CN101474193A

CN101474193A - 人参皂苷ih901在制备血管生成抑制剂中的应用

Info

Publication number: CN101474193A
Application number: CNA2009101109049A
Authority: CN
Inventors: 明艳林; 陈良华; 陈忠炎; 郑志忠; 童庆宣
Original assignee: XIAMEN OVERSEAS CHINESE SUBTROPICAL PLANT INTRODUCTION GARDEN
Current assignee: XIAMEN OVERSEAS CHINESE SUBTROPICAL PLANT INTRODUCTION GARDEN
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2009-07-08

Abstract

人参皂苷IH901在制备血管生成抑制剂中的应用，涉及人参皂苷IH901在药物领域的应用。提供人参皂苷IH901及其前提物在制备血管生成抑制剂中的应用。人参皂苷IH901为20－O－β－D－吡喃葡萄糖苷－20(S)－原人参二醇，可用于制备血管生成抑制剂，人参皂苷IH901的前提物可用于制备血管生成抑制剂。提出人参皂苷IH901及前提物具有抗侵袭转移、血管生成作用，并作为用于制备肿瘤血管生成和其他血管生成有关的疾病治疗的药物。人参皂苷IH901及前提物开发成为抗肿瘤药物及其他血管生成疾病的药物提供药效学及作用机制的研究依据，具有将该类药物开发成为肿瘤化疗和/或辅助化疗等类药物的价值。

Description

人参皂苷IH901在制备血管生成抑制剂中的应用

技术领域

本发明涉及人参皂苷IH901在药物领域的应用，尤其是涉及人参皂苷IH901在制备血管生成抑制剂中的应用。

背景技术

血管生成(Angiogenesis)是指源于已存在的毛细血管和毛细血管后微静脉新的毛细血管性血管的生长。血管是输送氧、营养物质和代谢产物的重要途径，没有血管支持的组织或器官难以生存，因此与机体内器官和组织形成过程相伴随会发生血管形成。肿瘤血管生成是近年来肿瘤研究的热点，抑制肿瘤血管生成的方法可以作为抗肿瘤的辅助治疗，一些实验也证实抑制肿瘤新生血管的生成，可以有效地抑制肿瘤的生长。现在，临床上已经把肿瘤血管生成作为恶性肿瘤预后评价的指标。肿瘤和它的周围组织产生各种各样的因子影响血管生成，刺激血管生成的因子主要有血管内皮生长因子(VEGF)，转化生长因子α(TGF-α)，碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)，白细胞介素-8(IL-8)，基质金属蛋白酶MMP-2、基质金属蛋白酶MMP-9等，这些蛋白已成为抗侵袭转移、血管生成药物的有效分子靶点。

由于多种肿瘤的生成、转移、复发和预后均与肿瘤血管生成密切相关。因此以肿瘤血管生成为靶点，开发血管生成抑制剂在抗肿瘤研究中是一个新的十分活跃的研究领域。至今，已报道了三百多个内源性的、天然的或合成的血管生成抑制剂，其中有三十余种TA抑制剂正在进入I～III期临床试验。随着对抗肿瘤新生血管形成机制的深入研究和对肿瘤血管生成抑制剂的开发，许多研究者在探讨中药抗肿瘤作用机制的研究中，对部分中药有效成分及复方制剂抑制肿瘤血管生成的作用机制进行了研究并取得了一些进展。中医药在肿瘤治疗领域中有其独特的功效，无论在抑制或杀伤肿瘤细胞力面，还是术后调理，减轻放、化疗不良反应，改善症状和体征，提高生存质量等力面，均发挥了重要的作用。范跃祖等(范跃祖等.去甲斑鳌素对胆囊癌肿瘤血管生成的抑制作用.中华实验外科杂志，2006，23(8)：922-925)探讨去甲斑鳌素(NCTD)对胆囊癌肿瘤血管生成的抑制作用。方法通过建立人脐静脉内皮细胞(HUVEC)、鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)新生血管生成模型和裸鼠胆囊癌荷瘤模型，分别对HUVEC、CAM新生血管和裸鼠荷瘤血管生成进行随机干预实验，实验结果表明，NCTD可有效抑制、破坏胆囊癌肿瘤血管生成，进而有效抑制胆囊癌增殖与生长。姜黄素属于天然酚类抗氧化剂，姜黄素的抗肿瘤机制是多方面的，其中抑制肿瘤新生血管的生成是姜黄素抗肿瘤作用的重要机制。杨和平等(杨和平，李剑明，唐春兰等。姜黄色素活性单体成分抗血管生成的实验研究.第三军医大学学报，2005，27(11)：1068～1070)探讨中药姜黄的活性单体成分姜黄素(姜黄素I)、脱甲氧基姜黄素(姜黄11)和双脱甲氧基姜黄素(姜黄素III)对血管生成的抑制作用。结果证明3种姜黄色素单体均具有确切的抗人内皮细胞和肺腺癌裸鼠移植瘤血管生成作用，其中姜黄素III最强，机制可能与其抑制VEGF及其受体的表达有关。

