CN112294829A - 红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用。经研究表明：红景天苷对乳腺癌MCF‑7细胞具有明显的抑制生长作用。所述红景天苷分子结构式如下：

Description

红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用

技术领域

本发明属于含有景天科的药物制剂技术领域，具体涉及一种红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用。

背景技术

癌症是威胁人类健康的重大疾病之一，随着各种化疗药的临床应用，肿瘤治愈率显著提高，患者生存时间明显延长。目前用于治疗癌症的药物主要有烷化剂类药物、抗生素类抗肿瘤药物、抗肿瘤激素类药物、金属铂类药物、抗代谢药物、分子靶向药物和抗肿瘤植物药物等。

烷化剂类药物属于细胞毒类药物，与细胞的蛋白质和核酸结合进而杀伤肿瘤细胞，对细胞有直接毒性作用，另外，烷化剂化学性质高度活泼，属于细胞周期非特异性药物，由烷基化和载体构成，在体内经细胞色素P450氧化分解而发挥作用。烷化剂类代表药物有卡莫司汀、盐酸氮芥、环磷酰胺和米尔法兰等，由于盐酸氮芥在治疗恶性淋巴瘤中的应用，烷化剂已成为最重要的一类癌症化疗药物。烷化剂类药物合成简单，对肿瘤治疗具有重要价值，但其选择性差，不良反应大，且容易产生耐药性。

抗生素类抗肿瘤药物是多数联合化疗治疗方案中均会用到的一类药物。根据结构不同，抗肿瘤抗生素类药物可分为蒽环类、烯二炔类、大环内酯类、糖肽类、苯并二吡咯类等。代表药物有丝裂霉素、表柔比星、阿霉素、博来霉素、多柔比星等，其中，表柔比星是抗骨肉瘤最有效的药物之一。抗生素类药物对恶性肿瘤具有较好的治疗效果，但不良反应广泛，因此应注意降低化疗药物的不良反应，改善患者的生活质量。

抗肿瘤激素类药物，对于激素依赖性恶性肿瘤(如乳腺癌、子宫癌、前列腺癌)的治疗通常辅助内分泌治疗，可应用抗肿瘤激素类药物选择性作用于激素受体，阻断其与受体的结合，从而抑制肿瘤生长，且该类药物对正常组织无抑制作用。目前常用的抗肿瘤激素类药物主要包括选择性雌激素受体调节剂、促性腺激素释放激素类似物、芳香酶抑制剂、抗雄激素药物等。抗肿瘤激素类代表药物有他莫昔芬、屈洛昔芬、来曲唑、氨鲁米特、亮丙瑞林、戈那瑞林等。近年来，由于乳腺癌等疾病发病率的升高，抗肿瘤激素类药物的应用也显著增加。然而，耐药性仍是大多数抗肿瘤激素类药物应用中的一大难题。此外，部分抗肿瘤激素类药物的价格相对昂贵，患者的经济负担沉重。

金属铂类药物：自1979年引入顺铂以来，铂类抗肿瘤药物已被广泛用于各种恶性肿瘤的临床治疗。到目前为止，全球已有3种铂类药物(顺铂、卡铂和奥沙利铂)用于癌症的治疗。顺铂是第一代铂类抗肿瘤药物，最早应用于临床，被公认为卵巢癌和睾丸癌治疗的一线用药，但大剂量应用会造成肾功能损伤。铂类药物应用过程中还可能产生心脏毒性(如心律失常、心绞痛、心肌炎、血栓栓塞事件、高血压和心力衰竭)，尤其是顺铂引起的心脏毒性更显著。由于顺铂引起的心脏毒性通常无明显的临床表现，可能无法检测到，因此顺铂的心脏毒性作用可能会被忽略。卡铂为第二代铂类抗癌药，与顺铂作用机制相同，但肾毒性低于顺铂。奥沙利铂是第三代铂类抗癌药，主要用于卵巢癌、乳腺癌、肺癌、结直肠癌及胰腺癌等，对结直肠癌中晚期患者的疗效较好，不良反应主要表现为胃肠道反应以及骨髓抑制等，超剂量应用会产生神经毒性。

