全 文 ：·综述·
作用于微管的天然产物
崔 　萍 ,霍长虹 ,李力更 ,张嫚丽 ,史清文
①
(河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 ,河北 石家庄 　050017)
摘 　要 :微管在有丝分裂中扮演着重要的角色 ,微管靶点药物是抗肿瘤药物的重要组成部分。很多天然产物能作
用于微管的不同部位 ,其中包括紫杉醇类和长春花碱类。根据这些天然产物对微管蛋白聚合所起的促进作用或抑
制作用 ,将其划分成两类 ,着重讨论它们的来源、作用机制和生物活性。
关键词 :微管 ;微管蛋白 ;天然产物
中图分类号 :R284 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :0253 - 2670 (2010) 01 - 0139 - 09
Microtubule2interactive natural products
CU I Ping , HUO Chang2hong , L I Li2geng , ZHAN G Man2li , SHI Qing2wen
(Department of Medicinal Natural Product Chemist ry , College of Pharmaceutical Sciences ,
Hebei Medical University , Shijiazhuang 050017 , China)
Key words : microt ubule ; t ubulin ; nat ural p roduct s
　　微管(microtubule)是细胞骨架的重要组成部分 ,在细胞生
长、维持形态、细胞的信号转导以及有丝分裂等过程中都起着重
要作用。因其在有丝分裂中的重要作用 ,使之成为抗癌药物的
有力靶点。天然产物作用于微管有两种作用方式 :抑制微管聚
合 ,使纺锤体不能形成 ,从而使细胞分裂停止在有丝分裂中期 ;
或是促进微管聚合 ,抑制微管解聚 ,从而抑制细胞分裂。自 20
世纪 90 年代以来 ,具有促微管聚合活性的化合物引起了研究者
的广泛兴趣 ,其中具有里程碑意义的微管稳定剂是已经应用于
临床的天然抗肿瘤药物紫杉醇(Paclitaxel , Taxol )及其类似物紫
杉特尔(Docetaxel , Taxotere) 。紫杉醇通过稳定微管聚合体 ,抑
制其解聚 ,使细胞复制终止在 M期 ,进而引起细胞凋亡 ,已经被
广泛用于临床实体瘤化疗 ,特别是对卵巢癌、肺癌和乳腺癌有很
好的疗效。这些都促使人们对以微管为靶点的天然产物进行更
加深入和广泛的研究。目前除了从陆地植物中提取分离作用于
微管的天然产物外 ,海洋生物和细菌等生物中也发现了许多具
有此作用的天然产物 ,并且通过自己独特的作用机制来影响微
管的聚合和解聚过程。
1 　微管的结构和功能
1. 1 　微管的结构 :微管为存在于所有真核细胞中的动态多
聚物结构 ,是细胞内运输载体并构成细胞骨架 ,更为重要的
是在细胞的有丝分裂中起作用。微管为管状结构 (外径22～
26 nm ,壁厚约 5 nm) ,由两个结构相似的蛋白质亚基 ,即α2
和β2微管蛋白 (tubulin) 的异二聚体组装而成。两种微管蛋
白均含有大约 440 个氨基酸残基 ,在序列上具有 42 %的同
源性。在细胞内 , 微管蛋白异二聚体在微管相关蛋白
(microtubule associate proteins , MA Ps)的保护下形成长链 ,
即原丝 (p rotofilament) ,并进一步组装成含 13 根原丝、螺旋
状的微管。微管的这种管状结构不断以不对称方式在一端
生长 (正极) ,在另一端解离 (负极) 。2001 年 ,Lewe 等 [1 ]用 X
射线结晶衍射法得到了 0. 35 nm 分辨率的锌诱导并由紫杉
醇稳定的α、β异二聚体的三维结构 ,并标示出鸟苷三磷酸、
核酸和紫杉醇的结合区域。此外 ,微管家族中还有量较少的
γ2微管蛋白 ,通常位于微管的负端 ,是微管组织中心的组成
成分 ,连接微管和中心体 ,在微管的装配和取向等方面发挥
着重要的调节作用。
1. 2 　微管的功能 :在细胞内微管以胞质微管和纺锤体微管
两种形式存在 ,主要参与细胞运动、细胞器的定位、胞内物质
的运输及真核细胞的有丝分裂过程。细胞进入分裂期 ,其胞
质微管解聚成微管蛋白后再组装成纺锤体微管。在分裂后
期 ,纺锤体微管牵引着姊妹染色单体从赤道面移向纺锤体的
两极。在有丝分裂结束后 ,纺锤体微管解聚再组装成胞质微
管。因此 ,这种微管蛋白/ 微管之间的动态循环 (聚合和解
聚)为细胞正常有丝分裂所必需。若破坏此循环将致使进自
入有丝分裂期的细胞停止分裂 ,进而延长细胞周期和诱导细
胞凋亡。肿瘤细胞具有快速增殖能力 ,其有丝分裂过程频繁
且细胞周期明显短于正常细胞。因此 ,若破坏上述的动态循
环 ,必将影响到肿瘤细胞的有丝分裂过程 ,使其生长受到抑
制或者诱导肿瘤细胞的凋亡。按照破坏微管蛋白/ 微管循环
的机制 ,可将药物对微管的作用分为两类 :促进微管蛋白聚
合并稳定已形成的微管 (抑制微管解聚) 和抑制微管蛋白的
聚合。这两类天然产物分别以紫杉醇和长春花生物碱为代
表 ,作用机制见图 1。
·931·中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 1 期 2010 年 1 月
①　　收稿日期 :2009207210
　　3 通讯作者　史清文　Tel : (0311) 86265634 　E2mail :shiqingwen @hebmu. edu. cn
图 1 　紫杉醇和长春花生物碱对微管的作用机制
Fig. 1 　Mechanism of taxol and vinca alkaloids acting on microtubule
2 　稳定微管的天然产物
稳定微管的药物的作用机制类似 :在β微管蛋白上的结
合腔靠近异二聚体和原丝间的重要作用区域 ,因而在药物与
微管蛋白结合的同时也加强了异二聚体和原丝间的结合 ,结
果促进了微管蛋白的聚合又能稳定已形成的微管 (抗低温及
抗 Ca2 + 的解聚) ,使细胞分裂停止于 G2 / M 期。因这类药物
能与紫杉醇竞争同β微管蛋白的结合 ,推测它们具有交叉的
结合位点。目前文献报道具有稳定微管作用的天然产物包
括下面几类。
2. 1 　紫杉醇及其衍生物 (taxol and analogue) :1971 年 ,紫杉
醇首次从短叶紫杉 Tax us brevi f olia Nutt1 的树皮中被发现
并分离 ,属于复杂的二萜类化合物。它的水不溶性使其在发
现之初并未被作为有效药物考虑 ,但由于其特殊的作用机制
和良好的化疗效果 ,在改进给药方式后 ,紫杉醇及其类似物
docetaxel 已成为目前临床上较成功的抗癌药物。突变分析
表明 ,紫杉醇与微管蛋白的相互作用受β2 微管蛋白的 270
和 364 位氨基酸残基调节 ,结合位点在β2 微管蛋白 N 末端
的 31 个氨基酸片段和 217～231 位的氨基酸片段 [2 ] ,可体外
诱导微管蛋白在低温、不含 GTP 或 MA Ps 条件下形成超稳
定的微管结构 ,对 Ca2 + 和低温的解聚作用有一定的抗性。
紫杉醇具有很强的抑制肿瘤细胞活性 , IC50值小于 10 nmol/
L (耐药细胞株系除外) ,对肿瘤细胞生长的作用与对纯化的
微管蛋白的作用一致 [3 ] 。对 p2 糖蛋白表达型 MDR 细胞株
表现出与阿霉素、长春碱和放线菌素 D 有高度交叉耐药
性 [4 ] 。此外 ,紫杉醇还能诱导细胞中肿瘤坏死因子α( TN F2
α)基因的表达 ,提高蛋白质 ,包括 MA P 激酶和 Raf21 激酶的
酪氨酸残基的磷酸化水平 [5 ] 。同时其与细胞接触会诱发
DNA 断裂 ,诱导细胞凋亡 [6 ] 。
2. 2 　埃博霉素类 ( epothilones) : 1993 年从纤维堆囊粘菌
S orangi um cel l ulosum 中分离出新的 16 元大环内酯类化合
物 epothilones A 和 B [7 ] ;进而发现 epothilones 具有促微管聚
合活性 [8 ] 。与紫杉醇相似 ,epothilones 可诱导微管蛋白在体
温和不含 GTP 或 MA Ps 条件下形成微管。其诱导微管蛋白
的聚合反应可以被 MA Ps、GTP 或反应温度的升高而加
强 [9 ] 。Epothilones 是[3 H ]2紫杉醇与微管结合的竞争性抑
制剂 (表现 Ki 值为 216 mmol/ L) ;与紫杉醇不同的是 ,epot2
hilones 对 p2 糖蛋白表达型 MDR 细胞株和肿瘤依然保持活
性。在 MDR 细胞株 CCRF2CEM/ VBL100 中 , epothilones
A、B 和紫杉醇的 IC50值分别为 0. 02 和 0. 002 和 4. 14 mmol/
L 。在紫杉醇敏感细胞株中 ,epothilone B 比 epothilone A 或
紫杉醇具有更强的抑制活性 ;而 epothilone A 的活性通常小
于紫杉醇 ,与对纯化的微管蛋白的作用一致 [10 ] 。Potoroust
ri dact y lis 的肾上皮 ( Pt K2)细胞间接免疫萤光测定显示 ,经
epothilone B 处理后微管聚合的速度更快。另一方面 ,紫杉
醇的内毒素样活性在临床化疗中可能引起非血液性不良反
应 ,而 epothilones 不引发细胞的内毒素信号途径 [11 ] 。
2. 3 　箭根薯酮内酯 ( taccalonolides) : 是从箭根薯 Tacca
plantaginea Andr1 中发现的甾体类化合物 ,包括 taccalonol2
ides A～V。在这些化合物中 ,taccalonolide A 曾由 Chen 等
在 1987 年从中药车前中分离得到 ,有报道称其对小鼠 P388
肿瘤细胞有抗增殖活性。Moobeery 等 [13 ] 报道 , taccalonol2
ides A、E 是自紫杉烷类化合物发现以来的又一个微管稳定
剂 ,这个结论是根据观测大量的微管抑制细胞学效应的数据
得到的。Taccalonolide A 和 E 有 A210 细胞中能使微管增厚
