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文檔簡介
1、 11-04-24 14:30:00 編輯:studa20 作者:史大華,劉瑋煒,陶傳洲,趙躍強,唐麗娟, 曹志凌【摘要】 海洋生物中存在許多天然活性多糖,由于生長環(huán)境特殊,這些海洋來源的多糖與陸地生物的多糖在結(jié)構(gòu)和組成上存在明顯差異,因此具有很多獨特的生物學(xué)活性。海洋多糖抗腫瘤活性是其
2、眾多生物學(xué)活性中的研究熱點,文章綜述了國內(nèi)外海洋多糖抗腫瘤作用的研究進展。 【關(guān)鍵詞】 海洋多糖; 抗腫瘤; 海洋植物; 海洋動物; 海洋微生物海洋中蘊藏著豐富的生物資源,海洋生物的種類約占地球生物總量的87 %。這些生物生活在一個具有一定水壓,較高鹽度,較小溫差,有限溶氧,有限光照的海水化緩沖體系中。由于特殊的生活環(huán)境,導(dǎo)致海洋生物體內(nèi)多糖的合成過程與陸地生物不同,并產(chǎn)生許多結(jié)構(gòu)新穎作用特殊的活性物質(zhì)1。多糖是其中一大類海洋生物活性物質(zhì),由各種海洋生物中分離的多糖,從來源可分為海洋動物多糖、海洋植物多糖和海洋微生物多糖。海洋多糖已證明其具有抗腫瘤、抗病毒、抗心血管疾病、抗氧化、免
3、疫調(diào)節(jié)等多種生物活性和藥用功能2。抗腫瘤海洋藥物研究在該領(lǐng)域研究中一直起著主導(dǎo)作用,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)海洋生物提取物中至少有10%具有抗腫瘤活性,從海洋植物獲得的化合物中3.5%具有抗腫瘤或細(xì)胞毒活性3。海洋多糖物質(zhì)的抗腫瘤活性也越來越受到關(guān)注。本文就海洋多糖在治療腫瘤疾病方面的研究進展作一綜述。1 各類海洋多糖的抗腫瘤活性1.1 海洋植物多糖的抗腫瘤活性 王輝等4研究了香港海域12種海藻的水提物抗HL-60和MCF-7細(xì)胞株增殖的活性,8種海藻提取物能抑制HL-60細(xì)胞的增殖,10種提取物能抑制MCF-7的增殖。其中,網(wǎng)胰藻Hydroclathrus clathratus具有較好的抗腫瘤細(xì)胞增殖作用,
4、從該藻中提取的一些多糖組分對能抑制HL-60和MCF-7的增殖。從網(wǎng)胰藻中提取的抗腫瘤細(xì)胞增殖的多糖組分H3-a 能顯著抑制腹水型肉瘤S180的增殖。螺旋藻多糖Polysaccharide of Spirulina, PS是從鈍頂螺旋藻Spirulina platensis中提取的具有多種生物活性的天然糖蛋白類物質(zhì),與其他多糖一樣具有抗癌,抗輻射和提高機體免疫功能等作用,因而得到廣泛的應(yīng)用。1991年劉力生等5證明它對腹水型肝癌細(xì)胞及肉瘤S180有殺傷抑制作用;2000年張以芳等6證明經(jīng)長時間作用, 螺旋藻多糖可逐漸解體肺癌細(xì)胞、胃癌細(xì)胞和白血病細(xì)胞。褐藻多糖具有較強的生物學(xué)活性,不僅有免疫促
5、進和抗病毒作用,而且還具有抗腫瘤活性。亨氏馬尾藻Sargassum henslowanum硫酸多糖對小鼠艾氏腹水瘤和腹水型肉瘤S180有較明顯的抑制作用7。羊棲菜Sargassum stenophyllum中提取的多糖成分SargA具有抗血管生成活性和抗癌細(xì)胞的細(xì)胞毒活性8。鼠尾藻Sargassum thunbergii多糖具有抗癌,驅(qū)蟲,抑病毒和抗?jié)兊淖饔?。從鼠尾藻中提取的多糖組分GIV-A是一種巖藻多糖,該多糖在20 mg/kg的劑量下能顯著抑制埃利希腹水瘤,該多糖能夠增強巨噬細(xì)胞的噬菌作用,說明巖藻多糖的抗癌活性與其免疫增強作用有關(guān)10。結(jié)合超臨界萃取技術(shù)、超聲提取技術(shù)、膜過濾技術(shù)和
