提取分离.1969 年，确定了粗提物中活性成分是紫杉醇.1971年

4、，Wani分离出纯的紫杉醇并用x 一衍射确 定了其结构，起初发现紫杉醇对P3镕和Ll210小鼠白血病仅有中度活性.1975年进而发现 它对 BI6 黑色瘤有很强的活性1977 年，开始被确定为候选药物开始作临床前实验，随后 发现紫杉醇对多种人体肿瘤有很强的活性.1979年，Schif和Horwitz阐明了紫杉醇的独特 药理机制后，引起了科学家们的极大兴趣1980 年，完成了紫杉醇的制剂研究，随后开展 了毒理学研究.1983年。开始进入I期临床.1987年进入II期临床.1990年开始进入III期 临床.1991年，NCI决定由BKS公司从太平洋红豆杉树皮中提取25纯紫杉醇，以供NCI 进行1.

5、 2万例癌症患者的临床试验.1992年l2月29日，美国食品药品管理局(FDA)批准 紫杉醇上市，商品名为Taxol，用于治疗卵巢癌，现在Taxd已在欧洲、美洲、南非等40多 个国家上市122 紫杉醇的生物合成 1988年，Denis等从欧洲红豆杉的针叶中得到含量为0.1%的紫杉醇前体10 去乙酰白卡 亭一III,并以此为原料半合成紫杉醇及其衍生物Taxotere. Taxotere与紫杉醇的不同之处在 于岛位氨基上有叔丁氧羰基和cm位有羟基取代，其优点是水溶性较好，从而提高了生物利 用度.Taxotere也有广泛的体外抗肿瘤活性，已在治疗乳腺癌、肺癌、胃癌、头颈癌、卵巢 癌和黑色素瘤中得到证

6、实，作用机理也与紫杉醇类似.此后，全世界30多个研究小组开展 了紫杉醇的全合成研究，并发表了化学合成结果.直到 19931994 年才由 Ho1ton 教授和 Nico1ao11 教授分别用分子结构逐一形成的线型方法和逆合成分析法，通过 Shapiro 反应和 MCMurry偶联，把含有A环和c环的碎片结合起来，形成ABC环骨架，然后组装上含氧D 环，接上在B环与c环周围的各取代基，最后氧化cl3为醇并通过酯化反应侧链，完成了紫 杉醇的全生物合成.1. 2. 3 组织培养自 70 年代以来，国内外专家在进行红豆杉的组织及细胞的培养方面，傲了大量和卓有成效 的工作，并取得了突破性进展L3J. 一

7、是红豆杉愈伤组织及细胞悬浮培养，研究的范围包括： 愈伤组织和细胞系的选择，细胞生长、紫杉醇生产及营养成分消耗的动力学、诱导物、前体、 激素的种类与浓度、糖的种类与浓度、生物过程的偶合、生物反应器的种类及培养环境等方 面；二是红豆杉体细胞胚胎发生及胚性细胞悬浮培养；三是红豆杉细胞的固体化培养， Fett Neto 等用玻璃纤维固定东北红豆杉细施， 6 个月后这些细 胞能产生占细胞于重 0. 012. 4-0. 07%的紫杉醇， .1. 2. 4 基因工程Rodney等人采用同源PCR扩增片段筛选eDNA文库的方法，得到了紫杉二烯合成酶的cDNA 序列L3,4J.通过比较6种已知的高等植物中单萜、

8、倍半萜和双萜环化酶的基因序列，确定 了它们具有l1个同源区域.据此设计了 20个简并物，即c 一端、N端及中部9个位置的 各个方向的引物以CsCI纯化的T. brevif0Iia茎的噬菌体DNA文库为模板，随机组合引 物，进行PCR扩增，得到83bp的特异性扩增片断.然后将其克隆到1Tmue上，并用其作 为杂交探针对3x 105噬斑进行筛选，最终得到2. 7kb的一段序列对此2. 71do的基因片 断进行 eDNA 测序分析和氨基酸序列分析，发现它带有一般导人质体的信号肽，与其它二 烯萜环化酶的体内定位是相似的.与此同时， Han 等利用根癌农杆菌使太平洋红豆杉和欧洲 红豆杉无菌茎段产生冠瘿瘤

9、，并用 Southern 杂交检测到 TDNA 的存在，从而首次证明红 豆杉可被农杆菌转化_3J. L王m等人利用太平洋红豆杉合子胚与含C-us基因的PBu21质 粒DNA培养，也成功地使Gus基因在胚中得到瞬间表达_3J. PlantCaress利用发根农杆 菌侵染红豆杉获得了发状根，之后把发状根培养于含lmg / LNAA和0. 1mg / L BA的岛培 养基上，最后再转移至5mg / L BA的培养基上培养8周即获得了转基因植株J.不久， Wildung等人成功地利用PCR技术克隆到该酶的eDNA片段，该片段由2586个核苷酸组成， 在离体条件下能把GGPP转化成4(5), 11(12

10、) dleae.目前，基因工程还只是一个良好的开 端.此外，在红豆杉及其天然产物资源开发方面，如红豆杉有性(种子)繁殖、无性(扦插)繁 殖、细胞真菌发酵，紫杉醇衍生物的研究与开发，也取得了突破性进展.2 Epoth1ones 研究 JEpothilones(埃波休隆)是由纤维堆囊菌属(S。ran uIn edlulosm)粘菌分泌的一类具有l6员碳 的大环内脂，现已发现两种天然衍生物，分别是epothilone A(分子式为c26H剪s)与epothilone B1995 年前后，美国 Merck 研究实验室的 DanielMBollag 等从 En1p0r_m 州立大学的 J. E. Pet