并且导致停滞于 G2 / M 期 ,并形成异常的有丝分裂纺锤体 ,
包括 3 个或多个纺锤极。另外 , taccalonolide E 能诱导抗细
·041· 中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 1 期 2010 年 1 月
胞凋亡蛋白 Bcl22 的磷酸化 ,进而导致细胞中溶解产物
MA P K通路的活化和细胞凋亡蛋白酶的激活。Taccalonol2
ides A 和 E 还能抑制人卵巢癌细胞株 SK2OV23 的扩散 ,其
半数抑制浓度 IC50分别是 2. 59μmol/ L 和 0. 99μmol/ L (紫
杉醇在这细胞系的 IC50是 2. 25 nmol/ L) ,与紫杉醇相比 ,它
们似乎不易受 P2gp 介导的药物外流。然而 ,在 Moobeery
等 [13 ]实验中 ,没有数据表明 taccalonolides A 和 E 在体外对
微管蛋白聚合有影响。因此 ,这些化合物与微管的直接结合
引起了人们对于 taccalonolides 是否具有紫杉醇类化合物的
作用这个问题的探讨。
2. 4 　Jat rophane esters :是一大类从不同的大戟属植物中提
取的大环二萜类化合物。在希腊和罗马的医学著作中提到
的治疗增生类疾病的药物中普遍含有这一属的植物。在中
医典籍中 ,治疗类似疾病也包含有这些植物。2003 年 ,
Miglietta 等 [14 ]报道 jat rophane esters J1～J3 在体内能诱导
微管聚合 ,尽管微管蛋白的聚合是在缺 Ca2 + 的条件下观察
到的并且聚合的程度远没有紫杉醇类化合物诱导的稳定。
在适当的实验条件下 jat rophane esters J1～J3 表现出与紫杉
醇类化合物相当的促微管聚合效应。在 MCF27 乳腺癌细胞
和 3 T3 成纤维细胞中 ,jat rophane esters J1～J3 对分裂间期
的微管蛋白只有极微小的影响。在高浓度的实验中 ,jat ro2
phane esters J1～J3 不能引起 MCF27 细胞在有丝分裂中的
聚集。基于 Miglietta 等 [14 ] 监测的是一个相对短的潜伏期
(24 h) ,而紫杉醇类化合物在这样短的实验条件下并没有显
示出任何细胞毒性 ;加之 Buey 等 [15 ] 在近期的一个关于微管
稳定剂的一系列化合物的对照实验中并没有发现任何关于
jat rophane esters J1～J3 能诱导微管蛋白聚合的证据。所以
jat rophane esters 的作用可能还需要进一步的证实。
2. 5 　阿魏醇 (ferulenol) :阿魏醇是早在 1963 年就从伞形科
植物大茴香 I l l ici um verum Hook1 f1 中分离到的一种异戊
烯化的香豆素类化合物 [56 ] 。Bocca 等在 2002 年报道在无
Ca2 + 情况下阿魏醇和紫杉醇有同等的促进微管聚合作用 ,两
种化合物所诱导的微管聚合的配体浓度在 10 nmol/ L 。许多
项早期的研究表明 ,紫杉醇引起的最大的微管聚合通常要达
到 1 ∶1 (微管 :taxol)的比率 (在 Bocca 等的实验条件下 ,要求
其配体浓度远远大于 10 nmol/ L ) 。虽然 ferulenol 能引起
MCF27 人乳房癌细胞微管网状系统的重组 ,并且能影响核形
态 ,但这些影响比同摩尔浓度的紫杉醇引起的微弱得多。另
外 ,阿魏醇并不阻碍细胞的有丝分裂。在用 1μmol/ L 阿魏
醇处理 MCF27 细胞 24 h 后 ,导致了其成活率下降了 50 % ,
这种现象在 HL60、Caco22 和 SK2OV23 细胞也能观察到。
2. 6 　小 白 菊 内 酯 ( parthenolide ) 和 广 木 香 内 酯
( costunolide ) : Parthenolide 是 草 本 小 白 菊 Tanacetum
partheni um Tzvel1 中的一个倍半萜内酯类成分。野甘菊的
制剂具有抗炎的作用 [16 ] ;也有报道其在体外能抑制人癌细
胞的生长 [17 ] 。Miglietta 等 [18 ]对 parthenolide 和微管2微管蛋
白系统的相互作用进行了研究。Parthenolide 与 jat rophane
esters J1～J3、阿魏醇 (ferulenol) 一样 ,在 37 ℃缺少 GTP 的
条件下能诱导牛脑微管蛋白的聚合 ,但其活性低于紫杉醇 ,
形成的聚合物经由电子显微镜术证明是微管 ;但是与紫杉醇
诱导的聚合物相反 ,在缺 Ca2 + 的情况下很容易解聚。在细
胞水平 (MCF27 人乳腺癌细胞) ,100 nmol/ L 的 parthenolide
能导致分裂间期微管网状系统呈现可看得见的变化 ,但是程
度远不如紫杉醇引起的剧烈。Parthendide 对核的形态没有
影响 ;在经过 20 h 处理后能减少 MCF27 细胞的数量 ,但并不
呈现浓度依赖性。还有一个研究是将细胞用 parthenolide 预
先进行 4 h 处理后 ,再用 10 nmol/ L 的紫杉醇进行处理 ,在这
个条件下细胞效应明显地增强 ,包括可探测到的活的细胞数
量也有所减少。但是这些实验没有进行定量分析。
Costunolide 是存在于广木香中的倍半萜内酯。Bocca
的实验表明 costunolide 能作用于核内组织并且能够重组微
管蛋白 ,其抗增殖和作用于微管的效应不受紫杉醇的影响。
同时 ,costunolide 对微管的作用已被体外实验所证实 [19 ] 。
2. 7 　吴茱萸碱 (evodiamine) :吴茱萸碱是中药吴茱萸 Evo2
dia rutaecarpa (J uss1 ) Benth1 的干燥未成熟的果实中的主
要活性成分。有研究表明 ,吴茱萸碱能抑制肿瘤细胞的增殖
及病灶的转移 [20 ,21 ] 。在一项研究紫杉醇在体外和体内对抗
人乳腺癌细胞 NCI/ ADRRE 的实验中 ,发现 evodiamine 能显
著地延长这些细胞的微管蛋白的结合 (1μmol/ L) ,并且能显
著影响微管蛋白的解聚和聚合之间的平衡 (在 10 μmol/
L) [22 ] 。这些发现有力地支持了 evodiamine 具有间接抗
NCI/ ADRRES 细胞增殖的活性 ( GI50 0. 59μmol/ L) ,可能是
一个微管理稳定剂 ,尽管对微管2微管蛋白系统的影响仅仅
是一部分。这个假设后来得到了证实 ,evodiamine 确实能使
细胞分裂停止于 G2 / M 期 ,导致 c2raf 和 Bcl22 的磷酸化 ,诱
导细胞凋亡 [22 ] 。然而必须强调的是 evodiame 与微管或微管
蛋白结合能在体外诱导微管蛋白的聚合都还没有直接的证
据。因而 ,该化合物对 MCI/ ADR RES 细胞的影响不能不是
作用于微管2微管蛋白系统 ,而是由一个未知的靶点所引起
的 (这种情况在 taccalonolides 曾经出现过) 。
2. 8 　FR182877 (cyclost reptin) : FR182877 也称 WS9885B 或
cyclost reptin ,是一种细菌的代谢产物 ,由日本藤泽公司于
2000 年在链霉菌属 9885 号发酵液中得到 [23 ] 。此化合物能
在体外诱导微管蛋白的聚合 ,从而引起细胞周期停滞于 G2 /
M 期 ,并且能以双位数纳摩尔浓度的 IC50抑制人癌细胞的生
长 ,也能表现出微管稳定剂的所有特征。FR182877 在体外
的抗增殖活性远不如紫杉醇 ,但是其却在体内显示出一定的
抗癌活性。2004 年 ,Adam 等 [24 ]发现 FR182877 是一个羧酸
酯酶21 的抑制剂 ,但是这个潜在的功能在细胞水平还没有进
一步的研究 ,仅在 2005 年报道了此化合物与微管2微管蛋白
系统作用的研究 [25 ] 。Hamel 实验室将其命名为 cyclost rep2
tin ,并证实了 cyclost reptin 的抗增殖活性 ,其能在体内抑制
人乳腺癌 MCF27 细胞和 1A9 卵巢癌细胞的生长 ,比紫杉醇
的活性低 7～12 倍 ,但对抗肾上皮细胞的蛋白酪氨酸激酶活
性却高出紫杉醇大约 25 倍。此化合物表现出了在含有微管
蛋白突变基因的细胞株内与紫杉醇和 epothilone A 的交叉
·141·中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 1 期 2010 年 1 月
耐药性。在与紫杉醇同等浓度的条件下 ,对 Pt K2 细胞内的
微管网状系统的影响是非常相似的 ,但是以各自的最小抑制
浓度下 ,cyclost reptin 抑制 MCF27 细胞系有丝分裂的部分活
性却明显高于紫杉醇 (52 % ∶8 %) 。根据其较低的抗增殖活
性 ,发现 cyclost reptin 仅能在体外微弱的诱导微管蛋白聚
合 ,但是结果表明其抑制微管蛋白解聚的活性至少与紫杉醇
相当。但是令人惊讶的是 ,cyclost reptin 甚至具有比 epothi2
lone A 更高的从微管中替代放射性示踪的紫杉醇的活性。
放射性同位素示踪的紫杉醇与“正常”的微管替代实验的结
果被随后的研究微管交叉连接和萤光 taxol 类似物 Flutax22
的竞争实验所证实 ,并给出了 cyclost reptin 在 35 ℃的一个近
似的表观结合常数 ( Kapp)为 2. 06 ×107 L/ mol ,其值在 taxol
和 docetaxol 之间 (分别为 1. 43 ×107 和 3. 93 ×107 L/ mol) 。
然而 ,与二者相比 , cyclost reptin 的 Kapp 在 4 ℃减少了约
60 ,而对于 docetaxel 和 taxol ,其亲和力在本质上没有什么改
变。在低温条件下其结合常数的减少是一个一般的结果 ,事
实就是微管与 cyclost reptin 的结合是由熵变所驱动的 ,并且
是一个吸热过程。相反 , taxol 或 docetaxol 的结合是以放热
的模型为特征的。这些温度效应解释了 cyclost reptin 的微
管结合模型 [25 ] 。根据这个模型 [25 ] ,cyclost reptin 与蛋白形成
