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ag真人开户:2019-07-26表没食子儿茶素没食子酸酯抗癌分子机制及其应用的研究进展

万博ag真人会做假吗? www.aoxgm.tw 癌症迄今仍是医学界一个难以攻克的难题,是人类健康的巨大威胁,据世界卫生组织统计,癌症发病率在逐年上升,预计到2025年,全世界每年会产生2 000万的新增癌症病例[1]。因此,寻找恶性肿瘤的有效防治方法刻不容缓,然而目前的外科手术、化学药物及放射治疗等常规手段疗效有限,有时还会导致严重的副作用和耐药性等问题[2]。

天然抗癌产物因其副作用小、分布广的特点而备受关注。诸多研究[3-6]证实,绿茶的多酚类物质具有预防和控制癌症的功效。儿茶素类是绿茶中主要的多酚类物质,具有多种生物活性,其中的表没食子儿茶素没食子酸酯epigallocatechin-3-gallate,EGCG)约占绿茶儿茶素总量的50%80%,并且生物活性最高[7]。EGCG属于黄烷醇类,其分子结构中含有3个芳香环(A、B、D),3者由1个吡喃环C)连接在一起。EGCG的这种结构使其具有强抗氧化性,这种抗氧化活性源自B/D环上羟基的氢原子或单电子转移[8]。EGCG1个两性分子,具有既亲水又亲脂的特点[9],此特点使其不仅可在体液环境中充分溶解并广泛分布,而且可使其穿过细胞膜与细胞内的靶点相结合。EGCG这种特有的结构特点赋予了其抗癌特性,使其不仅可在癌变起始阶段发挥预防癌症的作用,而且在控制癌症的进展和转移过程中也具有重要意义,EGCG可作用于多种癌症类型如肝癌[10]、肺癌[11]和前列腺癌[12]等。

本文从抗氧化、促氧化、阻滞癌细胞周期、抑制肿瘤细胞血管形成、诱导癌细胞凋亡和调控micro RNA等几方面综述了近年来国内外EGCG抗癌分子机制的研究现状。需着重强调的是本文归纳总结了影响EGCG抗氧化和促氧化作用转变的因素。笔者认为EGCG兼具抗氧化作用和促氧化作用,而在不同的生理环境下,这2种作用的着重性有所不同,从而可在不同的癌变阶段发挥不同的功能:在预防癌变发生的阶段,其增加机体内源性抗氧化能力进而清除活性氧起主导作用;而在控制癌症发展阶段则是促氧化杀伤癌细胞作用更为重要。另外,为解决EGCG生物利用度低的问题,本文概述了目前改善此问题的3种策略:纳米包装技术、EGCG的协同联用和分子修饰技术(例如乙?;疎GCG等等,本公司可以提供EGCG乙?;?,甲基化,糖苷化修饰等服务,欢迎咨询)。本文旨在对EGCG抗癌分子机制及其应用改善策略的研究进展进行综述和展望,以期为进一步探索EGCG抗癌机制及其应用,以及癌症治疗药物或辅助治疗药物开发利用的发展方向提供参考。

1  EGCG的抗癌分子机制

1.1  调控氧化应激

自由基是人体内的一类非?;钤镜幕?,包括过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子自由基和羟基自由基(?OH)等,若自由基的产生和清除失去平衡,活性氧(ROS)系列物将长期存在,进而引起细胞的氧化应激反应。ROS影响机体内一些蛋白质和酶的活性并导致DNA发生氧化损伤,ROS还可激活核转录因子-κBNF-κB),NF-κB调节癌症相关细胞因子和相关酶的表达,如肿瘤坏死因子TNF-α)、环氧合酶(COX)和基质金属蛋白酶(MMPs)等,最终引发细胞癌变[13]。

EGCG是一种常用的抗氧化剂,可减轻ROS的氧化损伤,在防癌和控癌方面有着重要作用。目前有较多的研究发现EGCG存在促氧化作用[14-16],表明EGCG不仅具有较强的抗氧化作用,而且在某些情况下显示出促氧化的特性。