11、ersoax菌种珍藏室获得ran III cellutosum菌株s的有效活性，并证明这种提取物 就是epothilones(A与B),进而对这类化合物的微管稳定作用效能与紫杉醇作了较为全面的 离体实验比较研究，结果令人振奋，epothilones是一类具有促微管蛋白聚合特性、结构新颖 的抗癌化合物.多糖类3. I 刺五加多糖刺五加多糖是从五加科植物刺五加(Amndwpanox&n如D (Rupt. et M a)Hgn1s)的根、根皮 及果中提取分离的多糖_6J,其抗癌作用表现在：一是体外抗癌作用.佟丽研究结果表明， ASPS对S1R和细胞株均有明显的细胞毒作用，而且这种作用极为敏感.二是体

12、内抗癌作 用.谢蜀生等人将CBL/6小鼠皮下接种1X105ELG4细胞，测定小鼠肿瘤大小，井观察 成活期.结果显示，给药组小鼠肿瘤体积显著小于对照组(P0. o1)，给药时间越长，差别 越大程秀娟、ML shen等也发现ASPS对S和Siso二种瘤细胞均有显著抑制作用.3. 2茯苓多糖(PPs)佟丽等【7采用毛细管柱气相色谱法分析了茯苓多糖(PPS)，剌五加多糖(ASPS)与 S180细胞 一同温育24h 后,细胞膜磷脂和中性脂的脂肪酸组成变化，发现磷脂的脂肪酯组成发生明显 改变，花生四酸(cP )和豆蔻酸(c14_0)降低(PvO. (15或PvO. 01)，与作用阳性药物对照 的氨甲喋吟作

13、用相似.降低肿瘤细胞组织明显升高的c-： 4水平，减少自由基损伤，具有 一定的抗癌效果.此外，cl 4lo是一个饱和脂肪酸，PPS、ASPs能使C14： o降低，与阳性 抗癌药物IX的作用相似，也具有抗癌作用.综上所述，膜磷脂生化特性盼改变是PPS、ASPS 抗肿瘤作用的一个重要环节.3. 3 黄苠多糖据中药大辞典)记载：黄芪有“补气、脱毒、生肌”等功能.杜志德等介绍：黄芪具有三大 作用：防癌抗癌、预防感冒、延年益寿，其抗癌活性物质为黄芪多糖.王遭苑等报道：黄芪 多糖具有更显著的生物活性.3. 4 附子多糖附于是毛莨科乌头属(Aconitum camalchqeli c)植物的侧根，是一种常用

14、的中药材.据本草纲 目)记载，“附子具有回阳救逆、温补肾阳、祛寒止痛之功能”.近年研究表明：附子提取液(多 糖)尚具有强心、抗癌、抗衰老和增强免疫机能的作用.3. 5 银耳多糖银耳(7reme/a Be )在我国有悠久的药用和食用历史.据资料介绍_7J,多糖在防癌抗癌中 的生物活性是多方面的.第一有些多糖能提高M的吞噬功能，诱导白细胞介素I(IL1)和 肿瘤坏死因子(1T)的生成，激话LAK细胞，在抗肿瘤中发挥直接的细胞毒作用.第二多糖 在肿瘤免疫治疗也应具有十分重要的作用，友田正司等报道，从三七根(Pmmx nolo#seng )中 提取的多糖(S anchian A)可显著增强网状内皮系统

15、在碳廓清试验中的活性，并增加小鼠、绵 羊细胞抗体的生成，恢复由环磷酰胺导致的抑制而延迟的过敏反应.云芝多糖对Sire肉瘤、 艾氏腹水癌、吉田肉瘤、腹水型肝癌等实验肿瘤有明显的抑制作用茯苓多糖对小鼠 Sire 肉癌也有明显抑制作用，使癌细胞逆转.香菇多糖对小鼠Sl舳肉瘤抑制可达70% 100%, 有 90的小鼠肿瘤完全消退，还能抑制化学致癌剂3 一甲蒽醌的致癌作用.灵芝多糖能明 显增加抗原结合细胞(RFC)数，并升高正常人和白细胞减少者的白细胞数.葡萄甘鼹聚糖 (Glaeomannan )能使致敏淋巴细胞对肿瘤细胞发生特异性免疫反应，也能增强动物网状内皮 系统吞噬功能.陈力真等报道，地黄多糖ip

16、. ig对Lewis肺癌、BI6黑色素瘤和H肝癌亦 有效，第三多糖是细胞膜成分，能强化正常细胞抵御致癌物的侵袭.如冬虫夏草多糖能与肝 腹水癌细胞膜结合，抑制胞外葡萄糖进入癌细胞，使癌细胞缺能量而坏死.4 鬼臼类木脂素天然鬼臼类木脂素存在于小檗科鬼臼属(PodophyHum)、八角莲属(Dysvsn)和山荷叶属以及 大麻科和柏科的少数科属中J.鬼臼毒素(Podophyuo眦in)及相关木脂素是一类具有显著细 胞毒性的天然活性物质.这类物质主要包括鬼臼毒素、表鬼臼毒素、去甲鬼臼毒素、a足 叶草脂素、 8 一足叶草脂素、 5一甲氧基鬼臼毒素、锡金鬼臼毒素及酮基木脂素等成分，统 称鬼臼类木脂素(PodophyUum lignans).印年代中 VP16-213(e【0p08ide)和 vM26(teniposide) 问世，临床测试具有广谱抗癌话性：对小细胞肺癌、睾丸癌、白细胞癌、淋巴肉瘤、神经胶