absztrakt
a rákos kemoterápiában fontos terület a terápiás szelektivitással rendelkező új természetes vegyületek felfedezése és kifejlesztése, vagy amelyek előnyösen elpusztíthatják a rákos sejteket anélkül, hogy jelentős toxicitást okoznának a normál sejtekre. Kushen, a Sophora flavescens Aiton szárított gyökerei hosszú múltra tekintenek vissza a hagyományos kínai orvoslásban a gyulladásos betegségek és a rák kezelésére. A Kushen alkaloidok (KS-As) és a kushen flavonoidok (KS-Fs) jól jellemezhető komponensek a kushenben. A Ks-As oximatrint, matrint és teljes alkaloidokat tartalmaz Kínában rákellenes gyógyszerként. A KS-Fs-ben hatásosabb tumorellenes aktivitást azonosítottak, mint a KS-As-Ben in vitro és in vivo. A KS-Fs új daganatellenes szerként fejleszthető ki.
1. Bevezetés
a terápiás szelektivitással rendelkező új természetes vegyületek felfedezése és kifejlesztése, vagy amelyek előnyösen elpusztíthatják a rákos sejteket anélkül, hogy a normál sejtekre jelentős toxicitást okoznának, fontos terület a rák kemoterápiájában. A biológiai aktivitásuk széles skálája és az állatmodellekben alkalmazott alacsony toxicitás miatt néhány természetes terméket alternatív kezelésként használtak a rákos megbetegedések kezelésére. Számos rákellenes gyógyszer természetesen előforduló vegyületekből származik. Vinka alkaloidok (például vinblasztin, vinkrisztin)és taxol példák az ilyen vegyületek.
a hagyományos kínai orvoslás kushen a szárított gyökerei Sophora flavescens Aiton (Leguminosae). Először a Shen Nong Ben Cao Jing Kínai könyvben írták le 200-ban, mint szilárd daganatok, gyulladások és más betegségek kezelésére . A kushen hagyományos használata magában foglalja a szárított növényi gyökerek főzetét vagy porát. Általában vírusos hepatitis, rák, bélgyulladás, vírusos szívizomgyulladás, aritmia és bőrbetegségek (például colpitis, pikkelysömör, ekcéma) kezelésére használják .
a kushen ismert kémiai összetevői közé tartoznak az alkaloidok (3,3%), a flavonoidok (1,5%), az alkilxantonok, a kinonok, a triterpén glikozidok, a zsírsavak és az illóolajok . A Kushen alkaloidok (KS-As) és a kushen flavonoidok (KS-Fs) jól jellemezhető komponensek a kushenben. A KS-As-t rákellenes gyógyszerként fejlesztették ki Kínában. A KS-Fs-ben erősebb daganatellenes aktivitást azonosítottak, mint a KS-As-ben .
2. KS-As
a KS-As-T jól tanulmányozták, és a kushen fő aktív összetevőinek tekintik, amint azt kísérleti állatkísérletekben és klinikai vizsgálatokban kimutatták . A kushen bioaktivitását (beleértve a daganatellenes, vírusellenes és gyulladásgátló hatásokat) kimutatták a KS-as frakcióban .
az oximatrint, a matrint (1.ábra) és az összes alkaloidot tartalmazó KS-As-t a kínai állami élelmiszer-és Gyógyszerügyi Hivatal (SFDA) 1992-ben engedélyezte rákos betegek kezelésére. Több KS-As terméket széles körben használtak Kínában a rák és a hepatitis kezelésére. Az SFDA által jóváhagyott onkológiai KS-gyógyszerek mind KS-ek, amelyeket egyetlen szerként vagy kemoterápiával vagy sugárterápiával kombinálva használnak. Kevés tanulmány foglalkozott a KS hatékonyságával-mint az állatmodellekben és a klinikai vizsgálatokban 1992 előtt, amikor a KS-As-t először jóváhagyták.
a Sophora flavescensből származó tumorellenes vegyületek molekuláris szerkezete.