1.1.1  抗氧化 EGCG的结构中含有多个邻位或间位酚羟基,这些羟基是其抗氧化和清除自由基的主要活性官能团[17]。EGCG减轻ROS胁迫的途径包括:(1)直接清除过多的ROS[18];(2)提高抗氧化物酶活性,使相关酶更高效地清除ROS;(3)螯合金属离子;(4)调控细胞信号传导通路??寡趸δ艿幕净剖且种蒲趸乖舾行宰家蜃拥谋泶?,如NF-κB、核内激活蛋白1AP-1)等[19]。高文波等[20]发现EGCG通过抑制促氧化酶的活性和上调抗氧化酶 [如谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)等的活性达到抗氧化的目的。EGCG能通过螯合Zn2+、Cu 2+、Fe3+等金属离子形成非活性化合物,防止金属离子发生氧化作用,避免自由基的产生[21]。EGCG可激活大鼠体内的核转录因子E2相关因子2Nrf2/KelchECH相关蛋白1Keap1)通路,进而消除氟化物引起的氧化性肺损伤[22]。

1.1.2  促氧化 EGCG作为一种抗氧化剂,其自身也可发生氧化。EGCG自氧化机制是基于EGCG醌、EGCG二聚醌等相关化合物的形成[23]。EGCG不稳定,B环和D环都可以发生氧化,EGCG在自氧化过程中的主要氧化位点是B环,EGCG的自氧化进一步导致ROS的形成[24]。有研究发现不论培养基中有无细胞,EGCG都可自动氧化产生H2O2,添加SOD和过氧化氢酶(CAT)可抑制EGCG的自氧化和二聚作用[25]。

EGCG促氧化能够产生ROS,造成细胞氧化逆境,对于损伤及杀死癌细胞具有重要作用。EGCG产生的ROS中至少包括H2O2和超氧阴离子自由基2种自由基[26]。EGCG产生ROS的方式:通过邻苯三酚部分产生H2O2;激活芬顿(Fenton)反应[27];对Ca2+/钙调素依赖性蛋白激酶(CaM kinase)的作用[28]。EGCG的促氧化作用所产生的高浓度的ROS可以诱导肿瘤细胞凋亡,并有助于减小肿瘤大小,其促氧化作用所产生的低浓度ROS通过诱导内源性抗氧化系统来?;せ迕馐苤掳┣秩?/span>[29]。ROS作为上游分子可触发信号通路,如ROS/腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号的调控是EGCG抗肿瘤的机制之一[30]。N-乙酰半胱氨酸(NAC)具有清除自由基的活性,据报道其能?;?/span>H2O2诱导的细胞毒性,但不能?;?/span>EGCG诱导的细胞死亡[27]。因此,EGCG诱导的肿瘤细胞毒性还包括诱导线粒体损伤的肿瘤特异性机制。

1.1.3  抗氧化和促氧化  EGCG具有抗氧化作用和促氧化作用,这2种作用的性质截然相反,EGCG实际发挥何种作用取决于细胞类型、浓度和所处环境的pH[31]。

众多研究表明细胞类型影响EGCG作用的发挥,通常EGCG在正常细胞组织中发挥抗氧化作用,而在肿瘤细胞中表现出促氧化特性,即EGCG对不同细胞存在差异性作用,如EGCG在正常细胞中具有抗氧化作用,但在口腔癌细胞中诱导氧化应激[15];EGCG减轻了化疗对正常细胞的毒性,但却导致了对癌细胞的毒性[14];EGCG在正常结肠上皮细胞NCM460中发挥抗氧化作用,而在结肠癌细胞中表现出促氧化特性[32]。而EGCG这种差异性的具体机制仍有待进一步研究。研究发现,与正常细胞相比,癌细胞中的ROS水平升高[33]。然而,高水平的ROS也会对癌细胞造成损伤,因此,它们可能依赖于一个强大的内源性抗氧化系统,该系统能够减轻氧化应激,从而促进癌细胞增殖[34]。因此,EGCG对肿瘤细胞的促氧化特性对于癌症的治疗有着重要意义。

