免费文献传递   相关文献

Antitumor effects of bistetrahydrofuran annonaceous acetogenins in vivo

双四氢呋喃型番荔枝内酯体内抗肿瘤作用



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 1 期 2012 年 1 月

·139·
双四氢呋喃型番荔枝内酯体内抗肿瘤作用
陈 勇,李 祥*,陈建伟,徐莎莎,王 玉,邱海龙
南京中医药大学药学院,江苏 南京 210046
摘 要:目的 研究双四氢呋喃型番荔枝内酯的体内抗肿瘤作用。方法 以紫杉醇为阳性对照,观察 4 个双四氢呋喃型番荔
枝内酯单体番荔枝塔亭戊(squamostatin-E,1)、番荔枝塔亭甲(squamostatin-A,2)、去乙酰紫玉盘素(desacetyluvaricin,
3)、泡番荔枝辛(bullatacin,4)对移植性肝癌 Heps 和肉瘤 S180荷瘤小鼠的抑瘤作用及对小鼠体质量与肝、胸腺和脾指数的
影响。结果 与模型组比较,化合物 1 高剂量(60 μg/kg)、化合物 3 和 4 低剂量(15 μg/kg)对移植性肝癌 Heps 荷瘤小鼠
肿瘤有极显著抑制作用(P<0.01),抑制率分别为 51.6%、32.5%、63.4%;化合物 2 和 3 高剂量(60 μg/kg)对移植性肝癌
Heps 荷瘤小鼠肿瘤有显著抑制作用(P<0.05),抑制率分别为 31.2%、70.9%;紫杉醇 40 μg/kg 的抑瘤率为 62.2%。化合物
3 高剂量对移植性肉瘤 S180荷瘤小鼠肿瘤有极显著抑制作用(P<0.01),抑制率为 63.9%;紫杉醇 40 μg/kg 的抑瘤率为 48.9%。
结论 化合物 1~4 对移植性肝癌 Heps 荷瘤小鼠、肉瘤 S180荷瘤小鼠均有明显抗肿瘤作用,部分化合物的抗肿瘤活性强于紫
杉醇。
关键词:双四氢呋喃型番荔枝内酯;抗肿瘤;肝癌 Heps;肉瘤 S180;紫杉醇
中图分类号:R282.710.5 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2012)01 - 0139 - 04
Antitumor effects of bistetrahydrofuran annonaceous acetogenins in vivo
CHEN Yong, LI Xiang, CHEN Jian-wei, XU Sha-sha, WANG Yu, QIU Hai-long
College of Pharmacy, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210046, China
Key words: bistetrahydrofuran annonaceous acetogenins; anti-tumor; Heps; S180; taxol

番荔枝内酯(annonaceous acetogenins,亦称番荔
枝乙酰精宁)是番荔枝科植物中特有的一类成分[1]。
Jolad等[2]从番荔枝科紫玉盘属植物尖紫玉盘Uvaria
acuminate Oliv. 根中分得第 1 个番荔枝内酯化合物
uvaricin,其对小鼠白血病细胞有强杀伤作用,由此
掀起了发掘番荔枝科植物中番荔枝内酯类化合物的
高潮。目前,从番荔枝科植物中共分离得到 500 多
个番荔枝内酯,可分为单四氢呋喃型和双四氢呋喃
型(邻双和间双型)两大类。以往关于番荔枝内酯
的文献报道多为其体外抗肿瘤活性,且双四氢呋喃
型番荔枝内酯的抗肿瘤活性强于单四氢呋喃型番荔
枝内酯[3-9]。故本实验对前期分离得到的 4 个双四氢
呋 喃 型 番 荔 枝 内 酯 化 合 物 番 荔 枝 塔 亭 戊
(squamostatin-E,1)、番荔枝塔亭甲(squamostatin A,
2)、去乙酰紫玉盘素(desacetyluvaricin,3)、泡番
荔枝辛(bullatacin,4)进行体内抗肿瘤作用研究,
以期开发新型抗肿瘤药物。
1 材料
1.1 药品与仪器
化合物 1~4 由本实验室从番荔枝 Annona
squamosa Linn.种子氯仿提取部位分离得到,经
HPLC-DAD 检测质量分数均>98%;紫杉醇,规格
5 mL/支,含紫杉醇 6 mg/mL,四川康益生物技术制
药有限公司,批号 080403;氯化钠注射液,南京小
营制药厂;AG285 电子分析天平,瑞士 Mettler
Toledo 公司。
1.2 动物及瘤株
纯系清洁级昆明种小鼠 200 只,雌雄各半,体
质量 18~22 g,由南京中医药大学动物实验中心提
供,动物合格证号:苏动质字第 200402 号。小鼠移