6、離子交換技術(shù)從海蒿子中提取出兩個高硫酸化的低分子量多糖組分SP-3-1 和 SP-3-2。這兩個多糖組分對HepG2細(xì)胞,A549細(xì)胞和MGC-803細(xì)胞具有很好的抑制活性 11。用熱水從海藻Capsosiphon fulvescens中提取的多糖Cf-PS劑量依賴性地抑制人胃癌細(xì)胞株AGS細(xì)胞的增長,顯著升高caspase-3的活性,降低Bcl-2的表達,誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡。實驗表明,該多糖是通過抑制IGF-IR介導(dǎo)的PI3K/Akt途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的12。從蛋白核小球藻中分離的兩個多糖組分CPPS Ia 和CPPS IIa在體外對人肺腺癌細(xì)胞A549的增殖具有很好的抑制活性。其中,CPPS
7、 Ia活性較好,在1 mg/ml濃度下對A549的抑制率達68.7%與陽性對照5氟尿嘧啶(68.5%)相當(dāng)13。從黃褐盒管藻Capsosiphon fulvescens多糖中提取的一個水溶性的多糖組分可以劑量依賴性地抑制人胃癌細(xì)胞AGS的增殖。該多糖組分處理AGS細(xì)胞使細(xì)胞中的caspase-3活性升高,Bcl-2活性降低,同時使胰島素樣生長因子-受體的磷酸化水平降低,通過抑制IGF-IR信號途徑和PI3K/Akt途徑抑制癌細(xì)胞的增殖,誘導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡14。Umemura等15從微藻Dinoflagellate Gymnodinium sp.中提取的多糖組分GA3P可以抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶和拓?fù)洚悩?gòu)
8、酶的活性,對多種腫瘤細(xì)胞具有細(xì)胞毒活性。葉紅等16從中藥海藻海蒿子Sargassum pallidum中提取的多糖組分SP-3-1和SP-3-2對癌細(xì)胞株HepG2,A549和MGC-803細(xì)胞表現(xiàn)出很好的抑制活性。這兩個組分具有較高的硫含量,它們的抗癌活性與其分子量和含硫量有關(guān)。1.2 海洋動物多糖的抗腫瘤活性甲殼素(Chitin),即幾丁質(zhì)、甲殼質(zhì),是來源于海洋無脊椎動物、真菌、昆蟲的一類天然高分子聚合物,屬于氨基多糖,學(xué)名為- (1,4) -2-乙酰胺基-D-葡萄糖。甲殼素具有良好的抗腫瘤活性,特別是甲殼六聚糖。1985年,Suzuki等17就用甲殼六聚糖對小鼠進行抗腫瘤測試,結(jié)果顯示該
9、多糖可刺激免疫系統(tǒng),誘導(dǎo)產(chǎn)生抗腫瘤細(xì)胞因子,其作用機理為:N-乙酰-D-糖胺(GlcNAc)或D-糖胺(GlcN)殘基與巨噬細(xì)胞表面受體結(jié)合后,激活巨噬細(xì)胞釋放IL-1,同時引起T細(xì)胞表面IL-2受體表達,而這又加速了T細(xì)胞分化成熟為細(xì)胞毒性T細(xì)胞從而產(chǎn)生抗腫瘤作用。另外,殼多糖表面多帶正電荷,可中和癌細(xì)胞表面的負(fù)電荷,具有直接抑制腫瘤細(xì)胞的作用18。鯊魚骨中含有的軟骨素是一種硫酸多糖,在髻鯊和姥鯊中均含有這種軟骨成分,經(jīng)處理提取到以氨基半乳糖和 Pro、Gly為主的肽葡聚糖,經(jīng)動物實驗證明,該成分能抑制腫瘤周圍血管的生長,使腫瘤細(xì)胞缺乏營養(yǎng)而萎縮19。劉春暉等20從大連紫海膽Strongyl