számos klinikai vizsgálat arról számolt be, hogy a KS-As hatásos volt a különböző típusú szolid tumorok kezelésében (beleértve a tüdőt, a májat és a gyomor-bél traktust). A kezelésre adott válaszok hasonlóak vagy jobbak voltak, mint a kemoterápiával kezelt betegek (1 .táblázat). A KS-As jó biztonságossági profilt mutat rákos betegeknél, például csökkent toxicitást a csontvelőben, ha kemoterápiás szerekkel kombinálva alkalmazzák . A KS-As-vel kezelt daganatos betegek hosszú távú túlélési adatait továbbra is jól kontrollált klinikai vizsgálatokkal és nagy betegcsoportokkal kell igazolni.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AML: acute myeloid leukemia; CAF: cyclophosphamide, adriamycin, and fluorouracil; CAP: cyclophosphamide, doxorubicin, and cisplatin; CAVP: cyclophosphamide, doxorubicin, and etoposide; CBR: clinical benefit rate; CF: calcium 5-formyletrahydrofolate; CR: complete remission; DA: daunorubicin and cytarabine; DDP: cisplatin; FAM: fluorouracil, adriamycin, and mitomycin; FOLFOX: oxaliplatin, calcium folinate, and fluorouracil; FOLFOX4: oxaliplatin, calcium folinate and fluorouracil; fOLFRI: irinotecan, calcium folinate and fluorouracil; FOLFX: oxaliplatin, calcium folinate and fluorouracil; FOLRIRI: leucovorin, fluorouracil, and irinotecan; FP: fluorouracil and cisplatin; 5-FU: fluorouracil; GI: gastrointestinal; GP: gemcitabine and cisplatin; HCC: hepatocellular carcinoma; HCPT: hydroxycamptothecin; KPS: karnofsky performance scale; MA: mitoxantrone and cytarabine; MMC: mitomycin; MVP: mitomycin, vinblastine, and cisplatin; NP: vinorelbine and cisplatin; PDD: cisplatin; PR: partial remission; QoL: quality-of-life; TA: paclitaxel and epirubicin; TA(9): pirarubicin and cytarabine; TACE: fluorouracil, mitomycin, and epirubicin; TP: paclitaxel and cisplatin; TPF: paclitaxel, fluorouracil, and cisplatin; UFT: Tegafur-Uracil. |
3. Matrine and Oxymatrine
Matrine and oxymatrine (Figure 1) are the two major alkaloid components found in the roots of Sophora species. Elsősorban a Sophora japonica (kushen), a Sophora subprostrata (shandougen), valamint a Sophora alopecuroides föld feletti részéből nyerik őket. A matrineket először 1958-ban izolálták és azonosították; ezek egyedülálló tetraciklo-kinolizindin alkaloidok, amelyek eddig csak a Sophora fajokban találhatók meg .
In vitro vizsgálatok kimutatták, hogy a matrin és az oximatrin gyengén gátolja a különböző humán tumorsejtek növekedését, fél maximális gátló koncentrációval (IC50) 1,0-4,0 mg/mL .
In vivo vizsgálatok kimutatták, hogy a KS-As, az oximatrin és a matrin gátolja az egér tumorok növekedését, beleértve a H22, hepatoma, S180, szarkóma és MA737 emlőrákos sejteket . Az SGC-7901 sejtvonalat használó humán xenograft tumor modellben a matrine fokozta az 5-fluorouracil gátlását a tumorban .
a Matrine gátolhatja az emberi malignus melanoma sejtvonal a375 és a méhnyakrák HeLa sejtjeinek invazivitását és metasztázisát, valamint indukálhatja a leukémia k-562 sejtek differenciálódását . Ezenkívül patkány C6 glioma sejtekben matrin által kiváltott autofágiát figyeltek meg elektronmikroszkóppal .
a KS-As daganatellenes válaszát több klinikai vizsgálatban is kimutatták különböző típusú daganatokban, beleértve a gyomor -, nyelőcső -, máj -, vastagbél -, tüdő -, méhnyak -, petefészek-és emlőrákot, monoterápiában vagy kemoterápiával vagy sugárterápiával kombinálva . Beszámoltak arról, hogy a matrine tumorellenes hatását a gyomor-és méhnyakrák, valamint a leukémiás és glioma sejtek proliferációjának gátlásával és apoptózisának kiváltásával fejti ki .
számos in vitro és in vivo vizsgálat próbálta tisztázni a matrine hatásmechanizmusát. A Matrine mitokondriális úton elősegíti az apoptózist leukémiás , emlőrák , nem kissejtes tüdőrák , hepatocarcinoma és gyomorrák sejtekben . A Beclin 1 részt vesz a matrine által indukált autofágiában, és a matrine pro-apoptotikus mechanizmusa összefüggésben lehet A Bax expresszió felszabályozásával . A legújabb bizonyítékok azt mutatják, hogy a matrine jelentős hatással van az immunválasz modulálására is azáltal, hogy csökkenti a HCC sejtek invázióját és metasztázisát .
a szövetek homeosztázisa egyensúlyt igényel a sejtek osztódása, differenciálódása és halála között. A tumor egyfajta “sejtciklus-rendellenesség”, amelynek abnormális interfésze van az osztódásnak, a differenciálódásnak és a halálnak . A sejtek” biológiai módosítójaként ” a matrine visszafordíthatja a tumorsejtek abnormális biológiai viselkedését, és helyreállíthatja az egyensúlyt a sejtek osztódása, differenciálódása és halála között.