EGCG在低浓度时主要发挥抗氧化作用,高浓度时主要发挥促氧化作用。EGCG对不同细胞存在差异性作用,低浓度的EGCG可发挥抗氧化作用从而抑制氧化应激,使正常组织细胞免受致癌损伤[16]。研究表明大鼠摄入0.1% EGCG可以降低氧化应激,在0.2%0.5%EGCG则无此作用,表明EGCG的有效浓度是其促氧化或抗氧化的决定因素之一[35]。多项研究表明,高浓度的EGCG可发挥促氧化作用诱导ROS水平升高,最终致使肿瘤细胞凋亡[36-38]。另有研究发现[39],EGCG较温和的生物浓度为110 μmol/L,此浓度范围的EGCG可产生低水平的ROS,进而刺激多种信号转导途径,触发正常细胞的?;せ?。此外,EGCG所处环境的pH值也是影响其作用发挥的一个因素,如EGCGpH 7时发挥抗氧化作用,而在酸性条件下表现出促氧化作用[40]。

EGCG兼具抗氧化和促氧化作用,其可在不同的癌变阶段发挥不同的功能,如增加机体内源性抗氧化能力在预防癌症阶段更为重要,而在清除体内转化细胞和限制肿瘤生长方面则是促氧化杀伤细胞作用更为重要。

1.2  阻滞肿瘤细胞周期

细胞周期是连续分裂的细胞从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程,包含DNA合成前期(firstgap,G1期)、DNA合成期(synthesis,S期)、DNA合成后期(second gap,G2期)和细胞分裂期(mitosis,M期)。与正常细胞一样,肿瘤细胞具有一定的细胞周期,而肿瘤细胞的周期调控机制发生紊乱,引起细胞无限增殖。因此诱导肿瘤细胞周期阻滞有望成为肿瘤防治的有效途径。

在正常的细胞生理进程中,细胞周期的调控涉及到周期蛋白(Cyclin)和周期蛋白依赖性激酶(CDKs)结合形成的复合物Cyclin D/CDK4、6Cyclin E/CDK2,它们联合驱动细胞周期。同时,Cyclin D依赖性CDK将视网膜母细胞瘤蛋白(retinoblastomaprotein,Rb)磷酸化,打破其与转录因子E2F的结合,则E2F可诱导表达调控细胞周期的相关基因[41]。一般情况下,肿瘤细胞中的CyclinCDKs都会过度表达[42]。Kruppel样因子4KLF4)是哺乳动物KLF家族成员之一,是一种DNA结合转录因子,可调节多种细胞过程,包括增殖、分化、凋亡和运动等[43]。研究发现KLF4可通过下调Cyclin D1以及上调p21的表达而显示出治疗癌症的功能[44]。在多种癌组织中发现KLF4的抑癌作用,如胃癌[45]、前列腺癌[46]、肺癌[47]和膀胱癌[48]等。在KLF4抑癌作用的研究中,目前仅在胃癌细胞中发现EGCG可通过介导调控KLF4的表达而发挥抑癌作用,将EGCG处理胃癌细胞系NCI-N87,发现EGCG可剂量依赖性地上调KLF4的表达,从而增加p21并减少CDK4Cyclin D1的表达,使癌细胞阻滞于G0/G1[45]。此外,张春霞等[49]研究发现,EGCG可将HT29细胞阻滞于S期,阻碍其向G2期转化,从而发挥抗结肠癌细胞的作用。张勇等[50]研究发现,EGCG可通过影响相关炎症信号分子的表达,如上调TNF-α蛋白、下调血红素氧合酶(HO-1)蛋白和白细胞介素-10IL-10)水平,从而将细胞阻滞于G2/M期,最终导致肝癌细胞凋亡。因此,在癌细胞周期的4个阶段,EGCG均可发挥阻滞效应,以G0/G1期的阻滞作用最为明显。

1.3  抑制肿瘤血管生成

肿瘤难以治疗的原因之一是肿瘤转移,转移是恶性肿瘤的基本特征。血管生成是一个从已有血管中形成新血管网络的过程,其为癌细胞提供养分、氧气以及处理代谢废物,对肿瘤的发生、侵袭和转移产生重要作用[51]。研究表明[52-53],良性肿瘤血管生成疏少且缓慢;而恶性肿瘤血管生成密集且迅速。因此,抑制肿瘤血管生成是治疗肿瘤的重要策略之一。

