[01137647]抗癌药物活性成分的筛选与作用机制的研究

1、任务来源：国家人事部留学人员科技活动项目（国人厅发）2005129。2、应用领域和技术原理：小檗胺、苦参碱和茶氨酸均是天然的中草药成分，去甲斑鳌素也是依据天然的斑鳌素化学结构修饰后一种化合物，所有这些化学结构明确的单体成分低毒副作用，具有保护抗癌免疫功能，有关它们对于高转移的人乳腺癌和人非小细胞肺癌细胞生长、迁移和侵袭与其作用的机制未见研究报道。本项目研究确认的这些化学成分抑制高转移的人乳腺癌和人非小细胞肺癌细胞生长、迁移和侵袭与其作用的机制为研究开发具有我国自主知识产权的、能够同时抑制癌细胞生长和转移的抗癌药物提供科学依据，其研究为开发创新药物的原始创新工作。癌细胞无限制非正常的增殖和转移是恶性肿瘤最重要的生物学特性。在癌症引起众多患者死亡的转移过程中，癌细胞的生长、迁移和侵袭是转移的关键环节。抗癌药物活性成分诱导肿瘤细胞凋亡、抑制其生长、迁移和侵袭是阻止肿瘤生长和转移的重要作用机制和防治癌症恶化发展、提高患者的生存质量、减少患者死亡率的有效战略。因此，开发新型的低毒副作用、多靶点、保护抗癌免疫功能、同时能够抑制癌细胞生长和转移的药物将是临床上实用有效首选的新型抗癌药物。在本项目研究中，我们正是以这样的研究战略和目标展开工作，我们所筛选出来的抗癌活性成分小檗胺、苦参碱、茶氨酸和去甲斑鳌素均显示了潜在着具有这样新型抗癌药物的特性。这些成分不仅能够有效地抑制高转移的人乳腺癌和非小细胞肺癌等癌细胞生长、诱导癌细胞凋亡，而且，在低于抑制这些癌细胞生长的浓度时也能够强烈地抑制这些癌细胞的迁移和侵袭，其作用机制涉及到多个分子靶点。3、性能指标：小檗胺对高转移的人乳腺癌MDA-MB-231细胞生长的抑制作用与其作用的分子机制；小檗胺对人非小细胞肺癌A549细胞生长的抑制作用与其作用的分子机制；小檗胺经大鼠口服代谢后的血清对MDA-MB-231细胞生长的抑制作用；小檗胺经兔口服代谢后的血清对A549细胞生长的抑制作用；小檗胺对MDA-MB-231细胞迁移和侵袭的抑制作用和其作用的分子机制；小檗胺对A549细胞迁移的抑制作用和其作用的分子机制；小檗胺对MDA-MB-231细胞作用的分子靶点和信号传导途径；小檗胺对A549细胞作用的分子靶点。小檗胺协同抗癌制剂celecoxib、trichostatin A和carmofur对MDA-MB-231细胞生长抑制的作用；小檗胺协同抗癌制剂celecoxib和trichostatin A对A549细胞生长的抑制作用；苦参碱对高转移的人乳腺癌MDA-MB-231细胞生长的抑制作用与其作用的分子机制；苦参碱对人非小细胞肺癌A549细胞生长的抑制作用与其作用的分子机制；苦参碱经兔口服代谢后的血清对MDA-MB-231细胞生长的抑制作用；苦参碱经兔口服代谢后的血清对A549细胞生长的抑制作用；苦参碱协同抗癌制剂celecoxib、trichostatin A和rosiglitazone对MDA-MB-231细胞增殖抑制的作用；苦参碱对A549细胞生长的抑制作用；苦参碱协同抗癌制剂trichostatin A对A549细胞生长的抑制作用；苦参碱对MDA-MB-231细胞侵袭的抑制作用和其作用的分子机制；苦参碱对A549细胞迁移的抑制作用和其作用的分子机制；苦参碱对A549细胞VEGF蛋白分泌的抑制作用；苦参碱对MDA-MB-231细胞作用的分子靶点和信号传导途径；苦参碱对A549细胞作用的分子靶点。