抗代谢药物是一类通过干扰必需的生化过程而起效的抗肿瘤药物，包括胸苷酸合成酶抑制剂、DNA聚合酶抑制剂、二氢叶酸还原酶抑制剂、嘌呤核苷酸合成抑制剂等。常见的抗代谢类代表药物有5-氟尿嘧啶、甲氨蝶呤、阿糖胞苷等，其中5-氟尿嘧啶及其前药卡培他滨广泛用于多种实体恶性肿瘤的治疗，包括结直肠癌、乳腺癌和头颈癌，5-氟尿嘧啶最常见的药物毒性包括胃肠道反应(如腹痛、腹泻、恶心)、骨髓抑制和皮肤毒性。

分子靶向药物，分子靶向治疗又称“生物导弹”，其在细胞水平上针对已经明确的致癌位点设计相应的治疗药物，药物进入人体后可与致癌位点选择性特异结合并发挥作用，导致癌细胞特异性死亡，而不会损伤正常的组织细胞。治疗效果与药物自身特性以及肿瘤内是否存在靶向药物作用的分子靶点及异常状态密切相关。分子靶向治疗选择依赖于分子病理学诊断，然而由于肿瘤异质性病理学检查不能获得肿瘤的全部信息，分子靶向治疗的疗效不一定与预期疗效一致。目前针对肿瘤的靶向治疗位点主要从酪氨酸激酶受体家族、抗血管生成及其相关的细胞内外信号通路等方面入手。拉帕替尼是表皮生长因子受体和人表皮生长因子受体2双重酪氨酸激酶抑制剂，通过阻断乳腺癌中人表皮生长因子受体2的细胞内结构域发挥抗癌作用，但由于溶解性差限制了其临床应用。并且靶向治疗在早期应用中疗效较好，在后期应用中则会出现一系列问题(如肿瘤耐药性或药物抵抗)，不能更好地延长肿瘤患者的总生存期。

目前临床应用较广泛的抗肿瘤植物药物包括生物碱类抗肿瘤药物、萜类抗肿瘤药物、多酚类抗肿瘤药物、多糖类抗肿瘤药物等，其中生物碱类抗肿瘤药物(如喜树碱类、长春碱类)临床应用较多。喜树碱及其衍生物可通过特异性抑制拓扑酶I的活性而发挥抗癌作用，而伊立替康是一种水溶性喜树碱衍物，具有抗结直肠癌和小细胞肺癌的临床活性。长春碱类化合物可通过结合微管蛋白抑制微管的聚合而抑制细胞的分裂和增殖，具有较强的抗肿瘤活性，代表药物有长春碱、长春新碱等。长春新碱是急性淋巴细胞白血病治疗的核心化疗药物，但多数患者在临床应用过程中会出现周围神经病变。

近年来，抗肿瘤药物的研发主要面临两大难题：增强抗肿瘤药物对肿瘤细胞的靶向性，以使其在不损害正常细胞的情况下尽可能杀死肿瘤细胞；降低抗肿瘤药的毒性，不良事件的发生可能导致抗癌治疗的调整或停止，从而影响患者的生存率。随着生命科学的发展，肿瘤的治疗也进入一个新的阶段。其中，天然产物的不断开发和创新利用，使其在抗癌药物中占据着越来越重要的地位。从抗癌综合疗效上来说，抗癌药物的开发与应用逐渐从靶点单一、毒副作用强的传统药物，转向多靶点，多层次，多方位调节的毒性较小的天然药物。因此研发新型经济有效、安全的抗肿瘤天然药物具有重要价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用。

按上述方案，所述红景天苷分子结构式如下：

按上述方案，所述癌症包括：人宫颈癌，肺腺癌，肝癌，膀胱癌，乳腺癌。

本发明还包括上述红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用方法，以红景天苷为唯一活性组分或与抑制癌细胞生长增殖、诱导癌细胞凋亡的其他活性组分(如紫杉醇、羟基喜树碱等)联用，与药物学上可接受的辅料混合制成各种形式的胶囊剂、颗粒剂、片剂、散剂、膏剂、粉剂、针剂或水剂。