的氢键远远少于 taxol ,并且主要取决于结合的疏水作用。
Cyclost reptin 在低温下能诱导微管具有很高的稳定性 ,并且
能与微管交叉系统有弱的结合 ,对此 Hamel 等给出了各种各
样的解释 ,其中包括微管相关蛋白亲和力的改变 (还未在结
构测定上得到证实) 、配体诱发的微管蛋白的构象改变 ,或可
能不再是微管蛋白交叉连接系统等 (事实上暗示了在低温下
其结合常数的减少可能是一个特例) 。以上观点只是基于纯
粹的定性分析 ,关于 cyclost reptin 的观测结果还需要更多的
实验来从理论上证明。Buey 等 [26 ] 指出 cyclost reptin 与微管
蛋白是以共价的形式结合的 ,所以由 Hame 等得出的不可逆
的构型和数据可能还需要以现在的视角重新评定。
2. 9 　Discodermolide :是 1990 年从海绵动物 Discodermia dis2
soluta 中分离得到的多羟基内酯化合物 ,为紫杉醇与微管蛋白
结合的竞争性抑制剂 (表现 Ki 值为 0. 14 mmol/ L) [27 ] 。在
MAPs 和 0 ℃条件下 , ( + )2discodermolide 可使微管蛋白几乎
完成全部聚合 ,而同样浓度的紫杉醇却没有此作用 ,10 nmol/
L ( + )2discodermolide 引起的微管重组相当于 1 mmol/ L 紫杉
醇的作用。( + )2Discodermolide 诱导的体外微管蛋白聚合的
临界浓度更低 ,形成的聚合体较短 ,并且聚合物在0 ℃和高
Ca2 + 存在条件下完全稳定。在对比实验中 , ( + )2discodermol2
ide 抑制肿瘤细胞的 EC50 值为 312 mmol/ L ,而紫杉醇为 23
mmol/ L。( + )2Discodermolide 不但可使乳腺癌细胞表现显著
的微管重组 ,并且可抑制伯基特氏淋巴瘤细胞的有丝分裂。
与亲本细胞相比 ,对紫杉醇表现 900 倍和2 800倍耐药的人类
结肠癌和卵巢癌细胞对 ( + )2discodermolide 仍有相当程度的
敏感性 (相比亲本细胞仅表现 25 和 89 倍的耐药性) ;而对紫
杉醇表现 20～30 倍耐药的β2 微管蛋白变异的卵巢癌细胞 ,
( + )2discodermolide 几乎完全敏感。与紫杉醇相比 , ( + )2dis2
codermolide 处理的肾上皮细胞的微管在细胞间期重组成束的
速度更快 ;使用两种药物均可观察到大量的异常纺锤体 ,但比
例不同 ,并随药物处理时间变化。
2. 10 　Dictyostatin :是一种多聚乙酰衍生的大环内酯类化合
物 ,首次由 Pettit 等 [28 ] 从海绵动物 S pongia sp1 中分离得
到。此化合物能抑制小鼠 P388 细胞的生长 ( ED50 为 0. 7
nmol/ L) , Isbrucker 等 [29 ] 花费了近 10 年的时间发现此化合
物具有与微管系统交叉作用的抗增殖活性。然而 ,在这之
前 ,Curran 等 [30 ] 发现 dictyostatin (当时的绝对型还没有确
定)与 ( + )2discodermolide 在结构上有某些相似的地方 ,采用
一对 ( + )2discodermolide 的类似物或2dictyostatin2( + )22dis2
codermolide 的混合物进行实验 ,两者都表现出了使微管有可
测量的变化。基于上述的研究 ,在 2003 年 dictyostatin 被确
定为微管稳定剂 ,其在体外能有效的诱导微管聚合 ,并且能
产生影响微管2微管蛋白系统的所有的典型的细胞特征 ,包
括使微管在分裂期聚合 ,产生异常的纺锤体 ,使细胞周期停
滞于 G2 / M 期 ,诱导细胞凋亡 [29 ] 。最重要的是 ,其比紫杉醇
类化合物更能有效地抑制药物敏感性人癌细胞的生长 [29 ] 。
这些发现被后来的两项研究所证实 ,dictyostatin 促进微管聚
合和稳定微管蛋白的活性即使不强于 ( + )2discodermolide ,
至少也可以与其相比 [31 ] 。
2. 11 　Eleutherobin 和 Sarcodictyins :是从澳大利亚西海岸
发现的软珊瑚 Eleutherobia sp1 中分离得到的 [32 ] 。Eleuther2
obin 的促微管聚合活性比 sarcodictyins A、B 高很多 ,是紫杉
醇与微管蛋白结合的竞争性抑制剂 (表观 Ki 值 211 mmol/
L) 。其诱导的微管蛋白聚合反应与紫杉醇的相似 ,均可通过
MAPs、GTP 和反应温度的升高而被加强 ,产生的微管长而
稳定。对细胞生长的抑制作用与对纯化的微管蛋白的作用
基本一致。Sarcodictyins A ,B 的 IC50 值为 200～500 nmol/
L ,eleutherobin 为 10～40 nmol/ L ,抑制作用效果依赖于药物
浓度、细胞株的种类和作用时间的长短 [33 ,34 ] ,并且能诱导人
结肠癌细胞形成多个核仁和微管束。
Eleutherobin 尽管对微管促聚合的作用机制与紫杉醇相
似 ,但结构差异显著。在 eleutherobin C15 位上除去或置换
糖基部分将导致其微管聚合活性和细胞毒活性降低 ,并在 p2
糖蛋白高水平表达的 SKVLB 和 J72 T32116 细胞株系中失
去与紫杉醇的交叉耐药特性 ;而在 C8 位除去鸟苷酸基团导
致其对肺癌细胞 A549 的细胞毒活性下降 2 000 倍 [34 ] 。在化
学合成的 eleutherobin 类似物中 ,即 sarcodictyin A 在 C23 位
氧原子甲基化的甲基缩酮类似物 (结构上类似于 eleutherob2
in ,但缺少 C23 位的糖基部分) 的促微管聚合活性比 sarcodi2
ctyins A、B 稍低 ,但其抗细胞增殖活性与 eleutherobin 相近 ,
比 sarcodictyin A 强 ; sarcodictyins、eleutherobin 和 sarcodic2
tyin A 的甲基缩酮类似物对 p2 糖蛋白表达型 MDR 细胞和
β2 微管蛋白突变细胞的活性与它们对亲本株系的活性相似 ,
并表现交叉耐药性 [33 ] 。
2. 12 　Laulimalide :1999 年 Mooberry 等[35 ]从海绵 Cacos pongia
mycof i j iensis、Fascios pongia rimosa 和 Hyattella sp1 中均发现
·241· 中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 1 期 2010 年 1 月
了新的促微管稳定化合物 laulimalide 和 isolaulimalide。Lauli2
malide 是一个有效的细胞繁殖抑制剂 , IC50值在纳摩尔浓度范
围 ,而 isolaulimalide 的 IC50 值则在毫摩尔浓度范围。Lauli2
malide 可以有效促进微管蛋白的聚合 ,与紫杉醇诱导形成的微
管蛋白聚合体相似 ,但促聚合作用低于紫杉醇。用 laulimatide
处理 A210 细胞可剂量依赖性诱导细胞微管网的重组和异常
纺锤体的形成 ,并能诱导染色体的卷绕和多核仁的形成。与
紫杉醇相反 ,laulimalide 和 isolaulimalide 能抑制 p2 糖蛋白表达
型多 药 耐 药 SKVLB21 细 胞 株 系 的 细 胞 繁 殖。将
MDA2MB2435 细胞与 laulimalide 共培养 ,结果导致细胞有丝
分裂受阻 ,并激活与细胞凋亡相关的 caspase 反应[35 ] 。
2. 13 　Peloruside A :是由 Northcote 等 [36 ] 在 2000 年从纽西
兰海绵 M ycale sp1 中提取的大环内酯类化合物。最近用全
合成的方法确定 peloruside A 的绝对构型与先前 [37 ,38 ] 报道
的相反。Peloruside A 在 2002 年由 Miller 等 [39 ]认定为一种
微管蛋白聚合剂 ,并报道了此化合物在体外与紫杉醇类化合
物有相同的促微管蛋白聚合的活性并且能产生所有微管稳
定剂所能产生的细胞效应。经电镜观察 ,peloruside A 的多
聚物形成能在 0 ℃、5 mmol/ L Ca2 + 的条件下对微管蛋白有
稳定作用。最近的一项对 peloruside A 稳定微管蛋白的活性
实验表明其活性低于紫杉醇类化合物。然而 ,其抗增殖活性
可与紫杉醇类化合物相比 [39 ,40 ] 。另外 ,有报道称此化合物对
H2ras 转化细胞的促细胞凋亡活性强于非转化性细胞 ,尽管
其中的机制并不清楚 [41 ] 。值得人们注意的是 ,一项竞争性
结合实验表明 peloruside 并非抑制 Flutax 与微管蛋白的交
叉连接的结合位点 [54 ] ,说明此化合物的结合位点与紫杉醇
类化合物的结合位点不同。
2. 14 　Ceratamines :Ceratamine A、B 是从海洋有机体中发现的最
新的 MSA 族的杂环生物碱 ,是由 Roberge 等[42]在 2003 年第一
次从海绵 Pseudoceratina sp1 中分离得到的。尽管它们与紫杉
醇作用于不同的结合点 ,但也可以促进微管蛋白的聚合[43] 。
　　以上具有稳定微管作用的天然产物的化学结构式见图 2。
图 2 　稳定微管的天然产物
Fig. 2 　Natural products stablilized microtubule assembly
·341·中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 1 期 2010 年 1 月
3 　抑制微管聚合的天然产物
　　目前文献报道的具有抑制微管聚合作用的天然产物包
括以下几类 ,具体结构式见图 3。
3. 1 　秋水仙碱类 (colchicines) :秋水仙碱是从秋水仙 Col2
chicine antumnale L1 和丽江山慈菇 I p hi genia indica Kunth