a Matrine gátolhatja az a375 humán malignus melanoma sejtvonal invazivitását és metasztázisát is . Néhány tanulmány arról számolt be, hogy a matrine csökkentette a HeLa sejtek tapadását és migrációját . A matrin rákos sejtproliferációval és invázióval szembeni hatásmechanizmusa összefügg epidermális növekedési faktorvaszkuláris endothel növekedési faktor vaszkuláris endothel növekedési faktor receptor 1 Akt-nukleáris faktor-kappa B (EGF/VEGF—VEGFR1—Akt—NF-kB) jelátvitel (2.táblázat).
|
a Matrine szinergikus hatást mutat a celekoxib (ciklooxigenáz-2 inhibitor), a trichostatin A (hiszton-dezacetiláz inhibitor) és a roziglitazon daganatellenes szerekkel a tumor proliferáció és a VEGF szekréció ellen. A Matrine széles körű terápiás és/vagy adjuváns terápiás alkalmazásokkal rendelkezik humán nem kissejtes tüdőrák, emlőrák és hepatoma kezelésében (2.táblázat).
néhány tanulmány az oximatrin rákellenes aktivitásáról is beszámolt emberi gyomorrákos sejtekben, hasnyálmirigyrákban és emberi emlőrákos sejtekben . Az oximatrin indukálhatja az emberi hasnyálmirigy rákos sejtek apoptózisos halálát, ami a Bcl-2 és az IAP családok szabályozásának, a mitokondriális citokróm C felszabadulásának és a kaszpáz-3 aktiválásának tulajdonítható (2.táblázat).
vegyület kushen injection (CKI), közismert nevén Yanshu injection, kivont két gyógynövények, Kushen (Radix Sophorae Flavescentis) és Baituling (Rhizoma Smilacis Glabrae), az elsődleges összetevők oximatrine és matrine . A CKI-t széles körben alkalmazták önmagában vagy kemoterápiával vagy sugárterápiával kombinálva sok éven át Kínában. Klinikai vizsgálatok kimutatták, hogy a CKI csökkenti a kemoterápia és a sugárterápia mellékhatásait azáltal, hogy javítja az életminőséget és szabályozza a rákos betegek immunfunkcióját, valamint szinergizálja a kemoterápia és a sugárterápia terápiás hatásait (1 .táblázat). Kimutatták, hogy a CKI elnyomja a tumorsejtek növekedését azáltal, hogy apoptózist indukál, és gátolja az ilyen sejtek migrációját, invázióját és tapadását .
a rákos őssejtek (CSC-k) fontos szerepet játszanak a rák megindításában, visszaesésében és metasztázisában. Nem találtak olyan specifikus hatóanyagot, amely a CSC-ket célozza meg, mert ellenállnak a legtöbb hagyományos terápiának és a végtelenségig szaporodnak. Az egyik vizsgálatban a cki elnyomta a mellékpopuláció méretét (SP; ~90%), és csökkentette a WNT jelátviteli útvonal fő génjeit az MCF-7 SP sejtekben. A cki a Wnt/B-catenin útvonal szabályozásával elnyomta a tumor növekedését, míg a ciszplatin aktiválta a Wnt/b-catenin útvonalat, és megkímélhette az SP sejteket. Ezek az adatok arra utaltak, hogy a CKI új gyógyszerként szolgálhat, amely a CSC-ket célozza meg, de további vizsgálatok ajánlottak .
4. KS-Fs
egyes flavonoid vegyületek daganatellenes hatását (1 .ábra) in vitro és in vivo egyaránt igazolták. Meglepő módon a KS-Fs tumorellenes aktivitása erősebb volt, mint a KS-As-é, amelyeket a növény fő aktív komponenseinek tekintettek . KS-Fs, mint például a kurarinon, a 2 ‘ – metoxykurarinon és a sophoraflavanon G (S-ből izolált lavandulil-flavanonok). flavescens) (1 .ábra) gátolhatja a sejtproliferációt az A549, az NCI-H460 (nem kissejtes tüdő), az SK-OV-3 (petefészek), az SK-MEL-2 (bőr), az XF498 (központi idegrendszer), a HCT-15 (vastagbél) HL-60 (mieloid leukémia) és az SPC-A-1 (tüdő) sejtekben, amelyek IC50 értéke 2 és 36 6G/mL között van.
daganatellenes hatást igazoltak H22, S180 és Lewis tüdődaganatok egérmodelljeiben, valamint humán H460 és Eca-109 xenograftos daganatok meztelen egerek modelljeiben . Ezenkívül a Ks-Fs és a kurarinon fokozta a Taxol tumorellenes aktivitását in vitro és in vivo . A KS-Fs Oralis vagy intravénás maximális tolerált dózisa >2, 8 g/kg, illetve 750 mg/kg volt, érzékelhetően több, mint a KS-As Oralis medián letális dózisa (1, 18 g/kg). Mellékhatásokat nem figyeltek meg. Ezenkívül a perifériás vérsejtek számát nem befolyásolta szignifikánsan a 200 mg/ttkg/nap KS-Fs-sel kezelt normál egerekben 2 héten keresztül .