按上述方案，所述癌细胞为人宫颈癌Hela细胞，肺腺癌SPC-A-1细胞，肝癌QGY-7703细胞，膀胱癌TEU-2细胞，乳腺癌MCF-7细胞中的一种。

按上述方案，所述红景天苷的使用剂量为20～80mg/kg，以腹腔注射方式给药。根据病情不同，可分高、中、低剂量给药，高剂量组80mg/kg，中剂量组40mg/kg，低剂量组20mg/kg。

红景天苷是红景天全草或者根茎中分离出来的主要活性成分。本发明建立了乳腺癌细胞株MCF-7的裸鼠乳腺癌模型。分组分别以腹腔注射高、中、低剂量红景天苷，阳性药品紫杉醇和生理盐水对照处理。结果表明：红景天苷在乳腺癌MCF-7细胞裸鼠模型体内有明显的抑制肿瘤生长作用，其作用机制与促进细胞凋亡相关，在临床上可以作为抗乳腺癌治疗的目标药物。本发明发现红景天在体外对人宫颈癌Hela细胞、肺腺癌SPC-A-1细胞、肝癌QGY-7703细胞、肝癌HepG2细胞、膀胱癌TEU-2细胞等多种肿瘤细胞具有抑制增殖的作用，同时发现红景天苷对乳腺癌细胞体外具有生长抑制、凋亡诱导等作用。红景天苷具有价格实惠、毒副作用小等优点，不仅对肿瘤细胞具有直接杀伤或抑制作用，而且能改善患者症状及体征，提高化疗药物的疗效。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用及具体应用方法，经研究表明：红景天苷对乳腺癌MCF-7细胞具有明显的抑制生长作用。

附图说明

图1为本发明实施例1各组小鼠肿瘤生长尺寸照片；

图2为实施例1各组小鼠瘤体生长曲线；

图3为实施例1各组小鼠肿瘤组织用于HE染色后在显微镜下的镜检图；

图4为实施例1用于免疫组化检测CD34时，各组小鼠肿瘤组织在显微镜下的镜检图；

图5为实施例1采用TUNEL检测各组小鼠肿瘤细胞凋亡情况时，各组小鼠肿瘤细胞在显微镜下的镜检图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

以下实施例中，所用红景天苷购自武汉信嘉和诚药物化学有限公司，纯度为99.9wt％，分子结构式如下：

所用紫衫醇购自武汉贝尔凯生物科技有限公司，纯度为99.5wt％；所用BALB/c小鼠，SPF级，雌性，体重16-20g，购于湖南斯莱克景达实验动物有限公司；所用人乳腺癌细胞株MCF-7购自武汉巴菲尔生物技术服务有限公司。

实施例1

红景天苷在抑制乳腺癌MCF-7细胞生长方面的作用

1.1动物模型建立

将40只SPF级BALB/c雌性小鼠(体重16-20g)动物适应性饲养7天后用酒精棉球消毒裸鼠右前肢皮肤，收集对数期生长MCF-7细胞，接种于裸鼠右前肢腋下皮下，接种量为10⁶-10⁷/只，体积为200uL，接种完成后轻轻按压针孔，防止细胞露出。接种完成后放回饲养笼内正常饲养。以接种部位皮下出现肿瘤结节、质地较硬等指标认定为成瘤。

1.2给药方法和剂量

每天观察小鼠瘤体生长情况，待瘤体体积长至100-150mm³，进行随机分组(每组8只)并给药，分组及剂量如下：①空白组(生理盐水组)；②对照组(阳性药品，紫杉醇，剂量2mg/kg)；③高剂量组：红景天苷80mg/kg；④中剂量组：红景天苷40mg/kg；⑤低剂量组：红景天苷20mg/kg。各组按照分组给药，药物采用腹腔注射，0.2mL/只，连续给药8天。