人参皂苷IH-901(20-O-β-D-吡喃葡萄糖苷-20(S)-原人参二醇)也称为compound K，C-K或M1，是中国传统中药人参在肠道内的最终主要代谢产物，是二醇组人参皂甙的最终药用活性形式，IH-901在抗肿瘤、抗衰老，抗炎症等方面均表现较高活性。人参皂苷IH901为非天然存在的皂苷，目前主要利用天然人参皂苷为前提物通过生物转化方法制备如：微生物转化或酶法生物转化，公开号为CN1985865的中国发明专利公开了一种从西洋参根及其茎、叶中提取纯化去糖人参皂苷的方法。公开号为CN101139562的中国发明专利申请公开了利用弗氏链霉菌菌株规模化发酵转化各种三七皂苷、制备Compound K提供一株性状稳定、营养要求简单、生长良好的链霉菌菌株，以及实用简便的全自动发酵罐发酵、分离提取工艺。公开号为CN1899336的中国发明专利申请公开了用一种固定化酶制备人参抗癌有效成份的方法。根据文献和专利检索，据报道，人参皂甙IH901可作为抗癌药物或辅助药物应用(中国专利CN1623554)、在增加心肌收缩力的用途(中国专利CN1879640)、在制备治疗或预防肝纤维化制药中的新应用(中国专利CN1679600)，以及在预防或治疗关节炎上应用(中国专利CN101147743)等等，并未见人参皂甙IH901在抑制血管生成方面的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供人参皂苷IH901及其前提物在制备血管生成抑制剂中的应用。

本发明所述人参皂苷IH901为20-O-β-D-吡喃葡萄糖苷-20(S)-原人参二醇，也称为compound K，C-K或M1，其结构式为：

本发明所述人参皂苷IH901的前提物的结构通式为：

式中，R¹是-O-Glc²-¹Glc、-O-Glc或羟基；R²是-O-Glc²-¹Rha、-O-Glc羟基或氢；R³是-O-Glc⁶-¹Glc、-O-Glc⁶-¹Arap、-O-Glc⁶-¹Araf、-O-Glc或羟基；R¹、R²、R³至少有一个羟基或氢。

本发明所述人参皂苷IH901可用于制备血管生成抑制剂。

本发明所述人参皂苷IH901的前提物可用于制备血管生成抑制剂。

所述血管生成相关的过度疾病包括肿瘤、糖尿病视网膜病变、风湿性关节炎、银屑病、血管瘤和动脉粥样硬化等疾病。

所述血管生成抑制剂可为口服药剂或注射药剂，注射给药可以为静脉注射、肌肉注射、腹腔注射或皮下注射等。

所述口服药剂最好为滴丸、软胶囊或冻干粉针等，所述注射药剂最好为静脉注射用乳剂等。

以人脐静脉血管内皮细胞ECV304为模型，研究人参皂苷IH901及前提物对ECV304细胞的增殖，凋亡、迁移、粘附以及相关蛋白的分泌情况等体外作用效果，以探讨IH901抑制侵袭转移、血管生成药学功效。