在血管生成过程中,血管内皮细胞生长因子(VEGF)发挥着关键作用,VEGF促进血管内皮细胞进行有丝分裂,对于刺激血管的形成具有较强的作用[54]。因此VEGF有望成为治疗癌症的靶点,EGCGVEGF显示出显著作用:抑制VEGF的形成,包括抑制细胞外信号调节激酶-1ERK-1)和ERK-2的激活及抑制转录活化因子(State 3)等;抑制VEGF与其受体结合;抑制VEGF的受体磷酸化。ERK-1/2具有抑制细胞凋亡,促进细胞生长的功能,ERK-1/2的激活这一过程可通过信号传导引起VEGF mRNA的过度表达,而ERK-1ERK-2受体酶的激活需要二价金属离子。EGCG可鳌合二价金属阳离子阻滞ERK-1ERK-2的激活,进而抑制VEGF的表达,最终抑制血管的生成[55]。EGCG可明显抑制转录活化因子(Stat3)的活性,使VEGFmRNA和蛋白表达受到影响,并且呈现出剂量依赖性关系[56]。此外,VEGF的信号传导过程可形成多元复合物,引起蛋白激酶BPKB,又称Akt)通路的激活,进而诱导细胞因子IL-8表达,促进血管内皮细胞的增殖。若PKB通路失活,则会严重抑制其磷酸化,进而抑制VEGF mRNA的转录[57]。Rodriguez[58]研究发现,EGCG能抑制VEGF与其受体结合,影响多元复合物的形成,实现对PKB通路的抑制,并且会下调IL-8基因的表达,综合作用抑制血管生成进而控制肿瘤的转移。

研究表明,表皮生长因子受体(EGFR)是VEGF的上游调节器,表皮生长因子(EGF)激活EGFR信号通路后,下游因子磷酸化,导致核转录因子激活蛋白-1AP-1)过表达,进而结合VEGF并使其被激活[59]。因此,EGCG靶向EGFR信号通路对于抑制血管生成、预防和治疗癌症具有重要意义。研究显示EGCG可通过调节Wnt/Hh信号通路下调CyclinD1、c-myc、EGFR的表达,抑制肝癌的发生[60]。上述研究表明,EGCG可能会通过下调EGFR的表达而发挥抑制VEGF的作用,最终抑制癌组织的血管生成。

1.4  诱导癌细胞凋亡

细胞凋亡被认为是一种正常的生物学现象,凋亡是维持机体正常生理平衡的重要过程,在特定内源、外源信号的诱导下被激活,是一种由细胞内凋亡系统精细调控而发生的程序性死亡,能够有效清除不必要或受损的细胞,在机体的发育过程中扮演着重要角色。引起恶性肿瘤的原因之一是肿瘤细胞丧失自发凋亡能力,所以最有效的抗癌途径之一可能是诱导肿瘤细胞的凋亡,目前大多数化疗药物都是通过诱导细胞凋亡达到清除肿瘤细胞的作用。EGCG的抗肿瘤作用与其诱导细胞凋亡有关,其诱导肿瘤细胞凋亡的具体途径与细胞类型、状态、信号途径中效应器活性及功能等有关。

1.4.1  线粒体途径  线粒体途径在细胞凋亡中发挥着非同寻常的作用,众所周知线粒体是真核细胞的能量代谢中心,也是ROS的主要代谢部位[61],因此若线粒体受损,最直接的结果是细胞正常功能的丧失。过多的ROS会改变线粒体的通透性,导致具有水溶性的细胞色素CCYC)释放到细胞质,同时线粒体正常的跨膜电位(Δψm)也将受到破坏,最终活化caspase级联造成细胞凋亡[62]。Li[63]研究发现,体外用EGCG处理肝癌SMMC 7721细胞后,CYC从线粒体被释放到细胞质,Δψm衰减,Bcl-2家族蛋白发生改变,caspase-3caspase-9蛋白活化,最终诱导SMMC-7721细胞凋亡。EGCG在癌细胞中存在促氧化性,EGCG可通过促进ROS的生成,引起氧化应激导致线粒体释放CYC,并激活caspase-3,最终诱导子宫内膜癌细胞凋亡[64]。

1.4.2  Bcl-2途径 Bcl-2是一种常见的凋亡抑制基因(凋亡抑制基因家族有Bcl-2、c-myc等,促进细胞凋亡的基因有Fas、Bax、Bak、p53等),在生长旺盛的细胞及多数肿瘤细胞中均有表达或异常表达,其过度表达可使正常的细胞凋亡受到抑制从而延长细胞寿命[65],使本应死亡的细胞继续生存,最终导致细胞过度增殖而引发癌变。细胞内Bcl-2Bax的表达比率决定细胞是否存活,两者比率升高,细胞不易发生凋亡,若比率降低则引起细胞凋亡。在EGCG对宫颈癌HeLa细胞凋亡的研究中发现,EGCG可以通过调节Bcl-2家族蛋白的表达激活capsase的活性,使Bax蛋白表达量升高,并下调Bcl-2蛋白的表达,使得Bcl-2/Bax值减小,并呈剂量依赖性,提高capsase-3的表达水平,最终诱导细胞凋亡[66]。