茶氨酸对MDA-MB-231细胞生长的抑制作用；茶氨酸对A549细胞生长的抑制作用茶氨酸对人白血病K562细胞生长的抑制作用茶氨酸经兔口服代谢后的血清对K562细胞生长的抑制作用茶氨酸经兔口服代谢后的血清对A549细胞生长的抑制作用；茶氨酸对MDA-MB-231细胞迁移和侵袭的抑制作用茶氨酸对A549细胞迁移和侵袭的抑制作用；茶氨酸协同小檗胺和trichostatin A对 A549细胞生长的抑制作用；茶氨酸协同小檗胺和去甲斑蝥素对A549细胞迁移的抑制作用；去甲斑鳌素对MDA-MB-231细胞生长的抑制作用与其作用的分子机制；去甲斑鳌素对A549细胞生长的抑制作用与其作用的分子机制；去甲斑鳌素经兔静脉注射代谢后的血清对MDA-MB-231细胞生长的抑制作用；去甲斑鳌素经兔口服代谢后的血清对A549细胞生长的抑制作用；去甲斑鳌素协同抗癌制剂trichostatin A、celecoxib和lovastatin对A549细胞生长的抑制作用；去甲斑鳌素对A549细胞迁移的抑制作用；去甲斑鳌素对MDA-MB-231细胞作用的分子靶点和信号传导途径；4、与国内同类技术比较：虽然有报道小檗胺、苦参碱、茶氨酸或去甲斑鳌素这些化学成分中对肝癌、宫颈癌、黑色素瘤（和）或白血病等癌细胞的增殖有抑制作用，但是，有关它们对于高转移的人乳腺癌和人非小细胞肺癌细胞生长、迁移和侵袭与其作用的机制未见研究报道。本项目研究使用临床常用的治疗乳腺癌的药物carmofur和欧美近几年来一直热衷的、目前正在进行治疗肺癌和乳腺癌II期临床实验使用的celecoxib等抗癌制剂作为对照；celecoxib由于其毒副作用，可能会限制其广泛应用。本项目筛选出的抗癌药物活性成分小檗胺抑制高转移的人乳腺癌细胞生长使用的有效剂量较临床上常用的治疗乳腺癌和肠道肿瘤药物carmofur分别低5倍，并且对正常乳腺上皮细胞毒性甚小；小檗胺能够（2-3倍）提高抗癌制剂celecoxib、trichostatin A和carmofur对高转移的人乳腺癌细胞生长的抑制作用；小檗胺显著性抑制人非小细胞肺癌细胞的生长，其作用的有效剂量可与celecoxib相当；小檗胺显著性提高trichostatin A和celecoxib对人非小细胞肺癌细胞生长的抑制作用；苦参碱抑制高转移的人乳腺癌细胞生长使用的有效剂量较抗癌药carmofur高38%；苦参碱能够成倍地提高celecoxib、trichostatin A和rosiglitazone对高转移的人乳腺癌细胞增殖的抑制作用；苦参碱显著性抑制人非小细胞肺癌细胞生长，能够提高trichostatin A抑制人非小细胞肺癌细胞生长作用的75%；小檗胺和苦参碱在低于抑制人乳腺癌和非小细胞肺癌细胞生长的浓度，能够抑制癌细胞的迁移和侵袭；茶氨酸能够抑制人白血病K562细胞和人非小细胞肺癌A549细胞生长；茶氨酸能够抑制MDA-MB-231细胞的迁移和侵袭；茶氨酸能够抑制A549细胞迁移，并且，能够2-3倍提高抗癌活性成分小檗胺和去甲斑蝥素抑制A549细胞的迁移；去甲斑鳌素显著性抑制人非小细胞肺癌细胞生长，其IC50浓度较celecoxib低13倍；去甲斑鳌素能够显著地（2倍）提高celecoxib、trichostatin A和lovastatin对非小细胞肺癌细胞生长的抑制作用；去甲斑鳌素能够有效地抑制高转移的人乳腺癌MDA-MB-231细胞的生长，诱导MDA-MB-231细胞凋亡和周期停滞；其IC50较抗癌药carmofur低3倍；茶氨酸和去甲斑鳌素能够有效地抑制高转移的人乳腺癌细胞和人非小细胞肺癌细胞的迁移和侵袭。本项目研究使用的小檗胺、苦参碱和茶氨酸均是天然的活性成分，去甲斑鳌素也是天然的活性成分斑鳌素经化学修饰改造的成分，所有这些化学结构明确的单体成分低毒副作用。我们通过本项目研究首次证明它们能够抑制高转移的人乳腺癌和人非小细胞肺癌等癌细胞的生长、迁移或(和)侵袭，这意味着；这些成分不仅潜在着抑制肿瘤生长，而且可抑制癌细胞转移；同时，这些成分显示了对 celecoxib和（或）carmofur等抗癌制剂的协同增效作用。5、成果的创造性、先进性：乳腺癌为全球妇女因癌症死亡率第二位的恶性肿瘤，肺癌是导致全球男女癌症患者死亡率第一位的重大疾病。尽管近年来在肿瘤诊断、治疗手段和方法方面已经取得了很大进步，但是，肺癌患者5年的幸存率仅有15%；而非小细胞肺癌占整个肺癌病例的80%， 其中，发现有侵袭转移的患者平均仅能活10个月。