10、ocentrotus nudus的卵中提取了一個水溶性的多糖組分SEP,該組分對可以顯著抑制腹水型肉瘤S180的增長。SEP也可以刺激荷S180肉瘤小鼠脾淋巴細(xì)胞的增殖,表明該多糖的抗腫瘤作用可能與其免疫調(diào)節(jié)作用有關(guān)。從菲律賓蛤仔Ruditapes philippinarum中提取出兩個水溶性的多糖PEF1和PEF2,分子量分別為2.0×106 和5.0×103。兩個多糖組分對肝癌細(xì)胞SMMC-7721都有很好的抑制活性,且PEF1的活性比PEF2的活性好。PEF1和PEF2也能劑量依賴性地抑制腹水型肉瘤S180的增殖21。1.3 海洋微生物多糖的抗腫瘤活性海藻表面生活菌
11、Flawbacterium ugliginorinactan MP-55產(chǎn)生的,主要由葡萄糖、甘露糖和素角藻糖組成的中性雜多糖marinactan能抑制腹水型肉瘤S180細(xì)胞的生長22。給小鼠每天注射Marinactan1050 mg/kg,10 d就對實體瘤S180的生長有抑制作用,抑瘤率為70%90%。Masahiro等23從海洋Pseudom onas SP .WAK2 1菌株的培養(yǎng)液中分離和純化的硫化多糖B-1,對人類腫瘤細(xì)胞具有細(xì)胞毒性,對39株細(xì)胞系作用的平均半數(shù)抑制濃度為63.2 g/ml,對中樞神經(jīng)腫瘤和肺部腫瘤細(xì)胞系尤其敏感。梁靜娟等24從廣西北部灣紅樹林海洋瘀泥中篩選到一株
12、短小芽孢桿菌Bacillus pumilus PLM 4,該菌的發(fā)酵液對人喉癌細(xì)胞Hep22、肝癌細(xì)胞BEL27404和舌癌細(xì)胞TCA8123的生長都有抑制活性。發(fā)酵液經(jīng)乙醇沉淀和凝膠柱層析純化可得到具有抗腫瘤活性的多糖純品。從海洋真菌YC (Keissleriella sp. YC4108, 代號: YC)中得到的多糖YCP 可顯著提高荷瘤小鼠的免疫功能,對小鼠Lewis肺癌移植瘤的生長有顯著抑制作用25。 11-04-24 14:30:00 編輯:studa202 展望海洋生物的多樣性決定了海洋
13、多糖的多樣性,從海洋植物、動物和微生物中都分離到了具有抗腫瘤活性的多糖類物質(zhì)。隨著研究不斷深入,相信會有更多的具有抗腫瘤活性的多糖被發(fā)現(xiàn)。由于多糖的結(jié)構(gòu)不同,其抗腫瘤的機理也不盡相同:有的多糖通過增強機體的免疫活性產(chǎn)生抗腫瘤活性;有的多糖直接具有細(xì)胞毒活性或誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡;有的多糖抑制腫瘤細(xì)胞中的拓?fù)洚悩?gòu)酶活性;有的多糖抑制血管的生成。研究海洋多糖的抗腫瘤機制,對于海洋多糖的開發(fā)具有重要的意義。有些海洋多糖的抗腫瘤活性不強或具有一定的毒副作用,可以通過人工修飾的方法對其進行改造。抗腫瘤海洋多糖的研究正處在發(fā)展時期,正從一般藥效學(xué)向作用機制深入,由細(xì)胞水平向分子水平、基因水平深入。隨著海洋生
14、物活性多糖篩選技術(shù)的發(fā)展,將會有很多特異、高效和結(jié)構(gòu)新穎的抗腫瘤活性多糖被發(fā)現(xiàn)和利用。【參考文獻】 1 徐 靜,謝蓉桃,林 強,等. 海洋生物多糖的種類及其生物活性J. 中國熱帶醫(yī)學(xué),2006,6(7):1227.2 黃益麗,鄭天凌. 海洋生物活性多糖的研究現(xiàn)狀與展望J. 海洋科學(xué),2004,28(4):58.3 Faulkner DJ . Highlights of marine natural products chemistry (1972-1999) J. Natural product reports,2000,17(1):1.4 Wang Hui,Chiu LCM,Oo
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