收稿日期:2011-06-21
基金项目:国家教育部博士点专项基金资助项目(20113237110009);江苏省高校优势学科建设工程资助项目(ysxk-2010);江苏省中医药局
科技项目(LZ09001);江苏省中药药效与安全性评价重点实验室开放研究课题(P09018);2011 年江苏省普通高校研究生科研创
新计划项目(790)
作者简介:陈 勇(1987—),男,博士,研究方向为中药化学与分析。E-mail: achenyong@gmail.com
*通讯作者 李 祥 Tel: (025)85811512 E-mail: lixiang_8182@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 1 期 2012 年 1 月

·140·
植性肿瘤 Heps 和 S180 瘤株由江苏省肿瘤医院药理
实验中心提供。
2 方法
2.1 对肝癌 Heps 与 S180荷瘤小鼠的抑瘤作用
将传代 7~8 d、生长旺盛且无溃破的肝癌 Heps
荷瘤小鼠,颈椎脱臼处死,置超净工作台,从腹腔
抽出瘤液(乳白或乳黄色为佳)用氯化钠注射液按
1∶4 配制成 1×108/mL 的肿瘤细胞悬液。取昆明种
小鼠 100 只,每只小鼠右前肢腋下接种 0.2 mL 肝癌
Heps 细胞悬液,次日将小鼠随机分成模型组、紫杉
醇(40 μg/kg,用豆油稀释)阳性对照组、化合物 1~
4 高剂量和低剂量(60、15 μg/kg,均用豆油稀释)
组,每组 10 只。同法制备移植性肉瘤 S180 荷瘤小鼠
模型。各给药组小鼠 ip 紫杉醇或化合物 1~4,每
天 1 次,连续 7 d,模型组给予等量生理盐水。每天
记录小鼠生存状态,停药后 24 h 处死小鼠,称体质
量。剥取肿瘤、肝、脾和胸腺称质量,计算抑瘤率
及肝、脾和胸腺指数。
抑瘤率=1-给药组平均瘤质量/模型组平均瘤质量
脏器指数=10×器官质量/体质量
2.2 数据处理
所有数据以 sx ± 表示,并经 Excel 处理,用双
侧 t 检验进行组间分析。
3 结果
3.1 对肝癌 Heps 荷瘤小鼠的影响
4 种双四氢呋喃型番荔枝内酯对移植性肝癌
Heps 荷瘤小鼠均显示了不同程度的肿瘤抑制作用,
除化合物 4 高剂量组的小鼠死亡率高、化合物 1 和
2 低剂量对肝癌 Heps 抑制率较低外,其他给药组瘤
质量与模型组比较具有统计学意义。化合物 3 高剂
量的抑瘤率为 70.9%,化合物 4 低剂量的抑制率为
63.4%,表明其体内抗移植性肝癌 Heps 的作用优于
紫杉醇(抑制率 62.2%)。化合物 1 高剂量的抑制率
为 51.6%,也显示了较好的抗肿瘤作用。结果见表
1。与模型组比较,部分双四氢呋喃型番荔枝内酯对
荷瘤小鼠脾、胸腺免疫器官具有保护作用;各化合
物对荷瘤小鼠肝脏无明显保护作用或不良影响;而
紫杉醇对荷瘤小鼠的脾、胸腺和肝脏均有不同程度
的不良影响。结果见表 2。
3.2 对 S180荷瘤小鼠的影响
除化合物 4 高剂量组的小鼠死亡率高外,4 种
双四氢呋喃型番荔枝内酯对移植性肉瘤 S180 荷瘤
小鼠显示了较强的抑瘤作用,其中化合物 1 高剂量
组的抑瘤率为 51.1%,化合物 2 高、低剂量组的抑
瘤率分别为 54.2%、52.7%,化合物 3 高剂量组的
抑瘤率为 63.9%,化合物 4 低剂量组的抑瘤率为
65.8%,均显示了比紫杉醇(抑瘤率 48.9%)更强
的体内抗移植性肉瘤 S180 的作用。结果见表 1。与
模型组比较,部分双四氢呋喃型番荔枝内酯化合物
对荷瘤小鼠的胸腺具有一定的保护作用,而所有化
合物对荷瘤小鼠肝脏和脾脏均无明显的保护作用。
结果见表 3。
表 1 化合物 1~4 对移植性肝癌 Heps 和 S180 荷瘤小鼠的抑瘤率 ( sx ± )
Table 1 Antitumor effects of compounds 1—4 against transplanted Heps tumor- and S180 bearing mice ( sx ± )