1.3观察测量和标本制取

自给药起每3天用游标卡尺测量瘤体的长径及短径，直至实验结束(给药8天后处死，解剖取材)。瘤体体积计算公式V＝(a×b²)/2计算肿瘤体积，a：肿瘤长径b：肿瘤短径；脱脊椎处死小鼠，称量瘤体质量，计算抑瘤率：抑瘤率IR(％)＝[1-(实验组瘤块重量/对照组瘤块量)]×l00％。取出瘤块，按照分组顺序放在白纸上拍照，拍照完成后放入4％多聚甲醛中固定保存，用于后续实验。

1.4HE染色观察细胞形态

将固定好的肿瘤组织块修剪平整，组织块经酒精脱水后进行组织透明，使石蜡顺利深入组织。将浸透蜡的组织块包裹在石蜡块中，进行切片与烤片。苏木精-伊红(HE)染色，肿瘤组织切片组织病理学检查。使用显微镜拍摄200倍，观察肿瘤组织病理结构改变。

1.5CD34免疫组化观察肿瘤血管

将石蜡切片脱蜡，进行抗原修复，将3wt％的过氧化氢溶液滴于切片组织上以阻断内源性过氧化物酶，滴加稀释好的正常善养血清，室温封闭30min，以减少非特异性染色。随后分别加一抗(CD34)、加酶标二抗(山羊抗兔/小鼠二抗)、显色剂(DAB染色液)，用苏木素复染，脱水封片。参照Weidner校正方法，每一个标本先低倍镜(×10)下选2个微血管数最多的区域即“热点”，在每一个区域中计数4个高倍镜(×40)下的微血管数，取其平均值，计算肿瘤微血管密度(MVD)值。

1.6TUNEL细胞凋亡检测

将肿瘤组织石蜡包埋，切片，用PBS缓冲液润洗切片，在样本上滴加20μg/mL的蛋白酶K溶液(Proteinase K)，使其被全部覆盖，室温孵育20min。按体积比1：5的比例用去离子水稀释5份平衡缓冲液(Equilibration Buffer)。每个样本滴加100μl平衡缓冲液使其全部覆盖待检样本区域，室温孵育10-30分钟。将载有样本的载玻片置于湿盒内，在37℃孵育60min。孵育过程中将湿盒用铝箔纸包裹以避光。然后用PBS缓冲液洗涤3次，每次5min。滴加4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)避光孵育5min对标本进行染核，抗体稀释液PBST洗涤四次，每次5min，洗去多余的DAPI。用吸水纸擦干切片上的液体，用含抗荧光淬灭剂的封片液封片，然后在荧光显微镜下观察采集图像。

1.7蛋白质印迹法(Western Blot)检测肿瘤组织相关凋亡基因

提取肿瘤组织中蛋白，利用回归方程计算出样品蛋白浓度。将提取的蛋白变性后冷却至室温再放入-20℃保存。制备电泳胶，固定到电泳槽上，用微量加样器将制备好的蛋白样品和MAKER(蛋白标记)加入上样孔，各样品总蛋白量为40μg。取出凝胶根据Marker切下目的条带，用蒸馏水冲洗，剪与PAGE凝胶(聚丙烯酰胺凝胶)相同大小的聚偏氟乙烯(PVDF膜)和滤纸，PVDF膜用甲醇浸泡数秒后和滤纸一同浸泡于电转缓冲液(Tris-base、甘氨酸和甲醇组成的缓冲液)中。用含5wt％脱脂奶粉的TBST封闭液(TBST是TBS+Tween的缩写，TBS是Tris-HCl缓冲盐溶液，为等渗盐溶液加Tris-HCl缓冲液用HC1溶液调pH值至7.4，Tween为非离子型去污剂，有复性抗原的作用，可提高特异性的识别能力)浸泡PVDF膜，室温摇床封闭2h。用封闭液稀释相应的一抗，使PVDF膜浸泡于一抗孵育液中，4℃孵育过夜。TBST充分洗涤PVDF膜5-6次，5min/次。用封闭液稀释相应的HRP(辣根过氧化物酶)标记二抗(1：50000稀释)，使PVDF膜浸泡于二抗孵育液中，37℃摇床孵育2h。TBST充分洗涤PVDF膜5-6次，5min/次。将ECL试剂(市售)中增强液(市售ECL试剂盒的鲁米诺底物液)与稳定的过氧化物(过氧化氢)酶溶液按体积比1：1比例混匀，滴加工作液(混匀后的液体)于PVDF膜上，反应数分钟待荧光带明显后，用滤纸吸去多余的底物液，覆上保鲜膜，X光胶片压片后依次放入显影液显影、定影液定影，冲洗胶片。晾干胶片，扫描胶片，用凝胶分析软件BandScan分析胶片灰度值。

