科学发现案例

Studies

如下图所示,癌细胞通过细胞分裂增殖。从G1期到S期再到G2期,细胞分裂发生了四个主要阶段,最终达到有丝分裂M期。

大量研究表明,低剂量(1〜10ug / ml)的达玛烷皂甙元及其衍生物低浓度化合物可将细胞周期阻滞在G1期。因此,停止了细胞增殖。

另外,在低浓度下,达玛烷皂甙元可以诱导恶性细胞分化为良性形式。当用低浓度的达玛烷皂甙元或其衍生物治疗癌症时,人口稠密,呈圆形或多边形的恶性细胞(图a)被转变成呈松散排列的纺锤形细胞(图b),这是良性形态的典型特征。由于癌症是从单个异常细胞发展而来的,因此长期,低剂量使用达玛烷皂甙元可能会阻止任何潜在的癌细胞转化,并刺激癌细胞分化,从而阻止癌症的发展。


凋亡是细胞死亡的一种特殊形式,也称为程序性细胞死亡。 Dammarane sapogenins及其衍生物可能通过激活细胞凋亡途径有序地激活细胞内的一系列酶,导致癌症死亡。

图1显示了在25ug / ml dammarane sapogenins处理后,典型的凋亡显微照片。细胞,在经过处理的癌细胞中可以看到小囊泡(凋亡小体)的簇。

达玛烷皂甙元及其衍生物对多种类型的癌细胞均有效。 dammarane sapogenins在多种癌细胞中均具有促凋亡作用:

Pancreatic cancer: BXPC-3, Capan-1, MIAPaCa
Breast cancer: MCF7, MCF7adr, MDA435LCC6M, MDA435LCC6W
Brain cancer: U87, U87delta, 9L, SF188, SF120, SF210, U126, U373
Prostate cancer: LNCaP, PC3
Intestinal cancer: HCT15
Gastric cancer: Keto
Melanoma: B16, MMRU, SK-mel-110
Lung cancer: H460, MS-1, H838
Liver cancer: H22
Sarcoma: S180

达玛烷皂苷元通过多种机制诱导癌细胞凋亡:

  • 激活3号和8号半胱氨酸蛋白酶(图2)
  • 抑制Akt磷酸化以关闭增殖过程(图3)
  • 增加细胞内自由基水平(图4)

    总而言之,下图所示的金刚烷皂甙元的促凋亡机制可以说明:

     


迄今为止,已经充分认识到糖蛋白P-GP的过表达是癌细胞中多药耐药性的主要机制之一。 P-gp蛋白起着将细胞毒性药物运出细胞的外排泵的作用,从而使癌细胞能够在抗癌药物的挑战中生存下来。

尽管已经成功地尝试了多种逆转多药耐药性的候选化学物质。体外细胞模型,它们的单靶向特性和相关的严重不良作用阻止了它们在临床医学实践中的广泛应用。英国不列颠哥伦比亚大学的贾发现,Dammarane Sapogenins可以显着抑制肿瘤细胞中P-gp的功能。与未处理的癌细胞中极弱的荧光相比,在乳腺癌细胞中,Dammarane Sapogenins处理15分钟可显着抑制P-gp的功能,因为D-marp Sapogenin处理的癌细胞中积累了荧光标记的药物(图b)(图b)。图a)。实验证明,Dammarane Sapogenins能够阻断P-gp的功能,提高癌细胞中的抗癌药物浓度,从而逆转多药耐药性,提高化疗效果。


抗药性肿瘤细胞的实验提供了证明,Dammarane Sapogenins可以使抗药性肿瘤细胞对抗癌药敏感;例如,在有或没有达玛烷皂甙元治疗的情况下,耐药性肿瘤细胞中紫杉醇的阈值浓度从100uM降至10uM,这表明达玛mar皂甙元与紫杉醇协同作用并使耐药性肿瘤细胞对化疗敏感10倍(图1)。

图1.达玛烷皂甙元对耐药癌细胞的作用

Gemzar是治疗胰腺癌的一线药物。如图2所示,Dammarane Sapogenins增加了胰腺癌细胞对gemzar的敏感性,与gemmarane Sapogenins联合治疗时,90%的肿瘤细胞死亡,而单独使用gemzar时为40%。

同样地,使用Dammarane Sapogenins进行的治疗极大地抑制了耐药性的p388白血病细胞的耐药性,并使柔红霉素的IC50降低了300倍以上。因此,Dammarane Sapogenins与柔红霉素具有更好的协同作用。


除了上述达玛烷皂甙元的多效性作用外,我们最近的研究还证明了它们在预防雌激素依赖性乳腺癌中的作用。

雌激素是具有重要生理功能的女性激素。然而,长期和过度的雌激素刺激会促进乳腺癌的癌变。此外,流行病学的确凿证据表明,西方国家健康绝经后妇女进行激素替代治疗与乳腺癌风险有小幅但显着的增加有关。因此,它们阻止雌激素因其肿瘤刺激作用而与受体结合。在人类乳腺癌动物模型中,即使存在高水平的雌激素,达玛烷皂苷元或含有达玛烷皂苷元的产物也完全阻断了肿瘤的生长。此外,当达玛烷皂苷元与他莫昔芬联合使用时,后者对杀死乳腺癌细胞的作用显着增强。


为证明达玛烷皂苷的治疗效果,必须在动物肿瘤模型上对其进行测试,然后再用于患者。

示例显示在图1中,该示例显示了使用患有恶性脑瘤的动物的实验结果。在这项研究中,恶性神经胶质瘤细胞被植入大脑。对照组动物仅接受生理盐水,而实验组则口服含达玛烷皂甙元的药物,持续10天。从keplain-Meior存活曲线(其中x轴表示存活天数,y轴是每天存活的动物的百分比),对照组中的动物均在24天内死亡,而40%的动物用含dammarane皂苷元处理的动物剂量组中25mg / kg的药物存活。另外,即使是低剂量的动物,其存活期也比对照组更长,这通过存活曲线的右移来证明。

如图2所示,用达玛烷皂苷元处理过的动物的肿瘤大小比对照组小得多,表明抑制了肿瘤的生长。

在包括前列腺癌和胰腺癌在内的其他肿瘤模型中也观察到了类似的肿瘤抑制作用(请参见表)