Heps S180 组 别 剂量 / (μg·kg−1)
动物 / 只 平均瘤质量 / g 抑瘤率 / % 动物 / 只 平均瘤质量 / g 抑瘤率 / %
模型 - 10 1.133±0.46 - 10 0.752±0.16 -
化合物 1 15 10 0.745±0.16 34.2 10 0.547±0.10 27.2
60 10 0.547±0.18** 51.6 10 0.368±0.08 51.1
化合物 2 15 10 0.964±0.19 14.9 10 0.355±0.09 52.7
60 10 0.789±0.12* 31.2 10 0.344±0.10 54.2
化合物 3 15 10 0.765±0.18** 32.5 10 0.433±0.12 42.3
60 10 0.330±0.22* 70.9 10 0.271±0.08** 63.9
化合物 4 15 8 0.381±0.18** 63.4 9 0.263±0.06 65.8
60 4 - - 3 - -
紫杉醇 40 10 0.428±0.15** 62.2 10 0.384±0.12** 48.9
与模型组比较:*P<0.05 ** P<0.01;下表同
*P<0.05 ** P<0.01 vs model group; same as below
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 1 期 2012 年 1 月

·141·
表 2 化合物 1~4 对移植性肝癌 Heps 荷瘤小鼠肝脏、脾脏和胸腺指数的影响 ( 01=± n , sx )
Table 2 Effects of compounds 1—4 against liver, spleen, and thymus indexes of Heps-bearing mice ( 01=± n , sx )
组 别
剂量 /
(μg·kg−1)
平均体质量 / g 脾质量 / g 脾指数 肝质量 / g 肝指数 胸腺质量 / g 胸腺指数
模型 - 24.7±3.02 1.17±0.06 0.069±0.018 1.31±0.03 0.534±0.096 0.044±0.004 0.017±0.007
化合物 1 15 22.1±3.95 0.13±0.06 0.018±0.009** 1.38±0.08 0.390±0.073* 0.075±0.008 0.006±0.010**
60 21.5±3.28 0.11±0.08 0.057±0.015 1.22±0.01 0.624±0.103 0.032±0.006 0.033±0.004*
化合物 2 15 22.7±2.61 0.18±0.09 0.049±0.020 1.36±0.05 0.566±0.056 0.074±0.009 0.015±0.012
60 25.3±3.95 0.18±0.04 0.078±0.012 1.48±0.07 0.598±0.073 0.039±0.003 0.033±0.008*
化合物 3 15 25.7±3.83 0.20±0.10 0.072±0.023 1.44±0.10 0.582±0.108 0.055±0.008 0.016±0.011
60 23.2±3.28 0.24±0.12 0.077±0.013 1.38±0.12 0.560±0.076 0.026±0.006 0.021±0.010
化合物 4 15 23.1±2.18 0.10±0.08 0.051±0.021 1.30±0.15 0.594±0.039 0.030±0.008 0.011±0.003
紫杉醇 40 16.1±2.61 0.03±0.05 0.042±0.006 0.63±0.05 0.566±0.082 0.009±0.002 0.013±0.008