实验结果如下：

2.1肿瘤生长抑制情况

MCF-7细胞株裸鼠模型中，红景天苷组的肿瘤生长具有明显的抑制作用，给药组肿瘤均小于空白组，高剂量红景天苷组抑瘤效果最佳，瘤体体积和质量与空白组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。其中，阳性对照组紫杉醇的抑瘤率为61.86％，高剂量组红景天苷的抑瘤率为75.16％，高于阳性对照组。瘤体大小、生长曲线以及抑瘤率如图1、图2以及表1所示。

表1瘤体质量及抑瘤率(n＝8，每组有8只老鼠做平行实验)

分组	空白组	对照组	高剂量组	中剂量组	低剂量组
						瘤重(g)	1.180±0.0778	0.450±0.112	0.293±0.102	0.835±0.143	1.065±0.0542
抑瘤率	0.00％	61.86％*	75.16％*<sup>#</sup>	29.28％*<sup>#</sup>	9.74％*<sup>#</sup>

*与空白组比较，P<0.05；^#与阳性对照组比较，P<0.05。

2.2肿瘤组织病理学结构改变

2.2.1苏木精-伊红染色法(HE)染色

肿瘤组织用于HE染色后观察肿瘤组织病理学改变，在显微镜下的镜检图结果见图3，空白组肿瘤细胞排列密集，且呈现细胞异型性，内部肿瘤细胞生长旺盛。与空白组相比，阳性对照组与高剂量红景天苷组可见大面积的坏死区域，其肿瘤组织松散，细胞排列不规则，细胞数目明显减少。其他给药组肿瘤细胞排列稀疏，可见坏死区域。

2.2.2免疫组化检测高度糖基化的i型跨膜糖蛋白(CD34)

肿瘤组织用于免疫组化检测CD34，各组小鼠肿瘤组织在显微镜下的镜检图如图4所示。统计组织内微血管密度，计算微血管密度MVD值，见表2，从表2可以看出，红景天苷高剂量组、阳性对照组与空白组比较，具有统计学意义(P<0.05)，均能明显减少微血管密度，起到抗肿瘤血管生成的作用，从而抑制肿瘤本身的生长(表2中400倍1，400倍2，400倍3，400倍4为镜检倍数400倍的4个视野)。

表2免疫组化CD34肿瘤微血管计数分析

*与空白组相比，P<0.05。

2.2.3TUNEL法检测肿瘤组织细胞凋亡情况

本发明建立小鼠乳腺癌模型，用TUNEL法检测肿瘤组织细胞凋亡情况，各组小鼠肿瘤细胞在显微镜下的镜检图见图5，所有给药组与空白组相比，细胞凋亡数目明显上升，阳性对照组与高剂量红景天苷组细胞凋亡情况尤为明显。

选取3个高倍视野(400倍)，每个高倍视野计数视野所有细胞，计数各视野的标记指数。标记指数＝各视野阳性细胞数/视野所有细胞，每个病例的凋亡指数(AI)等于各视野标记指数的平均值，见表3。阳性对照组与高剂量组与空白组相比，细胞凋亡指数有显著性差异(P<0.05)。

表3细胞凋亡指数

2.3Western Blot检测红景天苷对乳腺癌MCF-7细胞蛋白表达的影响

Bcl-2基因和Bax基因是目前已知的凋亡调控过程中功能相互对立的一对重要的基因。Bcl-2被确认能对抗细胞凋亡，该基因定位于人染色体18q2113。

p53是十分重要的诱导凋亡蛋白，它在细胞周期调控、DNA修复等方面起着关键作用，它在正常情况下可抑制细胞的生长和分裂。但是当p53基因突变后，产生突变型p53蛋白，突变型p53失去了对细胞周期的负调控作用，从而不但没有抑癌作用，还能抑制野生型p53的活性，引起正常细胞恶性转化，促进癌变。