1.4.3  溶酶体途径  溶酶体具有大量的酸性水解酶,可将大分子和非功能细胞器分解成小颗粒,并将其作为新材料加以利用。正常情况下,溶酶体蛋白酶保存于溶酶体中。然而,溶酶体膜损伤会导致溶酶体膜浸透性(LMP)增强,导致酸性物质和蛋白酶释放,过度的溶酶体膜损伤可导致细胞死亡。LMP介导的细胞死亡是依赖于组织蛋白酶而不是caspase[67]。EGCG可通过组织蛋白酶-D胞质转位(cathepsin-D cytosolictranslocation)和胞质酸化(cytosolicacidulation)等方式触发LMP,然后将溶酶体蛋白酶释放到胞质中,诱导人宫颈癌HeLa细胞死亡[68]。ROSLMP的主要诱导因子,EGCG的促氧化特性导致细胞内ROS形成,进而触发LMP和胞质酸化,最终促进细胞凋亡[68]。

1.4.4  其他 EGCG也可通过一些细胞信号传导通路发挥其诱导癌细胞凋亡的作用。①p53信号通路:在正常的细胞周期中,p53蛋白通过阻止细胞从G1期进入S期而使得受损的DNA或染色体得以修复;而当DNA或染色体的损伤过于严重时,p53可触发凋亡机制清除受损细胞,最终发挥调节作用。EGCG通过诱导p53的活性并调节p53下游靶点如Bax蛋白等,诱导p53介导的细胞死亡,大多数研究都将此归因于p53的丝氨酸残基的磷酸化[18]。②死亡受体途径:死亡受体是一组细胞表面标记,属于肿瘤坏死因子受体超家族(TNFR),其与相应的配体结合后,可将凋亡信号向细胞内部传递,导致活化的caspase蛋白酶酶解相应底物,最终引起细胞凋亡,Fas是肿瘤坏死因子受体(TNFR)中的一员,Fas-Fas配体系统是细胞凋亡过程中的主要途径之一[69]。研究表明EGCG通过死亡受体通路和线粒体通路,上调FasBax表达,下调Bcl-2表达,激活caspase-8、9,诱导淋巴瘤细胞凋亡[70]。此外,EGCG还可以调节丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路[71]、磷脂酰肌醇-3-羟激酶(PI3K/Akt通路[72]、核因子E2相关因子2Nrf2/抗氧化反应元件(ARE信号通路[73]、Wnt通路[74]Notch通路[75]等其他信号传导通路,通过影响基因表达或蛋白质磷酸化等影响细胞功能,最终诱导肿瘤细胞凋亡。

1.5  调节microRNA的表达水平

MicroRNA是一类长度为2223个核苷酸组成的内源性非编码单链RNA分子,可通过与靶基因3’非编码区的不完全互补配对,从而调控基因的表达,导致mRNA降解或蛋白质翻译受到抑制。目前,已知有超过2 000microRNA控制着约1/3的人类基因[76]。MicroRNA在生物体内保守,参与多种病理、生理过程,研究发现其与肿瘤的发生发展密切相关[77]。在人类的许多癌症类型中发现,一些抑癌或致癌的相关基因发生失调,microRNA可以靶向作用于这些基因[78]。众多microRNA可对一些癌变进程产生影响,如细胞增殖和分化、细胞凋亡和转移、细胞耐药性的产生等,因此,microRNA成为肿瘤治疗的重要靶标,药物调控microRNA已成为癌症研究的一个新兴热门领域。MicroRNA可发挥抑癌或致癌活性,即microRNA可分为抑癌性microRNA和致癌性microRNA。

