雷公藤甲素的抗肿瘤活性研究

董志华

(江苏省连云港市第二人民医院药学部,江苏连云港,222006)

雷公藤甲素(TP)是从雷公藤植物中分离出的活性较高的环氧化二萜内酯化合物,是雷公藤的主要有效成分之一,具有很强的抗感染、免疫抑制、抗肿瘤等多种药理作用[1]。临床上常用于治疗关节炎、自身免疫性紊乱、肿瘤、器官移植、肾病、哮喘等疾病的治疗。为进一步研究雷公藤甲素的抗肿瘤活性,以期寻找一种新的具有抗肿瘤活性的天然药物成分,笔者选取3种肿瘤细胞,并建立荷瘤裸鼠模型,考察雷公藤甲素的体内外抗肿瘤活性,揭示其临床肿瘤治疗的可能应用前景。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 药品及试剂:雷公藤甲素购于上海融禾医药科技发展有限公司;阿霉素购自北京华奉联博科技有限公司;MTT(噻唑蓝)购于美国Sigma公司;人乳腺癌细胞MCF-7、肝癌细胞 SMMC-7721、骨髓白血病细胞株(HL-60)均来源于美国ATCC细胞库;DMEM高糖培养基购于美国Invitrogen公司。

1.1.2 仪器:BIO-RAD680型伯乐全自动酶标仪(美国);光学显微镜(日本OLYMPUS公司)。

1.1.3 实验动物:裸鼠BALB/c-nu,雌性,体质量18～22 g,购自南京实验动物中心。

1.2 方法

1.2.1 细胞培养:MCF-7、SMMC-7721、HL-60细胞均选择DMEM高糖培养基,含10%胎牛血清,37℃下5%CO2培养。

1.2.2 体外细胞毒性实验[2-4]:MTT法检测雷公藤甲素对MCF-7、SMMC-7721、HL-60细胞的体外细胞毒性,阳性对照药为阿霉素。将对数生长期的细胞接种于96孔板种,接种密度为5× 104/mL,待细胞处于对数生长期后分别加入不同浓度的雷公藤甲素(100.0,70.0,40.0,10.0,0.1 nmol/L),空白对照组只加培养液,对照组为阿霉 素(100.0,70.0,40.0,10.0,0.1 μ mol/L)。孵育48 h后每孔加入20 μ L MTT,4 h后吸去药物,每孔加入150 μ L的DMSO 溶解,并在酶标仪下于570 nm处检测细胞活性,按以下公式计算细胞生长抑制率,然后以细胞存活率对剂量对数线性回归计算IC50值。其中雷公藤甲素先溶于DMSO,再用培养液稀释至所需浓度。

细胞生长抑制率=(1-实验孔吸光值/空白对照孔吸光值)×100%。

1.2.3 荷瘤裸鼠模型的建立及药物对裸鼠乳腺癌的治疗作用[5-7]:将MCF-7人乳腺癌细胞株接种于裸鼠右侧胸壁乳垫下,复制裸鼠乳腺癌动物模型。动物模型复制成功后,将其分成5组,每组10只。空白对照组每只给予生理盐水0.3 mL/d;阳性对照组阿霉素剂量为10 mg/kg,每只给药0.3 mL/d,连续10 d给药;雷公藤甲素3个剂量组为1、4、7 mg/kg,口服灌胃给药每只 0.3 mL/d,连续给药7 d。给药后第8天称体质量,脱臼处死裸鼠,取出肿瘤称重,计算抑瘤率,统计体质量变化情况。

抑瘤率%=(1-实验组平均瘤重/对照组平均瘤重)×100%

1.2.4 统计处理:采用SSPS 11.0统计软件进行方差分析,数据以均数±标准差(±s)表示,确定方差齐性后,再采用t检验法分析各组数据差异的显著性。

2 结 果

2.1 体外细胞毒性实验

雷公藤甲素各剂量组与空白对照组比较均能显著抑制3种肿瘤细胞生长,浓度为nmol/L级,并呈剂量依赖性,与阿霉素相比,抑制肿瘤细胞生长明显要强,且效果显著。见图1、2,IC50值见表1。

表1 雷公藤甲素对不同肿瘤细胞系的IC50(n=5)

图1 雷公藤甲素对肿瘤细胞的影响

2.2 荷瘤裸鼠模型的建立及药物对裸鼠乳腺癌的治疗作用

各剂量雷公藤甲素对MCF-7荷瘤裸鼠均有抑瘤效果,大剂量组效果最佳,抑癌率为65.3%,与空白对照组比较有显著性差异(P<0.01);与阳性药物阿霉素比较效果,大剂量组抑瘤效果也比阿霉素要佳。结果见表2。