et Benth1 中提取的一种生物碱 ,于 1933 年被发现 ,曾用于乳
腺癌、宫颈癌等肿瘤的治疗 ,因其骨髓抑制、神经毒性等不良
反应 ,在肿瘤的治疗中被后来发现的长春碱类抗微管微丝药
所替代。秋水仙碱能有效地抑制微管的聚合 ,因此被广泛地
作为实验工具药用于多种细胞骨架的特性研究 ;同时由于秋
水仙碱的选择性神经毒性 ,又被用于诱导阿尔茨海默病和癫
痫病的动物模型。Weiner 等 [44 ]用转染人的γ氨基丁酸 A 受
体亚单位的 L (tk2)细胞研究发现 ,秋水仙碱可竞争性的抑制
中枢神经受体 2γ氨基丁酸 A 受体的功能 ,这一过程是快速
可逆的 ,也是秋水仙碱所独有的 ,其他抗微管药如长春碱、紫
杉醇等均没有这种功能。秋水仙碱与微管蛋白结合位点的
研究始于 20 世纪 90 年代 ,Uppulurid 等 [45 ]用[3 H ]标记的秋
水仙碱和酶裂解及氨基酸序列测定的方法证实 ,秋水仙碱与
β微管蛋白上的氨基酸残基 1～46 和 214～241 的 2 个区段
交联 ,抑制β亚单位 E 位 GTP 的水解 ,从而抑制微管的聚
合。Bai 等 [46 ]用[ 14 C]标记的秋水仙碱类似物和源酶消化的
方法进一步证实 ,秋水仙碱分子结构中的 A 环与β微管蛋白
354 半胱氨酸结合 ,环庚三烯酚酮 C 环定位于 239 半胱氨酸
和 N 末端之间。与秋水仙碱结合位点相似的新的微管蛋白
抑制剂有 phenylcyclohexenes ( PCHs) 、combretastatin A4 及
其硫酸盐类似物、卤代苯甲酰脲类小分子化合物 ,抗瘤活性
强 ,其中 32碘乙酰胺苯甲酰乙酯作为一种新型小分子微管蛋
白配体 ,不仅抑制微管蛋白的聚合 ,使细胞阻滞于有丝分裂
期 ,而且也能将细胞阻滞在 G1 PS 转换期 ,这种双重阻滞作用
改变了传统的微管微丝抗肿瘤药只作用于 M 期的观念 [47 ] 。
3. 2 　长春碱类 (Vinca alkaloids) :长春碱是从夹竹桃科植物蔓
长春花 V inca major L1 中提取出来的一种生物碱 ,具有抑制
微管蛋白组装的活性 ,因其毒性较低 ,目前已成为一类临床作
用于 M 期周期特异性肿瘤化疗药物 ,主要用于治疗何杰金氏
病、绒毛膜上皮癌等肿瘤 ,其中长春碱与顺铂、甲氨喋呤联合
被作为首选药物配伍治疗泌尿道上皮癌。在长春碱类化合物
与微管蛋白结合位点的研究中 ,Rai 等[48 ] 用荧光标记长春碱
衍生物的方法确定该类化合物主要与β微管蛋白175～213 氨
基酸残基结合 ,这一位点位于微管正端的异二聚体表面 ,由于
长春碱占位不仅影响新的异二聚体的加入 ,而且新加入的异
二聚体会使二聚体间界面产生弯曲 ,这种弯曲的积累将导致
直的原纤维弯曲 ,影响原纤丝间的作用 ,使微管难以延长。
Lobert 等[49 ]比较研究了长春碱类家族中有代表性的 3 个成
员 ,长春碱 (vinblastine) 、长春新碱 (vincristine) 及新的衍生物
vinorelbine 与微管蛋白的亲和性 ,通过亲和参数的定量分析得
出结论 : 与微管蛋白亲和能力长春新碱 > 长春碱 >
vinorelbine。与长春碱结合区域相同的新化合物有 dolastatin、
crytophycin、22aroylindoles 等。Cryptophycin 是近来新合成的
cryptophycin 家族中的一员 ,用超速离心和电子显微镜观察 ,
该化合物主要结合于微管生长末端 ,诱导微管蛋白形成单个
环形寡聚体 ,抑制 GTP 或 GDP2微管蛋白形成双环多聚体 ,从
而抑制微管的聚合[50 ] 。秋水仙碱类和长春碱类化合物均为微
管聚合的抑制剂 ,因此可用于临床细胞遗传学上染色体核型
分析。Jiang 等[51 ]比较研究了新的抗微管聚合化合物 32溴乙
酰氨基苯甲酰脲 (32BAABU)与长春碱在细胞核型分析中的特
点 ,指出 32BAABU 在细胞核型分析中较长春碱有优势 : 32
BAABU 是全合成小分子化合物 ,纯度高 ,与等摩尔的长春碱
比较 ,不引起细胞分裂期染色体的皱缩 ;32BAABU 还可以用
于光谱核型分析 (SKY) ,通过这种彩色着色的新的细胞遗传
学技术 ,能清楚地分辨细胞染色体以及异位情况。
3. 3 　哈米特林 ( hemiasterlin) :从南非海域海绵 Hemias2
terel la minor 中分离得到的哈米特林 [52 ] 以及从西太平洋海
域 H1 minor中分离得到的 hemiasterlins A、B [53 ]具有与长春
新碱一样的抗癌作用机制。Hemiasterlin 是细胞生长强效抑
制剂 ,可以使细胞阻断在 G2 / M 期。该效应与其诱导环状微
管聚集物的形成、去极化以及微管不稳定有关。与其他多肽
类抗微管化合物类似 , hemiasterlin 也是长春花碱与微管结
合的非竞争性抑制剂。研究显示这一类型的肽和微管α(β)
异二聚体的β微管亚单位结合 ,其结合位点和长春花碱的结
合位点靠近但又不同。目前该类化合物已能够人工合
成 [54 ] 。H YI2286 是 hemiasterlin 的类似物 [55 ] ,具有较好的
抗肿瘤活性 ,对 18 种肿瘤细胞的平均 IC50 值为 0. 1～2. 1
nmol/ L ,而其与 P2gp 之间的结合很弱 ,因此对一些由 P2gp
引起的耐药性癌细胞仍有较好的抑制作用。　　
3. 4 　鬼臼毒素及其类似物 (podophyllotoxin and analogues) :
Podophyllotoxin (PDT)是天然的芳基四氢萘型木脂素类化合
物 ,首次在南美植物鬼臼属 Polophyllum peltatum L1 (美洲鬼
臼常称作美洲曼陀罗)中分离得到[57 ] 。PDT 对各种肿瘤细胞
株显示了很强的细胞毒活性 ,在治疗威尔曼瘤、各种生殖器肿
瘤、非 Hodgkins 和其他淋巴瘤以及肺肿瘤方面都显示了很好
的疗效[58 ,59 ] ,能抑制微管蛋白聚合[60 ] 。这些鬼臼毒素类化合
物的主要作用机制是抑制 DNA 拓扑异构酶Ⅱ的 DNA 断裂后
重新连接反应 ,阻滞细胞周期于 G2 期[61 ] ,与秋水仙素的微管
结合位点发生作用[62 ] 。从 PDT 到 etoposide/ temiposide ,化学
结构的修饰也导致了其作用机制发生了改变 ,即从通过母体
化合物 PDT 抑制微管的形成到 etoposide 及其同类化合物抑
制 DNA 拓扑异构酶Ⅱ。另外 ,PDT 的两个半合成衍生物也已
被用作对抗癌症的前沿用药[63 ] 。
3. 5 　那可丁 (noscapine) :是一种阿片类生物碱 ,研究发现其
与微管蛋白以化学计量的方式相结合 ,从而改变其构象并抑
制细胞停滞在有丝分裂期 [64 ] 。其借助于延长一种减弱了的
“暂停 (pause)”状态 (即在此状态时检测不到微管的加长与
变短)抑制微管动力学 ,但不改变微管蛋白聚合物与单体的
比例 ,即使在高浓度时也是如此 ,提示这只不过是在聚合物
状态中的一种检测不到的改变 [65 ] 。然而 ,微管动力学的这
种微小改变却由于涉及到纺锤体关卡而似乎对于使细胞停
·441· 中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 1 期 2010 年 1 月
滞于前中期是必需的。使姐妹染色体开始分离的时刻推迟 ,
可能就是姐妹染色体着丝点之间的张力消失的结果。那可
丁可诱导许多种癌细胞凋亡 ,包括对紫杉醇有抗性者 [66 ] 。
此外 ,那可丁还有效地使动物模型中的肿瘤生长减慢 ,而且
未观察到其毒性作用。那可丁及其衍生物都是今后有前景
的癌症化疗药物。
3. 6 　Disorazol A1 :为堆囊粘菌属纤维堆囊粘菌 Sorangium
cellulosum 产生的大环多聚乙烯类化合物 ,显示出显著地抑制
细胞增殖的活性。在体外 ,disorazol A1 以一种浓度依赖性的
方式抑制微管的聚合 ,并且不依赖于微管相关蛋白 ,是一种干
扰微管形成 ,阻碍有丝分裂 ,并能诱导细胞凋亡的化合物[67 ] 。
3. 7 　海兔毒素 (dolastatins) :是从海兔 Dolabella auricularia
耳状幼虫中提取的包含特殊氨基酸的一系列具有细胞毒作用
的短肽 ,随后在海洋蓝细菌中也被发现。这是一类有很强细
胞毒作用的免疫调节剂 ,能抑制微管的组装[67 ] 。海兔毒素与
阿霉素有交叉耐药性 ,能与微管相互作用并诱导细胞凋亡。
海兔毒素尽管与微管蛋白的结合位点似乎与长春花类生物碱
相似 ,但是其是长春碱的非竞争性抑制剂 ,结合位点可能重叠
但并不相同[68 ] 。
3. 8 　Cryptophycins :最初在蓝藻念珠藻属 ( N ostoc sp1 ) 的植
物中分离得到 ,是作用于微管的大环内酯类家族中的一员 ,
可能与长春花生物碱类的结合位点相同 [69 ] 。与紫杉醇类和
长春花生物碱比较 ,cryptophycins 在一个很小的剂量就表现
出细胞毒性 ,并且其不是 P2gp 泵的底物 [69 ] 。然而 ,其作用机
制与长春花类药物不同 ,可能是通过在微管的末端形成次级
cryptophycin2tubulin 稳定电位 ,很少量的 cryptophycins 分子
就能对微管动力学产生很大的影响 [70 ] 。Cryptophycins 也能
抑制体内长春花生物碱与微管的结合 [71 ] 。研究表明 ,cryp2
tophycins 与微管末端有高亲合力 ( Kd = 47 nmol/ L) ,且不被
过度表达的 P 糖蛋白所影响 [72 ] 。
3. 9 　矢车菊黄素 (centaureidin) :是从杯苞菊属 Pol y mnia
f ruticosa Benth1 中分离得到的一个天然的能阻止秋水仙素
和微管结合的黄酮类化合物 ,还能抑制微管的形成 ( IC50为 3
μmol/ L) [73 ] 。这种化合物是迄今发现的第一个通过使纺锤
体失稳而抑制细胞有丝分裂的黄酮类化合物。此后 ,另一种
类似的物质 centaureidin 1 从 Zieri di um pseudobtusi f oli um
和 Polanisia dodecand ra (L1 ) DC1 中分离得到 ,并且在浓度