表 3 化合物 1~4 对肉瘤 S180荷瘤小鼠肝脏、脾脏和胸腺指数的影响 ( 01=± n , sx )
Table 3 Effects of compounds 1—4 against liver, spleen, and thymus indexes of S180-bearing mice ( 01=± n , sx )
组 别
剂量 /
(μg·kg−1)
平均体质量 / g 脾质量 / g 脾指数 肝质量 / g 肝指数 胸腺质量 / g 胸腺指数
模型 - 23.1±2.25 0.199±0.08 0.086±0.009 1.48±0.06 0.641±0.086 0.050±0.007 0.022±0.008
化合物 1 15 23.7±2.09 0.210±0.06 0.115±0.005 1.63±0.05 0.662±0.040 0.056±0.009 0.018±0.009
60 21.8±2.59 0.170±0.08 0.088±0.008 1.37±0.011 0.688±0.047 0.048±0.005 0.024±0.016
化合物 2 15 23.3±3.62 0.180±0.06 0.077±0.014 1.54±0.08 0.628±0.086 0.054±0.007 0.022±0.004
60 17.9±3.58 0.080±0.09 0.077±0.008 0.92±0.09 0.661±0.043 0.027±0.005 0.023±0.008
化合物 3 15 22.1±2.93 0.190±0.10 0.044±0.100 1.38±0.08 0.514±0.033 0.054±0.004 0.015±0.012
60 19.4±2.17 0.130±0.11 0.085±0.003 1.12±0.10 0.624±0.038 0.052±0.005 0.024±0.036
化合物 4 15 21.5±3.07 0.110±0.04 0.067±0.009 1.11±0.08 0.577±0.046 0.034±0.007 0.026±0.066
紫杉醇 40 22.5±2.55 0.206±0.09 0.051±0.030 1.49±0.04 0.516±0.024 0.041±0.002 0.016±0.021

4 讨论
番荔枝内酯的作用靶点为肿瘤细胞的线粒体,
它通过降低线粒体内 cAMP 和 cGMP 的水平而诱导
肿瘤细胞凋亡[10]。有研究表明,番荔枝内酯可能作
用于线粒体复合酶 I 的 ND1 及 ND2 亚单元[11-12],而
番荔枝内酯类化合物 desacetyluvaricinsk 可增加肝
癌细胞 TLR4 和 p53 的表达,从而改进免疫识别和
诱导肝癌细胞凋亡,这可能是其临床抑制肝癌细胞
的作用机制之一[13]。本实验结果表明,双四氢呋喃
型番荔枝内酯对两种实体瘤显示了较强的抑制作
用,其中对肝癌 Heps 的作用更强,并且各化合物
高剂量的作用强于低剂量,存在较明显的量效关系。
通过比较对两种实体瘤的抑瘤率发现,邻双四氢呋
喃环番荔枝内酯化合物 3 和 4 的抗瘤活性强于间位
双四氢呋喃环番荔枝内酯化合物 1 和 2,虽然化合
物 4 高剂量组的小鼠死亡率较高,但其在低剂量时
就已显示出很高的肿瘤抑制率,表明该化合物的抗
癌活性非常强,具体作用、剂量有待进一步研究确
定。部分双四氢呋喃型番荔枝内酯对荷瘤小鼠的脾
和胸腺免疫器官具有保护作用,而紫杉醇对小鼠的
脾、胸腺和肝脏均有不同程度的不良影响。体内实
验结果与前期体外细胞实验结果一致[14],但各化合
物的最佳剂量、具体作用机制等有待深入研究。本
研究结果提示双四氢呋喃型番荔枝内酯类化合物极
有可能开发成为新型抗肿瘤药物。
参考文献
[1] 顾关云, 蒋 昱. 番荔枝科植物细胞毒成分的研究进
展 [J]. 现代药物与临床, 2010, 25(4): 252-261.
[2] Jolad S D, Hoffmann J J, Schram K H, et al. Uvaricin, a
new antitumor agent from Uvaria accuminata
(Annonaceae) [J]. J Org Chem, 1982, 47(16): 3135-3153.
[3] Miyoshi H, Ohshima M, Shimada H, et al. Essential
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 1 期 2012 年 1 月