表2 雷公藤甲素对裸鼠乳腺癌的治疗作用(n=5)

图2 阿霉素对肿瘤细胞的影响

3 讨 论

雷公藤作为祖国传统的中药,具有作用机制独特、抗肿瘤谱广、多靶点、多途径、毒性作用轻等优点,可以多方向、多途径、交叉发挥抗肿瘤作用。然而,目前雷公藤甲素抗肿瘤作用机制尚未得到充分阐明,应用范围尚不明确。文献报道的有通过抑制一氧化氮合酶(iNOS)与环氧化酶2(COX-2)表达,抑制热休克蛋白(HSP)表达,抑制核转录因子(NF-κ B)的激活等途径从而诱导肿瘤细胞凋亡;另外还有干预肿瘤细胞周期、抑制肿瘤血管形成等方式[8]。

雷公藤甲素对3种肿瘤细胞系的体外细胞毒性实验结果表明:雷公藤甲素对3种肿瘤细胞系MCF-7、SMMC-7721、HL-60 均有明显的抑制活性,IC50分别为 42.1、54.8、31.9 nmol/L,其中雷公藤甲素对骨髓白血病细胞HL-60的抑瘤效果要比其余2种细胞系更明显,提示其对不同肿瘤的抑制活性可能存在选择性差异。对荷瘤鼠MCF-7体内肿瘤的抑制作用实验结果显示,雷公藤甲素对MCF-7抑制活性存在药物依赖性,大剂量效果最好。无论从对肿瘤细胞的毒性作用还是MCF-7荷瘤裸鼠的抑瘤效果,雷公藤甲素均比阿霉素要优,可能与雷公藤甲素对肿瘤细胞较大的杀伤作用有关。

尽管雷公藤甲素的药效很强,但其毒副反应也不可忽视。如肝肾毒性、皮肤毒性、胃肠毒性、心脏毒性、生殖毒性等[9-10]。假若能降低雷公藤甲素的毒性,发挥起高效的抑瘤活性,则可解决雷公藤甲素全身毒性这一缺点,有望将其开发成高效低毒的肿瘤治疗药物。

[1] 李磊,王兴鹏.雷公藤甲素抗肿瘤作用的研究进展[J].上海医学,2004,27(4):279.

[2] Borchers L,Keen C L,Gershwin M E,et al.Mushrooms,tumors,and immunity:an Update[J].Exp.Bio.Med,2004,229(5):393.

[3] Wang Jia,Zhao Xing-Zeng,Qi Qi,et al.Macranthoside B,a hederagenin saponin extracted from Lonicera macranthoides and its anti-tumor activities in vitro and in vivo[J].Food and Chemical Toxicology,2009,47(7):1716.

[4] Kati-Sisko Vellonen,Paavo Honkakoski,Arto Urtti.Substrates and inhibitors of efflux proteins interfere with the MT T assay in cells and may lead to underestimation of drug toxicity[J].European Journal of Pharmaceutical Sciences,2004,23(2):181.

[5] Aditya Ambade,Rita Mulherkar.Adoptive T cell transfer augments IL-2 mediated tumour regression in a HNSCC xenograft nude mouse model[J].Cancer Letters,2008,272(2):316.

[6] Liang Xin-hua,Zhou Hao,Liu Xian,et al.Effect of local hyperthermia on lymphangiogenic factors VEGF-C and-D in a nude mouse xenograft model of tongue squamous cell carcinoma[J].Oral Oncology,2010,46(2):111.

[7] Ng M L,Yap A T.Inhibition of human colon carcinoma development by lentinan from shiitake mushrooms(Lentinus edodes)[J].J Altern Complement Med,2002,8(5):581.

[8] 骆永伟,施畅,廖明阳.雷公藤甲素抗肿瘤作用机制研究进展[J].中国中药杂志,2009,34(16):2024.

[9] Liu Li,Jiang Zhen-zhou,Liu Jing,et al.Sex differences in subacute toxicity and hepatic microsomal metabolism of triptolide in rats[J].Toxicology,2010,271(1-2):57.

[10] Ye Xiao-chuan,Li Wen-yuan,Yan Yan,et al.Effects of cytochrome P4503A inducer dexamethasone on the metabolism and toxicity of triptolide in rat[J].Toxicology Letters,2010,192(2):212.