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石蒜科植物生物碱抗肿瘤作用研究进展



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石蒜科植物生物碱抗肿瘤作用研究进展
常 琳
(哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心,黑龙江 哈尔滨 150076)
石蒜科植物含有较高的生物碱,从石蒜科植物中分离得到的生物碱
类化合物按结构类型可分为石蒜碱、文殊兰碱型、水鬼蕉碱型、加兰他敏
型等[1-3]。石蒜科生物碱可表现为抗中枢神经系统疾病、抗肿瘤、抗炎、抗感
染、及抗心血管系统疾病的多种生物活性,特别是在抗肿瘤方面研究成果
显著,一直是国内外药物研发人员进行创新药物研发的热点。
1 石蒜碱碱型
世界上石蒜属及其杂交种共有20种,而我国有14种,占据绝对的
资源优势[4]。石蒜碱为存在于石蒜科植物石蒜的鳞茎内的生物碱,石蒜碱
属于异喹啉类生物碱的一种,近年来国内外研究证明,石蒜碱具有显著的
抗肿瘤作用,是石蒜科植物中抗肿瘤生物碱的主要成分之一。
人结肠癌细胞、人乳腺癌细胞等肿瘤细胞受石蒜碱的抑制作用十分
明显明显,作用机制可能是通过抑制DNA和蛋白质的合成,从而抑制肿
瘤细胞增殖。HL-60细胞可以被石蒜碱在G2/M期阻断,通过下调Bcl-
2的表达,提高Bax/Bcl- 2比率,增强caspase-8和caspase-3的活性,
从而促使细胞凋亡;何艳等还指出随着石蒜碱作用在HL-60细胞上的给
药浓度不断增加,P21会成明显上调趋势,而CyclinB、CyclinE、CDK1、
CDK2等细胞周期蛋白表达下降,从而阻滞细胞周期达到抗肿瘤的作用。
石蒜碱在肿瘤细胞中作为细胞生长抑制剂的活性是其在正常细胞
中的15倍,且对非依赖性贴壁状态下未分化肿瘤细胞有抑制作用,从而
可能会有效地对抗肿瘤干细胞。另外,盐酸石蒜碱可有效地抑制Hey1B
卵巢癌细胞的分裂增殖,并伴随着细胞周期蛋白p21表达增加,并且降
低Akt和ERK1 / 2激酶的磷酸化,于此同时,石蒜碱可以显著下调凋亡
抑制基因Survivin的表达来促使肿瘤细胞凋亡[5-6]。
2 水鬼蕉碱型
水鬼蕉又名蜘蛛兰、蜘蛛百合、美洲水鬼蕉,为石蒜科多年生鳞茎草
本植物。据《中华本草》记载,水鬼蕉有抗肿瘤、抗病毒、消肿止痛、舒筋活
血等功效[7]。早在1993年就有外国学者发现水鬼蕉中一些生物碱有独特
的抗肿瘤作用。水鬼蕉中富含多样性的生物碱,而其中的水鬼蕉碱,水仙
环素,7-去氧水仙环素均具有显著的抗肿瘤作用。
水鬼蕉碱为水鬼蕉型生物碱的主要抗肿瘤活性成分之一,水鬼蕉碱
可以抑制肿瘤细胞DNA、RNA和蛋白质的合成。McLachlan A等将水鬼
蕉碱作用于人神经母细胞瘤(SHSY-5Y细胞)得出其对SHSY-5Y细胞
有较明显的增殖抑制作用,检测到SHSY-5Y 细胞的线粒体膜电位降
低,Caspase-3 活性以及蛋白水解酶活性显著上调,ROS含量也随之增
加,细胞内ATP水平下降且DNA损伤情况高达90%,Natasha Kekre[8]等
将浓度为1μM/L的水鬼蕉碱作用于人淋巴瘤细胞,作用时间达到24h
时,淋巴瘤细胞的凋亡率超过了90%,ROS的含量也随之增加。 1968
年水仙环素在石蒜科植物的鳞茎中被发现。Patrick Dumont[9]等人以
1nM/L-10mM/L浓度梯度的水仙环素分别作用于9种人体细胞,其中包
括 WI -38、Ccd-25 -lu、WS-1这3种人体正常细胞 和 MCF-7、LoVo、
BxPC-3、U 373、PC-3、A549 这6种人肿瘤细胞,使线粒体蛋白向胞
浆释放,从而转经线粒体途径导致凋亡。
3 文殊兰碱型
文殊兰为石蒜科中的一个大族,约有150多个种,最早记载于《本草
纲目拾遗》,主要分布在我国东南沿海地区[10],其对人肺癌细胞(A549)、人
肠癌细胞(LOVO)等癌细胞有较好的生长抑制活性。
陈建荣等研究发现文殊兰叶氯仿提取物可以抑制NCI-H460肿瘤
细胞的增殖,并且细胞周期阻滞发生在 G1/S 期,同时其能诱导
NCI-H460细胞的凋亡,这可能与细胞的增殖抑制有关。吴迪等的研究发
现文殊兰中弱碱性生物碱能够抑制SGC7901、SMMC7721、HepG-2、
MCF-7 四种肿瘤细胞的增殖,通过荧光显微镜观察给药HepG-2细胞
发现,文殊兰弱碱性生物碱能够诱导肿瘤细胞特征性形态逐渐明显,并且
有凋亡小体的出现。说明文殊兰弱碱性生物碱具有抗肿瘤活性,这也与陈
建荣的研究是一致的。
4 其他生物碱型
石蒜科植物中的生物碱除上述三种主要生物碱外还有一些其他的生
物碱也具有一定的抗肿瘤作用,如,漳州水仙碱,加兰他敏,O-甲基石蒜
伦碱,小星蒜碱,石蒜胺,网球花胺等。Weniger 等将漳州水仙花碱作用于
人肿瘤细胞系Molt4,用MTT法测得,Molt4细胞形态发生明显变化产
生细胞凋亡。从某种石蒜科植物中分离得到多花石蒜碱、小星蒜碱和网球
花胺3 种生物碱,作用于人和大鼠的肿瘤细胞系,结果显示均有不同程
度的细胞毒作用。
结束语
抗肿瘤药物也是大多存在靶向性差,会产生耐药性,且毒副作用大的
缺点。石蒜科药用植物生物碱类化合物因其具有毒性较低、结构多样性、
来源广泛等特点,使其在制备抗肿瘤药物方面有着天然的优势和无限的
潜力,已经在国内外从事新药研发的科研人员中引起了广泛的关注。我国
地大物博,药用植物资源丰富,石蒜科植物的分布也十分广泛。我们应该
充分利用来源丰富的石蒜科植物进行药用研发,深入探究其抗肿瘤作用
的机制,探明其相关蛋白的表达,明确其抗肿瘤作用的路径。相信经过科
研工作者们的不懈努力和深入研发,石蒜科生物碱可能即将成为将一种
可超越现有抗肿瘤药物的新型的天然抗肿瘤药物。
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摘 要:经过近年来的研究发现石蒜科生物碱具有抗肿瘤、抗白血病、抗菌抗病毒以及对心血管系统、中枢神经系统的作用等多种药
理活性。本文对其生物碱抗肿瘤作用的进一步归纳和总结,为石蒜科植物的进一步开发利用提供参考。
关键词:石蒜科;生物碱;抗肿瘤作用
作者简介:常琳(1990,10,1-),女,黑龙江省鸡西市,抗肿瘤药物研究。
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