EGCG可调节多种microRNA从而发挥其抗癌活性。目前的多数研究是利用EGCG上调抑癌性microRNA的表达。研究发现在非小细胞肺癌A549/CDDP细胞中,抑癌性miR-485的表达显著降低,而过表达的miR-485可降低A549/CDDP干细胞特性,EGCG可上调miR-485的表达,从而抑制A549/CDDP干细胞特性[79]。胰岛素样生长因子-2结合蛋白(IGF2BPs)是一种致癌的RNA结合蛋白,研究发现IGF2BPs在肝癌细胞中过表达,最近证实IGF2BPs是抑癌性miR-1275的直接靶点。EGCG处理肝癌细胞可显著上调miR-1275表达,从而抑制IGF2BPs mRNA表达[80]。EGCG通过上调抑癌性miR-1的表达抑制骨肉瘤细胞的生长,还可通过上调抑癌性miR-126的表达诱导骨肉瘤细胞凋亡[81-82]。EGCG处理前列腺癌细胞后,致癌性miR-21AR(雄激素受体)信号被抑制,而抑癌性miR-330表达被上调,最终抑制前列腺肿瘤生长[83]。EGCG还可下调致癌性microRNA的表达从而发挥抗癌作用,如EGCG可下调肝癌HepG2细胞中的致癌性microRNAmiR-30、miR-453)等[84]。EGCG还可下调非小细胞肺癌A549细胞中的致癌性miR-98-5p,引起顺铂对这些肿瘤细胞的敏感性,起到辅助增敏作用[85]。EGCG和维甲酰酚胺联合作用于人神经母细胞瘤细胞,可下调一些致癌性micro RNAmiR-92、miR-93、miR-106b)的表达[86]。

2  改善EGCG生物利用度的策略

EGCG在癌症的预防及治疗方面均具有巨大的潜力,但其生物利用度低、生理环境下易分解、体内吸收缓慢的特点限制了其在临床中的作用。EGCG的口服生物利用度受多因素影响,如pH、生物代谢转化、金属离子、温度和氧浓度等[84]。因此,急需采取措施来提高EGCG的口服生物利用度、稳定性和治疗效果。目前采取的策略主要包括:(1)设计和开发有效的递送系统,如纳米颗粒,此方法有助于提高EGCG的生物有效性及利用度;(2EGCG与其他药物和治疗方法的联合使用,相比于单独使用药物,这种联合作用产生更有效的治疗效果;(3)结构修饰,合成更多基于EGCG的类似物或前体药物,以找到更有效、稳定、特异的活性分子。

2.1  纳米粒子

近些年来,纳米材料技术的发展为充分利用发挥EGCG 的抗癌活性提供了新的研究方向。经纳米封装后,纳米级EGCG微粒较普通EGCG具有更大的优势,其不仅可改善其脂溶性、稳定性及抗氧化性等,还具备靶向性输送、缓释药物、延长半衰期及降低毒副作用等优点。目前研究开发出的纳米级EGCG主要有以金属为载体的纳米粒、以聚合物为载体的纳米粒、以脂质体为载体的纳米粒和其他载体的纳米粒。

2.1.1  金属纳米粒子  纳米金粒子是研究最多的金属纳米粒子,具有体积小,能穿透组织并聚集在肿瘤部位及具有光学性质,可用于光热抗癌治疗等诸多特点[87]。纳米金粒子与EGCG结合治疗癌症效果明显。此外,EGCG-纳米银粒子[88]EGCG-纳米镉粒子[89]也得到了开发。

2.1.2  聚合物纳米粒子  聚合物纳米粒是由高聚物组成的实体结构,特别适合于水溶性差的药物。聚合物EGCG纳米粒应用研究也较多。聚合物纳米??赏ü馨拖赴头胖瘟埔┪镆源嗣馐芨未?,还可在肠道高pH值和酶的环境中?;ひ┪锸蛊洳榷ㄒ┬?,还具有高渗透性的特点。常见的封装材料有壳聚糖、聚乳酸(PLA)、聚乙二醇、聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)和明胶等。

2.1.3  脂质体纳米粒子  脂质体是磷脂双分子层分散在水中自然形成的多层囊泡,这种结构特性使得亲脂性和亲水性药物得以包封。脂质体具有生物可降解性、低毒性、靶向性和缓释性的特点。研究显示EGCG脂质体的抗癌效果明显好于EGCG。

2.1.4  其他纳米粒子  目前一些其他类型的材料也用于EGCG纳米颗粒的设计,如碳水化合物和蛋白等。

不同类型的纳米级EGCG的抗癌活性见表1。

2.2  与其他物质联合作用

 