化疗或放疗结合辅助放疗是常用的临床方法，由于药物的毒副作用和缺乏有效的抑制癌细胞迁移、侵袭和转移的药物，至今，还没有有效的方法改变目前癌症临床治疗的现状。转移是临床多数癌症患者包括肺癌、乳腺癌和肝癌患者等死亡的主要病因，防治转移是有效地防治和减少癌症死亡率的关键战略；许多抗癌药物以细胞毒作用为主，不能防治癌细胞转移，并且还有很强的毒副作用，降低了患者的生存质量。因此，开发新型的低毒副作用、多靶点、保护抗癌免疫功能、同时能够抑制癌细胞生长和转移的药物将是临床上实用有效首选的新型抗癌药物。在本项目研究中，我们正是以这样的研究战略和目标展开工作，我们所筛选的抗癌活性成分均显示了潜在着具有这样新型抗癌药物的特性。在本项目研究过程中，我们使用临床常用的治疗乳腺癌的药物carmofur和欧美近几年来一直热衷的、目前正在进行治疗肺癌和乳腺癌II期临床实验使用的celecoxib等作为对照；celecoxib由于其毒副作用，可能会限制其广泛应用。本项目研究使用的天然活性成分小檗胺、苦参碱、茶氨酸和去甲斑鳌素是化学结构明确低毒副作用的单体成分。我们通过本项目研究首次证明它们能够抑制高转移的人乳腺癌和人非小细胞肺癌等癌细胞的生长、迁移或(和)侵袭，这意味着；这些成分不仅潜在着抑制肿瘤生长，而且可抑制癌细胞转移；同时，这些成分显示了对 celecoxib和（或）carmofur等抗癌制剂的协同增效作用。本项目的研究发现首次证实：小檗胺抑制高转移的人乳腺癌细胞生长使用的有效剂量较临床上常用的治疗乳腺癌和肠道肿瘤药物carmofur分别低5倍，并且对正常乳腺上皮细胞毒性甚小；小檗胺能够（2～3倍）提高抗癌制剂celecoxib、trichostatin A和carmofur对高转移的人乳腺癌细胞生长的抑制作用；小檗胺在低于抑制癌细胞生长的浓度可以显著性抑制高转移的人乳腺癌细胞的迁移和侵袭；其作用机制、重要的分子靶点和信号传导通路也被确认。这些发现为进一步应用研究开发以小檗胺为主体成分的防治高转移乳腺癌细胞生长和转移的新型抗癌药物提供了重要的科学依据。本研究结果于2009年10月发表在SCI期刊Molecular Cancer (SCI 影响因子 5.36)。同时，本项目的研究发现首次证实：小檗胺显著性抑制人非小细胞肺癌细胞的生长，其作用的有效剂量可与celecoxib相当；小檗胺显著性地提高trichostatin A和celecoxib对人非小细胞肺癌细胞生长的抑制作用；小檗胺在低于抑制人非小细胞肺癌细胞生长的浓度能够抑制非小细胞肺癌细胞的迁移作用；发现了小檗胺抑制非小细胞肺癌生长的重要作用机制和分子靶点。这些研究结果已被SCI期刊Cytotechnology认可接受，论文近期将发表。本项目的研究发现首次证实：苦参碱抑制高转移的人乳腺癌细胞生长使用的有效剂量较抗癌药carmofur高38%；苦参碱能够成倍地提高celecoxib、trichostatin A和rosiglitazone对高转移的人乳腺癌细胞增殖的抑制作用；苦参碱在低于抑制癌细胞生长的浓度能够抑制高转移的人乳腺癌细胞侵袭；其重要的作用机制、分子靶点和信号传导通路也被确认。这些发现为进一步应用研究开发以苦参碱为主体成分的防治高转移乳腺癌生长和转移的新型抗癌药物提供了重要的科学依据。本研究结果于2009年9月发表在SCI期刊Cytotechnology。同时，本项目结果还首次证实：苦参碱显著性抑制人非小细胞肺癌细胞生长，能够提高trichostatin A抑制人非小细胞肺癌细胞生长作用的75%；苦参碱在低于抑制癌细胞生长的浓度能够抑制人非小细胞肺癌细胞迁移和VEGF蛋白分泌；其作用机制和重要的分子靶点被发现。有关研究结果于2009年7月发表在SCI期刊Cytotechnology。本项目研究首次证实：茶氨酸能够抑制人白血病K562细胞和人非小细胞肺癌A549细胞生长；茶氨酸能够抑制MDA-MB-231细胞的迁移和侵袭；茶氨酸能够抑制A549细胞迁移，并且，能够2-3倍