a Kuraridin, a sophora flavanone G, a kurarinone, a kushenol F és a norkurarinol rendkívül erős tirozináz gátló aktivitással rendelkezik . A Kurarinol, a kuraridinol és a trifolirhizin jelentősen gátolta (>50%) a melanin szintézist .
a KS-Fs és a kurarinon hatásmechanizmusa magában foglalja a tumor nekrózis alfa-egy (TNFal) által kiváltott NF-kB aktiváció gátlását és az apoptózis fokozását . Az apoptózist indukáló hatás taxol jelenlétében fokozódott. Kurarinonnal kezelt h460 xenograft egerekben a Bcl-2 downregulációját, valamint a kaszpáz 8 és kaszpáz 3 upregulációját figyelték meg tumorokban . A KS-Fs és a kurarinon apoptózist indukál a tumorokban azáltal, hogy több sejtes célpontra hat, beleértve az NF-kB aktiváció gátlását és a több receptor tirozin-kináz aktivitást . A kurarinon és a kuraridin az IkBa proteolízis és a P65 nukleáris transzlokáció gátlásával, valamint az extracelluláris szignál-szabályozott kináz (ERK)1/2, A c-Jun N-terminális kináz (JNK) és a p38 mitogén-aktivált protein-kinázok foszforilációjával csillapítja az NF-kB aktivációt . A konstitutív NF-kB és az RSK2 tevékenységek fontos jellemzői az emberi daganatoknak (beleértve a hematopoietikus malignusokat és a szilárd daganatokat), így a prenilált flavanonok az Erk/RSK2 jelátviteli út természetes inhibitorainak vonzó osztályát képviselik a rákterápiában (2.táblázat).
ötvenhat flavonoidot azonosítottak a KS-Fs-ből. A KS-F-ek közül huszonegynek daganatellenes aktivitása van. Tanulmányok kimutatták, hogy a KS-as frakciók helyett a KS-Fs-ben erősebb daganatellenes aktivitás figyelhető meg. A KS-Fs több mint 10-szer erősebb volt, mint a KS-mint a sejtproliferációs vizsgálatban. Klinikai Onkológiai körülmények között a KS-FS biztonságosságának és hatásosságának további értékelése indokolt. A KS-Fs-t botanikai gyógyszerként lehet kifejleszteni a szilárd daganatok számára, a kurarinon pedig marker vegyületként használható. A KS-Fs vegyületek további szerkezeti módosításai hatékonyabb gyógyszerjelölteket is előállíthatnak.
5. Következtetések és jövőbeli kilátások
ez a tanulmány összefoglalta a kushen és összetevőinek tumorellenes hatékonyságát és hatásmechanizmusát in vitro és in vivo. A kushen kivonatok számos szabadalmát alkalmazták az USA – ban, Kínában és más országokban (3.táblázat). Ezek az eredmények megerősítik azt a hipotézist, miszerint a kushen (vagy annak komponensei) önmagában vagy kemoterápiás szerekkel kombinálva modulálhatják a daganatok különböző molekuláris útvonalait, vagy rák kezelésére alkalmazhatók. Az itt és másutt leírt tanulmányok kiemelik a kushen flavonoidjainak új kemoprevenciós szerként történő alkalmazását a rákos beavatkozás során. Várható, hogy a kushennel végzett jövőbeli vizsgálatok segítenek meghatározni a tumorsejtek gátlásának és apoptózisának különböző molekuláris mechanizmusait és célpontjait. A multicentrikus, nagy minta, randomizált, kettős-vak, kontrollált kemoprevenciós klinikai vizsgálatok száma kushennel nagyon korlátozottak. Kiterjedt klinikai kutatások szükségesek a kushen biztonságosságának és kemoprevenciós hatékonyságának további értékelésére önmagában vagy kemoterápiás szerekkel kombinálva.
|
Köszönetnyilvánítás
ezt a munkát támogatta a National Natural Science Foundation (Grant no. 30701070), tudományos és technológiai projekt Shanghai (11dz1971702), Wang Bao-En májfibrózis Kutatási Alap (20100048), Shanghai Rising-Star Program (08qa1406200), Xinglin Scholars Program Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, e-Institute of Shanghai Municipal Education Commission (Project E03008), innovatív kutatócsoport az egyetemeken, Shanghai Municipal Education Commission, Shanghai Key Laboratory of Traditional Chinese Clinical Medicine, és kulcsfontosságú tudományágak a máj és a máj epehólyag betegségek állami közigazgatás a hagyományos kínai orvoslás Kínai Népköztársaság.