本发明具有以下优点：

(1)首次提出人参皂苷IH901及前提物具有抗侵袭转移、血管生成作用，并将他们作为用于制备肿瘤血管生成和其他血管生成有关的疾病治疗的药物。人类许多疾病与血管生成有关，该种药物作为血管生成抑制剂将会在这些疾病的治疗中得到重要的应用。

(2)本发明为人参皂苷IH901及前提物开发成为抗肿瘤药物及其他血管生成疾病的药物提供药效学及作用机制的研究依据，具有将该类类药物开发成为肿瘤化疗和/或辅助化疗等类药物的价值。

(3)本发明以血管生成理论为背景，研究并阐明中药有效单体成分作用和机制，是发展中医药理论新的重要方向，为发现新的理论和药物作用新的靶点提供重要依据。

附图说明

图1为MTT测定IH901对人脐静脉内皮细胞ECV304增殖抑制效果。在图1中，横坐标为IH901浓度(μM)，纵坐标为细胞存活率(％)；◆6h，■12h，▲24h，×48h。

图2为IH901诱导人脐静脉内皮细胞ECV304细胞凋亡的形态学观察。在图2中，左边图为对照，右边图为IH901在浓度60μM下作用24h细胞凋亡情况(箭头所指细胞即是凋亡细胞)；A：相差显微镜下的凋亡形态，B：Hoechst33258染色荧光显微镜下的凋亡形态，C：AO/EB染色荧光显微镜下的凋亡形态。

图3为流式细胞仪分析细胞凋亡峰。在图3中，图形上方为IH901浓度(μM)，图形内部Apo％为细胞凋亡率，相对于浓度为0μM、25μM、50μM和75μM的凋亡率分别为0.8±0.51％、5.19±2.17％、10.65±5.43％和19.7±4.15％。

图4为IH901对人脐静脉内皮细胞ECV304与基质粘附能力的影响。在图4中，图形上方位IH901处理细胞的时间为4h，IH901的浓度从左至右分别为对照，2.5μM，7.5μM，12.5μM。

图5为IH901对ECV304基质粘附率的影响(^**p<0.05；^*p<0.01)。在图5中，横坐标为IH901浓度(μM)，纵坐标为细胞黏附率(％)

图6为ELISA检测IH901对人脐静脉内皮细胞ECV304分泌VEGF，bFGF的影响(^**p<0.01；^*p<0.05)。在图6中，横坐标为IH901浓度(μM)，纵坐标为相应蛋白表达量；■VEGF，□bFGF。

图7为ELISA检测IH901对人脐静脉内皮细胞ECV304分泌VEGF，bFGF的影响(^*p<0.01)。在图7中，图形上方位IH901处理细胞的时间为48h，从左至右的IH901浓度分别为0μM，0.25μM，0.5μM，1.0μM和2.0μM；左边是相应蛋白抗体的检测量分别为Anti-MMP2，Anti-MMP9，Anti-Action。

具体实施方式

以下实施例通过人参皂苷IH901及前提物对人脐静脉内皮细胞ECV304的药理药效实验来进一步说明本发明，但并不表示本发明只限于该实施例。

实施例1　　人参皂苷IH901对ECV304细胞增殖的影响

1)实验材料：

细胞株、培养液：人脐静脉内皮细胞ECV304购自中国科学院上海细胞生物学研究所。培养基RPMI-1640购自GIBCO公司，胎牛血清购自Hyclone公司，青霉素、链霉素购自上海生工公司。

2)药物：人参皂苷IH901按公开号为CN1985865的发明专利方法制备；其他试剂3-(4，5-二甲基噻唑-2)-2，5-二苯基四氮唑溴盐(简称为MTT)、二甲基亚砜(简称为DMSO)等购自Sigma公司或国内其他公司。