·142·
structural factors of annonaceous as potent inhibitors of
mitochondrial compiex I [J]. Biochem Biophys Acta,
1998, 1365(3): 443-452.
[4] He K, Zeng L, Ye Q, et al. Comparative SAR evaluation
of annonaceous acetogenins for pesticidal activity [J].
Pest Sci, 1997, 49(4): 372-378.
[5] Oberlies N H, Chang C, Mclaughlin J L. Structure-
activity relationships of diverse Annonaceous acetogenins
against multidrug resistant human mammary adeno-
carcinoma (MCF-7/Adr) cells [J]. J Med Chem, 1997,
40(13): 2102-2106.
[6] Alali F Q, Kaakeh W, Bennett G W, et al. Annoaceous are
acetogenins as natural pesticides: Potent toxisity against
insecticide susceptible and resistance German cockroach
[J]. J Econ Entomol, 1998, 91(3): 641-649.
[7] Landolt J L, Ahammadsahib K I, Hollingworth R M, et al.
Determination of structure-activity relationships of
Annonaceous acetogenins by inhibition of oxygen uptake
in rat liver mitochondria [J]. Chem Biol Interact, 1995,
98(1): 1-13.
[8] Degli E M, Ghelli A, Ratta M, et al. Natural substances
(acetogenins) from the family Annonaceae are powerful
inhibitors of mitochondrial NADH dehydrogenase
(Complex I) [J]. Biochem J, 1994, 301(1): 161-167.
[9] Alfonso D, Johnson H A, Colman-Saizarbitoria T, et al.
SARs of annonaceous acetogenins in rat liver mito-
chondria [J]. Nat Toxins, 1996, 4(1): 181-188.
[10] Chiu H F, Chih T T, Hsian Y M, et al. Bullatacin, a potent
antitumor Annonaceous acetogenin, induces apoptosis
through a reduction of intracellular cAMP and cGMP
levels in human hepatoma 2.2.15 cells [J]. Biochem
Pharmacol, 2003, 65(5): 319-327.
[11] Murai M, Ishihara A, Nishioka T, et al. The ND1 subunit
constructs the inhibitor binding domain in bovine heart
mitochondrial complex I [J]. Biochemistry, 2007, 46(21):
6409-6416.
[12] Nakamaru-Ogiso E, Han H, Matsuno-Yagi A, et al. The
ND2 subunit is labeled by a photoaffinity analogue of
asimicin, a potent complex I inhibitor [J]. FEBS Lett,
2010, 584(5): 883-888.
[13] He H B, Wu X L, Yu B, et al. The effect of
desacetyluvaricin on the expression of TLR4 and P53
protein in Hepg 2.2.15 [J]. Hepat Mon, 2011, 11(5):
364-367.
[14] Yang H, Zhang N, Li X, et al. Structure-activity
relationships of diverse annonaceous acetogenins against
human tumor cells [J]. Bioorg Med Chem Lett, 2009,
19(8): 2199-2202.