为 0. 8μmol/ L 时也能抑制微管的形成 [74 ] 。
3. 10 　康普立停类 (combretastatins) :1982 年 Pettit 等 [75 ] 在
卡菲风车子 [ 非洲柳树 , Combretum caf f rum ( Eckl1 &
Zeyh1 Kuntze) ]的树皮中分离到 combretastatin ,并测定了其
结构。Combretastatin A4 在 1989 年由相同的小组分离得
到 ,是 combretastatins 类中活性最强的一个 ,能竞争性的结
合秋水仙素与微管的结合位点 ,以抑制脑微管蛋白的聚合 ,
对包括 MDR 癌细胞株在内的各种人癌细胞株都有细胞毒作
用 ,因此是抗癌药物发展的新型主导药物 [76 ] 。
图 3 　抑制微管聚合的天然产物
Fig. 3 　Natural products inhibited microtubule assembly
·541·中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 1 期 2010 年 1 月
3. 11 　Latrunculin B :是从红海海面 L at runculia magni f ica
中分离得到的一个结构特殊的大环内酯类化合物 ,抑制微管
蛋白聚合 ,其作用是 cytochalasins 的 10～100 倍 [77 ] 。
3. 12 　Curacin A : Curacin A 由 Gerwick 小组发现 [78 ] ,从蓝
藻 L y ngby a maj usucula 粗提取物的主要馏分 (8 %～10 %)
中分离出来的。Curacin A 对海虾有极高的细胞毒作用
(LC50 = 3 ng/ mL) 。随后对 NCI 60 细胞株的抑制作用 ,确定
此天然产物为对结肠、肾脏和乳癌细胞株有选择性的抗微管
蛋白作用。还发现 curacin A 能引起中国仓鼠卵巢细胞在分
裂周期 G2 / M 期的增殖 ,抑制微管蛋白的聚合。此外 ,其选
择性的结合于秋水仙素作用的微管蛋白结合位点 ,但是并不
是长春碱或长春新碱的竞争性抑制剂 ,这些都表明了其属于
秋水仙素结合位点的抑制微管蛋白聚合剂 [79 ] 。
　　Curacin A 抑制微管蛋白聚合的 IC50值为 (0. 72 ±0. 2)
μmol/ L ,其 14 C 放射性标记产物准备进行生物合成 ,并且其
与微管蛋白的相互作用已经进行了实验 [80 ] 。Curacin A 与
微管蛋白以 1 ∶1 的比例迅速的结合 ,在多种条件下 ,对结合
的微管蛋白进行检测 ,都没有检测到任何 curacin A 的分解
产物。Curacin A 的缔合常数 ( Ka ) 太大以至于不能精确测
定。在用尿素处理后 ,与微管蛋白结合的 curacin A 释放出
来 ,说明在结合的时候没有形成共价键。
4 　结语
微管的广泛生物学功能和独特的动力学特性一直引起
人们的极大关注 ,特别是很多天然产物与微管作用能发挥抗
癌作用 ,这些研究对于癌症治疗的发展具有重要的意义。本
文仅从作用于微管后引起微管平衡的改变角度 ,将其分成微
管稳定剂和微管聚合抑制剂 ,概述了近些年来与微管作用的
天然产物的研究概况和进展 ,但是很多天然产物与微管相互
作用的机制还未完全阐明。随着更多的作用于微管的天然
产物的发现和新的方法和技术在微管研究领域中的应用 ,人
们对这些天然产物会有更加全面和深入的知识 ,可以以这些
天然产物为原型 ,改造并筛选出新的高效低毒的合成药物 ,
使其在肿瘤治疗领域发挥更大的作用。
参考文献 :
[ 1 ] 　Lowe J , Li H , Downing K H , et al1 Refined st ructure ofβ2
t ubulin at 3. 5 ÜA resolution [J ]1 Mol B iol , 2001 , 313 : 10452
10571
[ 2 ] 　Rao S , Orr G A , Chaudhary A G , et al1 Characterization of
t he taxol2binding site on t he microtubule : 22(m2azidobenzoyl)
taxol photolabels a peptide (amino acids 2172231) of tubulin
[J ]1 J B iol Chem , 1995 , 270 : 202352202381
[ 3 ] 　Rao S , Orr G A , Chaudhary A G , et al1 Characterization of
t he taxol2binding site on t he microtubule : 22( m2azidobenzoyl)
taxol photolabels a peptide (amino acids 2172231) of tubulin
[J ]1 J B iol Chem , 1995 , 270 : 202352202381
[ 4 ] 　Chou T C , Zhang X G , Balog A , et al1 Desoxyepot hilone B :
an efficacious microtubule2targeted antit umor agent wit h a
promising i n vivo profile relative to epot hilone B [J ]1 Proc
N atl A cad Sci US A , 1998 , 95 : 9642296471
[ 5 ] 　Torres K , Horwitz S B1 Mechanisms of taxol2induced cell
deat h are concent ration dependent [J ]1 Cancer Res , 1998 ,
58 : 3620236261
[ 6 ] 　Wang T H , Wang H S , Ichijo H , et al1 Microtubule2interfer2
ing agent s activate c2jun N2terminal kinase/ st ress2activated
kinase t hrough bot h ras and apoptosis signal2regulating kinase
pat hways [J ]1 J B iol Chem , 1998 , 273 : 4928249361
[ 7 ] 　Meng D , Sorensen E J , Bertinato P , et al1 Studies toward a
synt hesis of epot hilone A : Use of hydrophyran templates for
t he management of acyclic stereochemical relationships [J ]1 J
Org Chem , 1996 , 2 : 1477214881
[ 8 ] 　Bollag D M , Mcqueney P A , Zhu J , et al1 Epot hilones , a
new class of microtubule2stabilizing agent s wit h a taxol2like
mechanism of action [J ]1 Cancer Res , 1995 , 55 : 2325223331
[ 9 ] 　Kowalski R J , Giannakakou P , Hamel E1 Activities of t he
microtubule2stabilizing asgent s epot hilones A and B wit h puri2
fied tubulin and in cells resistant to paclitaxel ( taxol) [J ]1 J
B iol Chem , 1997 , 272 : 2534225411
[ 10 ] 　Hamel E , Sackett D L , Vourloumis D , et al1 The coral2de2
rived natural product s eleut herobin and sarcodictyins A and B :
effect s on t he assembly of purified tubulin wit h and wit hout
microtubule2associated proteins and binding at t he polymer
taxoid site [J ]1 B iochemist ry , 1999 , 38 : 5490254981
[ 11 ] 　Muhlradt P F , Sasse F1 Epot hilone B stabilizes microtubuli of
macrophages like taxol wit hout showing taxol2like endotoxin
activity [J ]1 Cancer Res , 1997 , 57 : 3344233461
[ 12 ] 　Chen Z , Wang B , Chen M1 Approach to t he synt hesis of
alkaloids [J ]1 Tet rahedron L ett , 1987 , 28 : 1673216761
[ 13 ] 　Tinley T , Randall2Hlubek D A , Leal R M , et al1 Taccalonol2
ides E and A : plant2derived steroids wit h microtubule2stabili2
zing activity [J ]1 Cancer Res , 2003 , 63 : 3211232201
[ 14 ] 　Miglietta A , Gabriel L , Appendiono G , et al1 Cancer che2
mot her [J ]1 J Pharmacol , 2003 , 51 : 672741