3)实验方法：将一组浓度为0、6.25、12.5、25、50、75、100μM的人参皂苷IH901分别作用ECV304，通过四甲基偶氮唑盐比色法(MTT法)，测定不同浓度下随作用时间梯度为6、12、24、48h的人参皂苷IH901作用细胞相对存活率。具体方法如下：(1)取对数生长期细胞，0.25％胰酶消化，用细胞培养液制成5×10⁴/mL单细胞悬液接种于96孔板，每孔100μl；(2)培养24h后，吸去细胞培养液，分别加入100μl对照组培养液及含人参皂苷IH901的实验组培养液，每组4个重复孔；(3)分别继续培养6、12、24、48、72h后，吸去培养液，每孔加人200μl MTT(0.5mg/ml)，再继续培养4h；(4)吸去上清，加200μl抽提缓冲液(90％ DMSO，10％ 0.1M Glycine-NaOH，pH10)，振荡10min，使结晶充分溶解，在酶标仪上读取570nm处吸光度(OD)值。根据光吸收值计算人参皂苷IH901处理后的细胞相对存活率。

4)计算公式：

细胞相对存活率＝(用药组的光吸收值—背景光吸收值)/(DMSO组的光吸收值—背景光吸收值)×100％

药物对肿瘤细胞生长的抑制率E＝100％—细胞相对存活率

5)实验结果：从ECV304的生长曲线结果(图1)显示，人参皂苷IH901对ECV304存活率的抑制作用呈时间和浓度依赖性。50μM和75μM的IH901作用ECV304 24h后，细胞的生存率急剧下降，其细胞生长抑制率分别为33.5％和73.7％。而当100μM的IH901作用ECV304 6h后抑制率即达到97.35％。该结果提示IH901对人脐静脉内皮细胞ECV304增殖有明显的抑制作用。

实施例2　　人参皂苷IH901诱导ECV304细胞凋亡的形态学观察

1)实验材料：Hoechst 33258、AO/EB购自Calbiochem(San Diego，CA)，多聚甲醛购自上海生工公司，其他材料如实施例1。

2)实验方法：

(1)将对数生长期的细胞接种于盖玻片上，经过药物处理预定时间后，取出玻片，用PBS冲洗3次；(2)在室温下，用4％的多聚甲醛固定10min，PBS洗3次；(3)Hoechst 33258染色：用2μl Hoechst 33258(10μg/ml)室温孵育5～10min后，用荧光显微镜下观察；(4)AO/EB染色：将处理过的贴壁的和悬浮的细胞共同收集后，用2μl AO(100μg/ml)和EB(100μg/ml)重悬后，荧光显微镜下观察拍照。

3)实验结果：如图2所示，60μM的人参皂苷IH90l作用ECV304 24h后，细胞皱缩，体积变小，伴核固缩，培养液中出现大量细胞碎片，细胞呈现典型的凋亡现象。而对照细胞饱满舒展，贴壁成片生长(图2A)。接着，我们采用了Hoechst 33258和AO/EB染色法，在荧光显微镜下观察细胞的凋亡现象。也可发现处理组细胞呈现比较典型的凋亡状态，包括染色质皱缩和核固缩等(图2B，C)。总之，细胞形态学研究表明IH901能够通过诱导人脐静脉内皮细胞ECV304凋亡来抑制细胞增殖。

实施例3 人参皂苷IH901对ECV304细胞周期相分布的影响

1)实验材料：Rnase A，Propidium iodide购自Sigma公司，其他材料如实施例1。

2)实验方法：

(1)将处于对数生长期的细胞经过0、25、50、75μM IH901作用ECV304 12h处理后收集贴壁和悬浮的所有细胞；(2)PBS洗涤2次后重悬于PBS；(3)用预冷的70％的乙醇-20℃固定1h后，4℃下保存待检；(4)低速离心后除去乙醇，PBS洗涤2次；(5)加入无DNase的RNase重悬细胞，于37℃孵育30min；(6)转入冰浴，加入PI(50mg/ml)染液，4℃避光孵育20～30min；(7)上机检测。

