生物堿又稱為植物堿,是來源于生物界的一類含氮有機化合物,其數量多、結構類型復雜多樣。大多數的生物堿具有不同的、顯著的藥理活性、生態學效應等,一些從植物中提取的生物堿類化合物,通過化合物活性測試發現具有抗腫瘤活性。這些天然植物中的生物堿,在抑制細胞端粒酶活性、減少腫瘤擴散以及誘導腫瘤細胞分化與凋亡、抑制腫瘤細胞周期和增殖等多方面具有顯著活性,并且具有提高機體免疫功能、減低化療不良反應等功效。
生物堿是一類重要的天然產物,來源于自然界的生物堿類化合物資源豐富、作用廣泛。從多樣性的生物資源中分離和篩選具有抗癌活性的生物堿類化合物,進行化合物活性測試研究以及化合物結構修飾和優化,對于研發抗癌藥物具有深遠的意義。
1、從植物中分離得到的抗腫瘤生物堿類化合物活性測試研究
(1)從柳樹中分離得到的生物堿類化合物抗腫瘤活性研究
通過從灌木Combretum
Caffrum分離得到的6種生物堿類化合物進行體外抗腫瘤活性復篩選[1]。研究者采用MTT法觀察這6種化合物對K562(人粒性白血病細胞)、MCF-7(人乳腺癌細胞)、DU-145(人前列腺癌細胞)、NCI-H460(人非小細胞肺癌細胞)、HCT-116(人結腸癌細胞細胞)6種人癌細胞株的影響。結果發現這6個化合物具有不同程度的抑制人癌細胞株增殖的作用,其中以C002化合物體外抗腫瘤活性最強。因此 C002化合物體外抗腫瘤活性與CA4相當,有潛力成為新一代腫瘤血管阻斷劑候選藥物。
具有抗癌作用的化合物活性測試和篩選研究主要利用體外腫瘤細胞株,如白血病、乳腺癌、肝癌、肺腺癌、結腸癌等來檢測化合物對細胞生存的抑制作用。美迪西是一家臨床前CRO公司,在上海建立了一家集化合物合成、化合物活性篩選、結構生物學、藥效學評價、藥代動力學評價、毒理學評價、制劑研究和新藥注冊為一體的符合國際標準的綜合技術服務平臺。
(2)從洋紫荊中分離純化得到的生物堿類化合物抗癌活性研究
有研究者研究了洋紫荊中的抗癌活性成分[2]。方法是采用色譜法與生物活性追蹤相結合分離純化活性成分,麗絲胺羅丹明B(SRB)法檢測化合物對K562細胞增殖的影響,流式細胞儀檢測化合物對K562細胞周期的影響。結果分離得到4個具有活性的生物堿類化合物,用現代譜學方法鑒定為N naphthyl 2
aniline(1)、biocyclomahanimbine(2 )、mahanimbine(3)、girinimbine(4 )。化合物 1~ 3體外具有明顯誘導K562細胞調亡作用。結果發現4個生物堿類化合物均為該屬中首次分離,其中化合物1的體外抗癌活性為首次報道。
2、常見的幾種具有抗腫瘤功效的生物堿
多年來在植物中發現了多種抗腫瘤活性物質,研究表明具有抗腫瘤功效的生物堿包括喜樹堿、苦參堿、長春堿、石蒜堿、小檗堿、三尖杉酯堿等,種類多樣,其抗腫瘤作用機制也多有不同。
(1)喜樹堿類化合物
喜樹堿是一種從植物中提取的抗癌藥物,主要從中國中南、西南分布的喜樹的種子或者根皮中提取得到,喜樹堿類化合物活性測試研究發現具有很強的抗腫瘤活性。喜樹堿及其類似物是拓撲異構酶I (topoisomerase I)的特異性抑制劑,它能夠抑制s期腫瘤細胞內顯著高于正常組織中的Topo I,引起DNA損傷,從而選擇性地抑制增殖期腫瘤細胞的DNA復制,對轉移性結、直腸癌,頑固性卵巢癌等多種腫瘤有顯著療效。
(2)長春花類生物堿
對于開發其他重要以及拯救生命的藥物方面,植物仍是大量未開發的資源。長春花是夾竹桃科長春花屬的一種重要藥用植物,其中長春堿和長春新堿是目前應用最廣泛的天然植物抗腫瘤藥物,具有較強的抗癌作用。長春新堿,長春堿以及半合成的長春瑞賓都具有抗腫瘤的作用,長春新堿可抑制k562細胞增殖,機制可能是降低細胞膜磷脂酰肌醇激酶的活性。
(3)苦參堿類化合物
苦參堿(matrine)是中藥苦參的主要活性成分之一,廣泛存在于豆科植物苦參、苦豆子及廣豆根中。研究結果顯示苦參堿具有廣譜抗腫瘤作用,且在抗腫瘤的同時,對正常細胞不產生破壞作用,甚至能升高白細胞數、提高機體免疫功能,這是眾多化療藥物所不能及的,為尋找新型抗癌藥提供了良好的前景。有研究者對苦參堿類化合物結構進行改造,并對其結構改造物進行體外抗腫瘤化合物活性測試研究,進而確定其結構中的活性功能團,以便進一步結構優化,為開發和篩選出具有更好藥理活性的藥物提供理論基礎。
(4)石蒜科生物堿
石蒜堿是石蒜科植物中含量較高的生物堿成分。石蒜堿是最早分離得到的單體生物堿,研究發現石蒜堿對人早幼粒白血病HL-60細胞、人乳腺癌MCF-7細胞、小鼠黑色素瘤B16F10細胞等多種腫瘤細胞株顯示出良好的抗腫瘤活性,作用機制與其抗增殖、細胞凋亡誘導作用有關。石蒜堿主要通過觸發線粒體凋亡途徑來發揮凋亡誘導作用。
(5)小檗堿生物堿
小檗堿又稱黃連素,是從毛茛科黃連屬植物黃連、黃柏根莖中提取的生物堿。小檗堿具有細胞毒性,可抑制腫瘤細胞生長并促進其凋亡,對時間和劑量顯示出依賴性。小檗堿可通過將堿性成纖維生長因子活化的人臍靜脈內皮細胞周期阻滯在G0/G1期來抑制活化HUVEC細胞的增殖,從而誘導該細胞發生凋亡,抑制新血管生成,達到抗腫瘤目的。
生物堿是從天然動植物和微生物中發現的活性較好的抗癌活性成分,它也是人類較早認識的一類天然活性成分。因此進行生物堿類化合物活性測試,并進一步探索生物堿的抗腫瘤機制,對于研發新型抗腫瘤生物堿類藥物提供了研究基礎。
[1]柳樹中生物堿類化合物抗腫瘤活性的體外實驗研究[J].
[2]洋紫荊中生物堿類抗腫瘤活性成分的研究[J].