[ 15 ] 　Buey R M , Barasoain I , J ackson E , et al1 Microtubule inter2
actions wit h chemically diverse stabilizing agent s : t hermody2
namics of binding to t he paclitaxel site predict s cytotoxicity
[J ]1 Chem B iol , 2005 , 12 : 1269212791
[ 16 ] 　Kwok B H , Koh B , Ndubuisi M I , et al1 The anti2inflamma2
tory natural product part henolide f rom t he medicinal herb
Feverfew directly binds to and inhibit s IkB kinase [J ]1 Chem
B iol , 2001 , 8 : 75927661
[ 17 ] 　Wen J , You K R , Lee S Y , et al1 The anticancer effect of t he
sesquiterpene lactone part henolide [J ]1 B iol J Chem , 2002 ,
277 : 389542389641
[ 18 ] 　Miglietta A , Bozzo F , Gabriel L , et al1 Microtubule2interfer2
ing activity of part henolide [J ]1 Chem B iol I nteract , 2004 ,
149 : 16521731
[ 19 ] 　Manzo E , van Soest R , Matainaho L , et al1 Scleritodermin
A , a cytotoxic cyclic peptide f rom t he lit histid sponge Scleri2
toderma nodosum [J ]1 Org L ett , 2003 , 5 : 4591245941
[ 20 ] 　Ogasawara M , Suzuki H1 Evodiamine abolishes constitutive
and inducible NF2B activation by inhibiting IB kinase activa2
tion , t hereby suppressing NF2B2regulated antiapoptotic and
metastatic gene expression , up2regulating apoptosis , and in2
hibiting invasion [J ]1 B iol Pharm B ull , 2004 , 27 : 57825821
[ 21 ] 　Shyu K G , Lin S , Lee C C , et al1 Evodiamine inhibit s in
vit ro angiogenesis : Implication for anti2t umor genicity [J ]1
L i f e Sci , 2006 , 78 : 2234222431
[ 22 ] 　Liao C H , Pan S L , Guh J H , et al1 Antitumor mechanism of
evodiamine , a constituent f rom Chinese herb Edodiae f ructus ,
in human multiple2drug resistant breast cancer NCI/ ADR2
RES cells in vit ro and in vivo [J ]1 Carcinogenesis , 2005 , 26 :
96829751
[ 23 ] 　Carboni S , Malaguzzi V , Marsili A1 Ferulenol , a new couma2
rin derivative f rom Ferula communis [J ]1 Tet rahedron L ett ,
1964 , 4 : 2783227861
[ 24 ] 　Adam G C , Vanderwal C D , Sorensen E J , et al1 Anticancer
drugs f rom nature2natural product s as a unique source of new
microtubule2stabilzing agent s [J ]1 A ngew Chem I nt Ed ,
2003 , 42 : 5480254841
[ 25 ] 　Edler M C , Buey R M , Gussio R , et al1 Cell2Based and bio2
chemical st ruct ure2activity analyses of analogs of t he microt u2
bule stabilizer dictyostatin [J ]1 B iochemist ry , 2005 , 44 :
115252115381
[ 26 ] 　Buey R M , Barasoain I , J ackson E , et al1 Microtubule inter2
actions wit h chemically diverse stabilizing agent s : t hermody2
namics of binding to t he paclitaxel site predict s cytotoxicity
[J ]1 Chem B iol , 2005 , 12 : 1269212791
[ 27 ] 　Terhaar E , Kowalski R J , Hamel E , et al1 Discodermolide , a
cytotoxic marine agent t hat stabilizes microtubules more
potently t han taxol [J ]1 B iochemist ry , 1996 , 35 : 24322501
[ 28 ] 　Pet tit G R , Cichacz Z A , Gao F , et al1 Isolation and st ructure
of t he cancer cell growt h inhibitor dictyostatin 1 [J ]1 J Chem
S oc Chem Commun , 1994 , 15 : 1111211121
[ 29 ] 　Isbrucker A , Cummins J , Pomponi S , et al1 Tubulin poly2
merizing activity of dictyostatin21 , a polyketide of marine
sponge origin [J ]1 B iol Chem Pharmacol , 2003 , 66 : 752821
[ 30 ] 　Day B W , Curran D P1 Discodermolide/ dictyostatin hybrids :
Synt hesis and biological evaluation [J ]1 Org L ett , 2002 , 4 :
4443244461
[ 31 ] 　Buey R M , Barasoain I , J ackson E , et al1 Microtubule inter2
actions wit h chemically diverse stabilizing agent s : Thermody2
namics of binding to t he paclitaxel site predict s cytotoxicity
[J ]1 Chem B iol , 2005 , 12 : 1269212791
[ 32 ] 　Lindel T , J ensen P R , Finical W , et al1 Eleut herobin , a new
·641· 中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 1 期 2010 年 1 月
cytoxin t hat mimics paclitaxel ( Taxol) by stabilizing microtu2
bulines [J ]1 J A m Chem S oc , 1997 , 119 : 8744287451
[ 33 ] 　Hamel E , Sacket t D L , Vourloumis D , et al1 The coral2de2
rived natural product s eleut herobin and sarcodictyins A and B :
effect s on t he assembly of purified tubulin wit h and wit hout
microtubule2associated proteins and binding at t he polymer
taxoid site [J ]1 B iochemist ry , 1999 , 38 : 5490254981
[ 34 ] 　Long B H , Carboni J M , Wasserman A J , et al1 Eleut herob2
in , a novel cytotoxic agent t hat induces tubulin polymer riza2
tion , is similar to paclitaxel ( taxol) [J ]1 Cancer Res , 1998 ,
58 : 1111211151
[ 35 ] 　Mooberry S L , Tien G , Hernandez A H , et al1 Laulimalide