3)实验结果：细胞检测表明：凋亡细胞随着药物浓度的增加而增加，凋亡率分别为0.8±0.51％、5.19±2.17％、10.65±5.43％、19.7±4.15％，且G1期细胞前面出现明显的凋亡峰(图3)。细胞周期分析显示(表2)，随着药物浓度增加，G0/G1期细胞增多，S期细胞减少(^*p<0.05；^**p<0.01)。表明人参皂苷IH901能够使人脐静脉内皮细胞ECV304阻滞于G0/G1期。

表2流式细胞仪分析细胞周期变化(^*p<0.05；^**p<0.01)

实施例4 人参皂苷IH901对ECV304与基质粘附能力的影响

1)实验材料：纤粘连蛋白(Laminin，LN)、Matrigel购自北京大学医学部细胞生物学教研室，其他材料同实施例1。

2)实验方法：

(1)在96孔板每孔中分别铺上Laminin(LN)和Matrigel各2μg，置超净工作台内风干；(2)加入2％的BSA 20μl/孔，置37℃的5％ CO₂培养箱中孵育1h，PBS冲洗2次；(3)收集对数生长期的细胞悬浮于0.1％ NCS-RPMI-1640中，每孔加入2×10⁴个细胞，37℃的5％CO₂培养箱中孵育1h；(4)弃去培养基，加入200μl/孔PBS，抽吸吹打10次，冲洗3遍，以去除未粘附的细胞；(5)弃去PBS，加入MTT 40μg/孔，37℃的5％ CO₂培养箱中培养4h；(6)弃去MTT，纸巾吸尽残留，加入200μl/孔碱化的DMSO；(7)酶标仪测定570nm吸光值；

3)实验结果：在整个肿瘤细胞侵润转移及血管生成过程中，肿瘤细胞相互之间、肿瘤细胞与正常组织细胞间及内皮细胞与基质间的粘附作用是非常重要的一个环节。为了研究IH901对ECV304与基质粘附能力的影响，我们利用10μg/ml的纤粘连蛋白Laminin(LN)模拟细胞外的基质环境，通过MTT检测不同浓度IH901(0、1.25、2.5、5、7.5、10、12.5μM)作用ECV304与基质粘附能力的差异。结果发现，随着药物浓度的增加，ECV304与基质粘附的细胞数量均比对照明显减少，经统计学分析，二者具有显著性差异(^*p<0.05；^**p<0.01)(图4、图5)。结果表明，IH901对人脐静脉内皮细胞ECV304与细胞外基质粘附能力有明显的抑制作用，且呈剂量依赖关系。

实施例5 人参皂苷IH901对ECV304迁移能力的影响

1)实验材料：同实施例1。

2)实验方法：

(1)将处于对数生长期的的细胞等量接种到6孔板中；(2)细胞长至90％以上后，用无菌细胞刮或刀片刮掉部分细胞后，PBS洗3次后换无血清培养基；(3)培养3天后倒置显微镜下观察拍照。

3)实验结果：在趋化因子作用下，肿瘤细胞和内皮细胞活跃的运动能力，是肿瘤具备高侵袭性以及肿瘤血管生成的重要特征。为初步研究IH901对内皮细胞迁移能力的影响，我们根据划痕法，以不同浓度IH901(0、0.5、2.5μM)分别作用ECV304细胞24h和36h后，检测IH901对ECV304细胞迁移能力的影响。结果(表3)表明，IH901对ECV304迁移的作用较为明显，在IH901作用24h后，细胞迁入空白区域的数量明显减少，且随着浓度的增加，对细胞迁移的抑制率也明显增大，抑制效应呈浓度依赖关系，但与作用时间没有显著的相关性。

表3 IH901对ECV304迁移能力的影响(^*P<0.05)