目前最重要的癌症治疗方法是化疗,但是某些化疗药物的副作用极大降低了人们的生活质量。因此,急需开发低副作用的化疗药物,而另一种有效的方法是寻找具有协同作用的药物以减少化疗药物的副作用。EGCG具有安全性高、易获取、多靶点和多通路的优点,这种特性使其成为辅助治疗癌症的较佳选择。EGCG与其他抗癌药物或癌症治疗方法联合使用,可产生协同增效、减少毒副作用和降低耐药性等效果(表2)。

EGCG可作为一种辅助剂与多种抗癌药物或治疗手段产生协同增效的作用,如芳香维甲酸类药物Am80、阿霉素、紫杉醇、多西他赛、无创低强度脉冲电?。?/span>PEF)和放疗等?;瞥R鹞赋Χ拘?、肾毒性、心脏毒性和肺纤维化等不良反应,EGCG联合化疗可减轻抗癌药物的副作用,如顺铂、喃氟啶和阿霉素等。耐药性是癌症治疗的典型的障碍,EGCG在药物联合使用中的另一重要作用是降低癌细胞对药物的耐药性,如三苯氧胺和奥沙利铂等。然而,EGCG与抗癌药物结合使用还可能产生降低抗癌疗效的作用(表2),表明在这些药物治疗期间应禁用绿茶产品。

EGCG在改善患者临床症状和化疗后生活质量方面发挥了不容忽视的作用。EGCG 与其他物质或治疗手段的协同作用也是通过干扰肿瘤细胞的生长、诱导细胞凋亡和作用于信号途径等重要机制实现的,而不同作用方式的协同作用为癌症的治疗提供了新的思路和理论基础。

2.3  结构修饰

EGCG分子结构中含有多个活性酚羟基,这些酚羟基在中性或碱性介质中易发生去质子化反应而迅速分解[115],这使得其存在脂溶性差、生物利用度低、生理环境下易分解、体内吸收缓慢等缺点,从而严重降低了其生物活性及利用率,这都严重限制了EGCG的应用和开发。随着研究的不断深入,研究者发现经过一定的结构修饰所获得的EGCG衍生物具有更好的稳定性,生物利用度也显著改善,新基团的引入赋予新的生理功能,从而扩充了EGCG的适用范围。目前EGCG的分子结构修饰方法主要分为2类:一是脂溶性衍生化修饰,主要包括乙?;图谆?;二是水溶性衍生化修饰,主要有糖苷化。

EGCG分子中富含亲水性的羟基,因此表现较差的脂溶性,使其较难渗透细胞膜的双脂层结构,从而降低了EGCG的生理活性[116]。脂溶性衍生化修饰主要是将亲脂性基团接至EGCG,改善其脂溶性。乙?;抢靡阴;?/span>EGCG的分子修饰,从而改善EGCG的脂溶性、稳定性及生物利用度。全乙?;砻皇匙佣杷孛皇匙铀狨?/strong>(乙?;疎GCG,AcEGCG),在HeLa细胞中的测定发现AcEGCG的抗癌活性大于EGCG,并且AcEGCG与阿霉素联用可以明显提高阿霉素对癌细胞的抑制作用[117]。甲基化修饰是将EGCG的酚羟基部分或全部转化成甲基醚而生成一系列衍生物。研究表明EGCG的羟基被更稳定的甲氧基取代后,其稳定性及脂溶性得到提升,进而提高衍生物的生物利用度并改善生物活性[118]。

EGCG分子中含有多个疏水性的苯环影响其水溶性,目前通用的方法是采用糖苷化修饰将亲水性的单糖分子接至EGCG分子上,以此提高EGCG的水溶性及其在人体内的代谢活性。EGCG经糖苷化修饰后,其水溶性提高了50100倍,葡萄糖苷元的甜味可减轻EGCG的涩味,其抗氧化能力未受影响并提升了稳定性,这为EGCG的口服利用研究提供了理论基础[119]。此外,前体药物EGCGperacetate-protectedEGCG,pro-EGCG)通过醋酸乙酯基团对EGCG的活性羟基进行修饰,合成了过醋酸乙酯?;さ?/span>EGCG[120]。模拟体液环境发现在pH8左右的培养基(RMPI)中,pro-EGCG的稳定性是EGCG6[120]。研究显示,在作用于乳腺癌MDA-MB-231细胞时,pro-EGCGEGCG具有更显著抑制作用[121]。