and isolaulimalide , new paclitaxel2like microtubule stabilizing
agent s [J ]1 Cancer Res , 1999 , 59 : 65326601
[ 36 ] 　West L Y , Nort hcote P T , Battershill C N1 Peloruside A : a
potent cytotoxic macrolide isolated f rom t he New Zealand ma2
rine sponge M ycale sp1 [J ]1 J Org Chem , 2000 , 65 :
44524491
[ 37 ] 　Liao X , Wu Y , De Brabander J K1 Total synt hesis and abso2
lute configuration of t he novel microtubule2stabilizing agent
peloruside A [J ]1 A ngew Chem I nt Ed , 2003 , 42 :
1648216521
[ 38 ] 　Jin M , Taylor R E1 The total synt hesis of ( + )2peloruside A
[J ]1 A ngew Chem I nt Ed , 2005 , 7 : 1303213051
[ 39 ] 　Hood K A , West L M , Rouwe B , et al1 A novel antimitotic
agent wit h paclitaxel2like microtubule2stabilizing activity [J ]1
Cancer Res , 2002 , 62 : 3356233601
[ 40 ] 　Gaitanos T N , Buey R M , Diaz J F , et al1 Does not bind to
t he taxoid site on { beta }2t ubulin and retains it s activity in
multidrug2resistant cell lines [J ]1 Cancer Res , 2004 , 64 :
5063250671
[ 41 ] 　Miller J H , Rouwe B , Gaitanos T N , et al1 Peloruside A en2
hances apoptosis in H2ras2t ransformed cells and is cytotoxic to
proliferating T cells [J ]1 A poptosis , 2004 , 9 : 78527961
[ 42 ] 　Manzo E , van Soest R , Matainaho L , et al1 Ceratamines A
and B , antimitotic heterocyclic alkaloids isolated f rom t he ma2
rine sponge Pseudoceratina sp1 collected in Papua New
Guinea [J ]1 Org L ett , 2003 , 5 (24) : 4591245941
[ 43 ] 　Karjala G , Chan Q , Manzo E , et al1 Ceratamines , st ructur2
ally simple microtubule2stabilizing antimitotic agent s wit h un2
usual cellular effect s [J ]1 Cancer Res , 2005 , 65 ( 8 ) :
3040230431
[ 44 ] 　Weiner J L , Buhler A V , Whatley V J , et al1 Colchicine is
acompetitive antagonist at human recombinant gamma2ami2
nobutyric acid A receptors [J ]1 J Pharmacol Ex p Ther ,
1998 , 284 : 9521021
[ 45 ] 　Uppuluri S , Knipling L , Sackett D L , et al1 Localization of
t he colchicines2binding site of tubulin [J ]1 Proc N atl A cad
Sci US A , 1993 , 90 : 115982116021
[ 46 ] 　Bai R , Pei X F , Boye O , et al1 Identification of cysteine 354
of beta2t ubulin as part of t he binding site for t he A ring of
colochicine [J ]1 J B iol Chem , 1996 , 271 : 126392126451
[ 47 ] 　Jiang J D , Denner L , Ling Y H , et al1 Bcl22 is t he guardian
of microtubule integrity [J ]1 Cancer Res , 1997 , 57 : 22922231
[ 48 ] 　Rai S S , Wolff J1 Localization of t he vinblastine2binding site
onβ2t ubulin [J ]1 J B iol Chem , 1996 , 271 : 147072147111
[ 49 ] 　Lobert S , Vulevic B , Correia J J1 Interaction of vinca alka2
loids wit h tubulin : a comparison of vinblastine , vincristine ,
and vinorelbine [J ]1 B iochemist ry , 1996 , 35 : 6806268141
[ 50 ] 　Barbier P , Gregoire C , Dervred F , et al1 I n vi t ro effect of
cryptophycin 52on microtubule assembly and tubulin : molecu2
lar modeling of t he mechanism of action of a new antimitotic
drug [J ]1 B iochemist ry , 2001 , 40 : 135102135191
[ 51 ] 　Jiang J D , Wang Y , Janish C A , et al1 32Bromoacetylamino
benzoylurea (32BAABU) , a new antimicrotubule cancericidal
agent applied in cytogenetic analysis in hematology [J ]1 B io2
med Pharmacother , 1998 , 52 : 27022811
[ 52 ] 　Talpir R , Benayahu Y , Kashman Y , et al1 Two new cytotox2
ic peptides f rom t he marine sponge Hemiasterel la minor
( Kirkpat rick) [J ]1 Tet rahedron L ett , 1994 , 35 : 4453244561
[ 53 ] 　Coleman J E , de Silva E D , Kong F , et al1 Cytotoxic peptides
f rom t he marine sponge Cy mbastela sp1 [J ]1 Tet rahedron ,
1995 , 51 : 106532106621
[ 54 ] 　Nieman J A , Coleman J E , Wallace D J , et al1 Synt hesis and
antimitotic/ cytotoxic activity of hemiasterlin analogues [J ]1 J
N at Prod , 2003 , 66 : 18321991
[ 55 ] 　Krishnamurt hy G , Cheng W , Lo M C , et al1 Biophysical
characterization of t he interactions of H TI2286 wit h tubulin
heterodimer and microtubules [J ]1 B iochemist ry , 2003 , 42 :
134812134951
[ 56 ] 　Nieman J A , Coleman J E , Wallace D J , et al1 Synt hesis and
antimitotic/ cytotoxic activity of hemiasterlin analogues [J ]1 J
N at Prod , 2003 , 66 : 18321991
[ 57 ] 　Podwyssotzki V1 Pharmakologische st udien uber Podophyllun
[J ]1 A rch Ex p Peltatum Panthol , 1880 , 13 : 292521
[ 58 ] 　Ut sugi T , Shibata J , Sugimoto Y , et al1 Antitumor activity
of a novel podophyllotoxin derivative ( TOP253) against lung
cancer and lung metastatic cancer [J ]1 Cancer Res , 1996 , 56 :