实施例6 人参皂苷IH901对VEGF和bFGF在ECV304中表达的影响

1)实验材料：Goat anti-VEGF、Goat anti-bFGF、Anti-Goat IgG购自Santa Cruz Biotech，其他材料同实施例1。

2)实验方法：

(1)样品处理：用封闭液溶解样品，将稀释好的阳性、阴性及样本分别加入酶标板孔中，每孔100μl，同时加入2孔空白对照(PBS)。37℃ 2h，弃去孔中液体；(2)洗板，于酶标板每孔加入洗涤液250μl，洗板3次；(3)用封闭液按1:2000稀释酶标抗体，每孔加稀释好的酶结合物100μl。放置37℃ 2h；(4)洗板，于酶标板每孔加入洗涤液250μl，洗板3次；(5)显色与终止：加入底物液100μl，室温避光显色，10min后，每孔加终止液1滴，终止反应；(6)采用波长405nm的酶标仪测定OD值，阴性OD值×2.1作为判定界值。检测样本的OD值≥此判定界值则为阳性。

3)实验结果：为探讨人参皂苷IH901对VEGF和bFGF在ECV304中表达的影响，本研究采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测了不同浓度IH901(0、0.01、0.1、1μM)48h对ECV304分泌VEGF和bFGF的影响。结果(表4)表明，IH901处理的细胞上清中VEGF、bFGF的含量明显低于对照细胞(图6)，统计学分析，二者具有差异显著性(^*p<0.05；^**p<0.01)。

表4 ELISA检测IH901对ECV304分泌VEGF，bFGF的影响(^*p<0.05；^**p<0.01)

实施例7　　人参皂苷IH901对MMP2和MMP9在ECV304中表达的影响

1)实验材料：同实施例6。

2)实验方法：

(1)蛋白样品加入1/3样品体积的蛋白质上样缓冲液，100℃变性10min；(2)配置适合浓度的聚丙烯酰胺凝胶；(3)将样品和蛋白质marker加入上样孔，调整适合的电流和电压开始电泳；(4)将电泳好的凝胶放在转移缓冲液中浸泡15min，PVDF膜浸泡于甲醇中(半干转移法)；(5)组装好转移装置，在适当的电流、电压下转移30～60min；(6)转移结束后，取出PVDF膜；(8)用0.25％明胶封闭PVDF膜，室温，1h；(9)加入一抗室温孵育1～2h；(10)用TBS-T缓冲液清洗10min三次；(11)加入二抗室温孵育45～60min；(12)用TBS-T缓冲液清洗10min3次；(13)加入ECL底物孵育1～2min，显影。

3)实验结果：通过分析不同浓度人参皂苷IH901(0、0.25、0.5、1.0、2.0μM)对人脐静脉内皮细胞ECV304作用48h后对其分泌MMP2和MMP9的影响，发现药物处理后细胞与对照组相比，MMP2和MMP9表达量(在上清中较易检测到)均呈浓度依赖性降低，但对MMP9影响要强于MMP2(图7)。结果说明，IH901对MMP2和MMP9在ECV304中的表达有抑制作用，但对MMP9的抑制作用非常明显，对MMP2的抑制作用较弱。

Claims

1.人参皂苷IH901在制备血管生成抑制剂中的应用。

2.人参皂苷IH901的前提物在制备血管生成抑制剂中的应用。

3.如权利要求1或2所述应用，其特征在于所述血管生成相关的过度疾病包括肿瘤、糖尿病视网膜病变、风湿性关节炎、银屑病、血管瘤和动脉粥样硬化。

4.如权利要求1所述应用，其特征在于所述血管生成抑制剂为口服药剂或注射药剂。

5.如权利要求4所述应用，其特征在于所述口服药剂为滴丸、软胶囊或冻干粉针。

6.如权利要求4所述应用，其特征在于所述注射药剂为注射用乳剂。

7.如权利要求6所述的应用，其特征在于注射用乳剂为静脉注射用乳剂、肌肉注射用乳剂、腹腔注射用乳剂或皮下注射用乳剂。