3  展望

过多化学品的使用给人类健康生存带来的负面影响逐步扩大,造成当代社会癌症的发病率日益上升,各类癌症已成为人类健康的头号杀手,传统治疗手段不仅价格昂贵而且造成不同程度的副作用,影响患者的生活质量[122-123]。天然产物EGCG因其副作用小和抗癌活性良好而受到关注。随着研究的深入,EGCG的抗癌活性逐渐被发现,如图1所示,其可从抗氧化、促氧化、阻滞肿瘤细胞周期、抑制肿瘤血管生成、诱导癌细胞凋亡及调控microRNA等方面多途径、多靶点地发挥防癌抑癌作用。

目前利用氧化应激应对癌症的策略主要包括:在预防癌症发生的阶段增强内源性抗氧化能力,在癌症治疗的阶段提高ROS水平致使癌细胞死亡,具有抗氧化性及促氧化性的EGCG较好地适配了此策略。高浓度的EGCG治疗癌症是目前存在的一种趋势,然而由于细胞类型和细胞情况的不同,依赖EGCG浓度抗癌的数据很难进行分类,因此还需在代表不同癌变阶段的动物模型中进行细致的剂量反应及机制研究。此外,EGCG从促生存到促凋亡的机制尚不清楚,有研究指出这可能与快速的细胞代谢和不受调控的信号通路有关,这些通路为EGCG诱导产生ROS提供了一个特殊的微环境[31],而这种假设仍需进一步研究论证。EGCG抗癌作用具有多通路和多靶点的特性,在每个通路中都有EGCG可作用的靶点,而EGCG作用于某些通路的具体机制仍不清楚,未来需要构造更加完善的模拟环境来深入研究其在人体中的系统作用机制,还应探索发现可被EGCG调控的新通路,进而绘制更完善的EGCG介导的抗癌细胞信号通路图谱,为靶向治疗提供更多的可能性。此外,EGCG具有细胞类型和环境特异性反应,因此,未来需要确定更多的对EGCG生理浓度有反应的分子靶点或生物标记物。

EGCG分子机制的研究为其实际抗癌应用提供了理论基础,然而EGCG在应用中存在生物利用度低的问题,为解决此问题,相关研究已取得了一定进展,其中一部分归功于纳米粒载体系统的发展,更重要的是以纳米粒为基础的靶向治疗是克服传统化疗药物特异性差的具有前景的治疗策略。通过在纳米粒上加入一种特定的配体来进行主动靶向治疗有望成为最有效的治疗方法。就生物学靶点而言,肿瘤相关抗原似乎是进行治疗干预的较佳靶点。这些生物偶联物的临床应用有望很快实现。尽管这些药物载体系统为靶向抗癌治疗提供了更多的选择,但理解这些载体的内在特征是一个亟需解决的问题,因此,研究人员在未来应投入更多的精力来开发新型的EGCG载体,以探究载体药物的药物动力学和治疗效果及其靶向性。此外,纳米技术支持的封装系统存在局部过量效应及相关的安全问题,因此,应深入探究确定纳米粒中EGCG的实际剂量与其实际的药理作用之间的关系?;坪头帕浦瘟瓢┲⒕哂惺奔湟览敌约案髦指弊饔?,甚至导致患者终止治疗,克服这一缺陷的一个策略是开发更多的可与EGCG联合的新组合疗法,以减少常规抗癌药物或方法的副作用。此外,使用EGCG前药如pro-EGCG可有助于解决的生物利用度低问题,但还需要进一步的研究。分子修饰虽然能够获得既定的目标产物,但是空间结构的改变与功效的内在关系仍需进行深入研究。未来的研究不仅需要充分阐明EGCG的分子机制,还需要设计更多的策略来开发应用EGCG,使其成为更好的癌症预防和治疗药物。

参考文献(略) 

来  源:李晓阳,吴志平,王梦馨,白雪燕,黄丽青,朱晓燕,韩宝瑜. 表没食子儿茶素没食子酸酯抗癌分子机制及其应用的研究进展 [J]. 中草药, 2019, 50(13):3217-3229.

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