2809228141
[ 59 ] 　Subrahmanyam D , Renuka B , Rao C B , et al1 Novel D2ring
analogues of podophyllotixin as potent anti2cancer agent s [J ]1
Med Chem L ett , 1998 , 8 : 1391213941
[ 60 ] 　Gordaliza M , Cast ro A M , Corral J M , et al1 Antitumor
properties of podophyllotoxin and related compounds [J ]1
Curr Pharm Des , 2000 , 6 : 1811218391
[ 61 ] 　Thurston L S , Irie H , Tani S , et al1 Antitumor agent s1 78
Inhibition of human DNA topoisomerase Ⅱby podophyllotox2
in and alpha2peltatin analogs [J ]1 J Med Chem , 1986 , 29 :
1547215501
[ 62 ] 　Cowan C R , Cande W Z J1 Meiotic telomere clustering is in2
hibited by colchicine but does not require cytoplasmic microt u2
bules [J ]1 Cell Sci , 2002 , 115 : 3747237561
[ 63 ] 　O′Dwyer P J , Leyland2Jones B , Alonso M T , et al1 Current
status of an active anticancer drug [J ]1 E N Eng J Med ,
1985 , 312 : 69226951
[ 64 ] 　Ye K , Zhou J , Lande J W , et al1 Opium alkaloio noscapine is
an antitumor agent t hat arrest s metaphase and induces apop2
tosis in dividing cells [J ]1 Proc N atl A cad Sci US A , 1998 ,
95 : 160 H6061
[ 65 ] 　Zhou J , Yao J , Joshi H C1 Minor alteration of microtubule
dynamics causes loss of tension across kinetochore pairs and
activates t he spindle checkpoint [J ]1 J B iol Chem , 2002 ,
277 : 172002172081
[ 66 ] 　Zhou J , Gupta K , Yao J , et al1 Paclitaxel2resistant human
ovarian cancer cells undergo c2J un N H2terminal kinase2media2
ted apoptosis in response to noscapine [J ]1 J B iol Chem ,
2002 , 277 : 397772397851
[ 67 ] 　Elnakady Y A , Sasse F1 Disorazol A1 , a highly effective an2
timitotic agent acting on tubulin polymerization and inducing
apoptosis in mammalian cells [J ]1 B iochem Pharmacol ,
2004 , 67 : 92729351
[ 68 ] 　Bai R L , Pet tit G R , Hamel E1 Binding of dolastatin210 to
tubulin at a distinct site for peptide antimitotic agent s near t he
exchangeable nucleotide and vinca alkaloid sites [J ]1 J B iol
Chem , 1990 , 265 : 171412171491
[ 69 ] 　Eggen M , Georg G I1 The cryptophycins : t heir synt hesis and
anticancer activity [J ]1 Med Res Rev , 2002 , 22 : 8521011
[ 70 ] 　Panda D , DeL uca K , Williams D , et al . Antiproliferative
mechanism of action of cryptophycin252 : kinetic stabilization
of microtubule dynamics by high2affinity binding to microt u2
bule ends [J ]1 Proc N atl A cad Sci US A , 1998 , 95 :
9313293181
[ 71 ] 　Smit h C D , Zhang X1 Mechanism of action cryptophycin. In2
teraction wit h t he vinca alkaloid domain of tubulin [J ]1 J B iol
Chem , 1996 , 271 : 6192261981
[ 72 ] 　Wagner M M , Paul D C , Shih C , et al . I n vi t ro pharmacolo2
gy of cryptophycin 52 (L Y355703) in human t umor cell lines
[J ]1 Cancer Chemother Pharmacol , 1999 , 43 : 11521251
[ 73 ] 　Licchius J L , Thoison O , Montqagnac A , et al . Antimitotic
and cytotoxic flavonols f rom Zieri dium pseudobt usi f oli um
and A cronychia porteri [J ]1 J N at Prod , 1994 , 57 :
101221061
[ 74 ] 　Shi Q , Chen K , Li L , et al . Cytotoxic and antimitotic flavo2
nols f rom Polanisia dodecandra [J ]1 J N at Prod , 1995 , 58 :
47524821
[ 75 ] 　Pet tit G R , Singh S B , Cragg G M1 Synt hesis of natural ( - )
combretastain [J ]1 J Org Chem , 1985 , 50 : 3404234061
[ 76 ] 　El2Zayat A A E , Degen D , Drabek S , et al . I n vi t ro evalua2
tion of t he antineoplastic activity of combretastain A24 [J ]1
A nti2Cancer D rugs , 1993 , 4 : 192251
[ 77 ] 　Coue M , Brenner S L , Spector I , et al . Inhibition of actin
polymerization by lat runculin A [J ]1 F EB S L ett , 1987 , 213 :
31623181
[ 78 ] 　Gerwick W H , Proteau P J , Nagle D G , et al1 St ructure of
curacin A , a novel antimitotic , antiorolifeative , and brine
shrimp toxic natural product f rom t he marine cyanobacterium
L y ngbuy a maj usula [J ]1 Org Chem , 1994 , 59 : 1243212451
[ 79 ] 　Verdier2Pinard P , Sitachit ta M , Rossi J V , et al1 Biosynt hesis
of radiolabeled curacin A and it s rapid and apparently irrever2
sible binding to t he colchicine site of tubulin [J ]1 A rch B io2
chem B iophys , 1999 , 370 : 512581
[ 80 ] 　Verdier2Pinard P , Lai J Y , Yoo H D , et al1 St ructure2activity
analysis of t he interaction of curacin A , t he potent colchicine
site antimitotic agent , wit h tubulin and effect s of analogs on
t he growt h of MCF27 breast cancer cell [J ]1 Mol Pharmacol ,
1998 , 53 : 622761
·741·中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 1 期 2010 年 1 月