Bax蛋白多以非活性单体形式分布于胞质中，只有在接收到凋亡信号后，才能被激活，进而发生分子的构象改变，移位并插入线粒体外膜后形成Bax大孔道，破坏线粒体膜的完整性，并且与Bcl-2等抑制凋亡的蛋白对抗，阻止它们抗凋亡作用的发挥。

caspase-3是白细胞介素1-β转化酶的家族成员之一，是多种凋亡途径的共同下游效应部分，在凋亡过程中占据核心地位，被称为“死亡执行蛋白酶”。

Western Blot检测结果显示，红景天苷组与阳性对照组中Bcl-2基因，p53的表达量显著低于空白对照组(P<0.05)，而Bax，Caspase 3(17kd)的表达量显著高于空白对照组(P<0.05)，Caspase 3(35kd)的表达量高于空白对照组，但未见明显差异(P>0.05)，见表2，可以明显看出红景天苷能下调Bcl-2，p53的表达，上调Bax，Caspase 3的表达，增加促凋亡因子表达，从而诱导肿瘤细胞的进一步凋亡。

表4不同蛋白表达量(n＝3，3次平行实验)

*与空白组相比，P<0.05。

本发明证明高剂量红景天苷在体内对乳腺癌细胞MCF-7的肿瘤生长具有明显的抑制作用，瘤体体积和质量较空白组差异具有统计学意义，抑瘤率高达75.16％，且抑瘤效果优于紫杉醇组。本发明通过HE染色分析了肿瘤组织病理结构的改变，可以看到高剂量红景天苷组出现大块的细胞破裂、细胞缺失、炎性细胞浸润等变化，说明抑制了肿瘤细胞的增殖。肿瘤血管形成会促进肿瘤本身的生长，通过高剂量组红景天苷可明显抑制小鼠肿瘤血管形成的结果可以证明，红景天苷抗肿瘤血管生成可能是抑瘤的机制之一。结合TUNEL法检测乳腺癌小鼠模型细胞凋亡发现，高剂量红景天苷组可以显著促进肿瘤细胞凋亡。因此红景天苷不仅可以抑制肿瘤细胞的增殖，还可以促进肿瘤细胞凋亡，这有利于恢复增殖和凋亡的正常比例，从而也说明了红景天苷发挥抗乳腺癌优越性的机制。

综上，本发明红景天苷在抗乳腺癌方面具有很大的潜力，并且在体内研究中也证实了这一点，其作用机制与促进细胞凋亡相关，在临床上可以作为抗乳腺癌治疗的目标药物，具有较大的发展潜力。

Claims (6)

1.一种红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用。

2.根据权利要求1所述的红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用，其特征在于，所述红景天苷分子结构式如下：

3.根据权利要求1所述的红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用，其特征在于，所述癌症包括：人宫颈癌，肺腺癌，肝癌，膀胱癌，乳腺癌。

4.根据权利要求1所述的红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用，其特征在于，具体应用方法为：以红景天苷为唯一活性组分或与抑制癌细胞生长增殖、诱导癌细胞凋亡的其他活性组分联用，与药物学上可接受的辅料混合制成各种形式的胶囊剂、颗粒剂、片剂、散剂、膏剂、粉剂、针剂或水剂。

5.根据权利要求4所述的红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用，其特征在于，所述癌细胞为人宫颈癌Hela细胞，肺腺癌SPC-A-1细胞，肝癌QGY-7703细胞，膀胱癌TEU-2细胞，乳腺癌MCF-7细胞中的一种。

6.根据权利要求4所述的红景天苷在制备治疗或预防癌症的药物中的应用，其特征在于，所述红景天苷的使用剂量为20～80mg/kg，以腹腔注射方式给药。

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