【摘要】：癌癥是全球性的公共健康問題,盡管目前癌癥的診斷和治療取得了一定的進(jìn)展,它仍嚴(yán)重威脅著居民的身心健康。隨著人口老齡化、環(huán)境污染以及生活方式的改變,癌癥的發(fā)病率及死亡率將持續(xù)上升。目前腫瘤治療的手段包括手術(shù)治療、放療和化療�；熓桥R床上常用的手段�；熕幬锔鶕�(jù)機(jī)制不同可以分為以下幾類:烷化劑、抗代謝藥、抗腫瘤抗生素、拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑、有絲分裂抑制劑、和生物大分子制劑。但這些抗腫瘤藥存在著嚴(yán)重的毒副作用而且在治療過程中容易產(chǎn)生耐藥性。因此開發(fā)高效、低毒的抗腫瘤藥,使其在發(fā)揮抗腫瘤作用的同時,盡可能對機(jī)體產(chǎn)生較小的毒副作用,從而提高生存質(zhì)量,延長生存期,是藥物研發(fā)人員不斷努力的方向和奮斗目標(biāo)。越來越多的研究者嘗試從食物或其他天然物質(zhì)中尋找新的、毒性小的抗腫瘤藥物,并取得了重大突破。深入研究這些藥物發(fā)揮作用的分子機(jī)制對于發(fā)現(xiàn)更加有效的癌癥預(yù)防和治療措施有著極其重要的價值。大蒜是一種百合科蔥屬植物,它不僅可以食用,而且可以作為一種藥用植物用于各種疾病的預(yù)防和治療。流行病學(xué)研究以及腫瘤模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,大蒜及其衍生物對多種癌癥均有抑制作用。大蒜中主要的活性成分是其含有的有機(jī)硫化合物,包括脂溶性的有機(jī)硫化合物(DAS、DADS和DATS)和水溶性的有機(jī)硫化合物(SAC和SAMC)。DAS、DADS、DATS和其他硫化物在胃腸道中可以轉(zhuǎn)化為SAMC,使得SAMC在胃腸道粘膜中濃度較高,所以SAMC對于胃腸道腫瘤可能有更好的抑制作用。目前SAMC抗腫瘤作用的研究多集中在體外,對于體內(nèi)抗腫瘤活性及機(jī)制的研究較少。由于不同的腫瘤細(xì)胞所表達(dá)的特性不同,因此不論是體外或是體內(nèi)都需要對SAMC的抗腫瘤作用進(jìn)行進(jìn)一步的研究和驗(yàn)證。此外,SAMC的藥效機(jī)制仍需要更全面深入的研究,從而完善SAMC的抗腫瘤機(jī)制,為其在腫瘤預(yù)防和治療中的應(yīng)用提供依據(jù)。有文獻(xiàn)報道,老蒜提取物(AGE)可以減輕順鉑誘導(dǎo)的大鼠腎毒性。SAMC作為AGE中的主要成分可能是其發(fā)揮腎保護(hù)作用的有效物質(zhì),因而SAMC有可能成為一種與順鉑聯(lián)用降低其毒性的候選化合物。此外SAMC可能是通過作用于多靶點(diǎn)來發(fā)揮整體的藥效作用,所以我們引入了能反映生物體整體特征的代謝組學(xué)研究思路,從代謝途徑和分子層面探討SAMC聯(lián)合順鉑對胃癌移植瘤的抑制作用及相關(guān)機(jī)制。由此,本課題的研究內(nèi)容主要分為以下三部分:(1)研究SAMC的抗腫瘤活性及其作用機(jī)制。本課題首先結(jié)合國內(nèi)外已有的SAMC抗腫瘤作用的研究,選擇了 9種尚未有研究或機(jī)制尚不明確的細(xì)胞系檢測了 SAMC的體外增殖抑制作用效果。然后基于體外研究結(jié)果選擇了胃癌SGC7901細(xì)胞、結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞、乳腺癌MCF-7細(xì)胞和白血病K562細(xì)胞進(jìn)行體內(nèi)抗腫瘤作用研究。最終選擇抗腫瘤療效較為顯著的胃癌SGC7901細(xì)胞和結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞進(jìn)行更深入全面的抗腫瘤機(jī)制研究。體內(nèi)外抗腫瘤實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:SAMC可以抑制胃癌SGC7901細(xì)胞的增殖,48小時的IC50值為231.2μmol/L;也能抑制胃癌SGC7901裸鼠移植瘤的生長,40、60、80mg/kg 的 SAMC 的相對腫瘤增殖率(T/C)分別為 44.5%(p0.01)、39.8%(p0.01)和38.9%(p0.01),表明中高劑量組的腫瘤抑制效果較為顯著,而且在給藥劑量下SAMC沒有明顯毒性。在SGC7901細(xì)胞中,SAMC可以阻滯細(xì)胞周期在S期,同時誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。SAMC可能是通過激活MAPK通路,抑制PI3K/Akt通路,來發(fā)揮增殖抑制、周期阻滯和凋亡誘導(dǎo)的作用。此外,我們探索了 SAMC在結(jié)腸癌HCT116中的體內(nèi)外抗腫瘤作用及機(jī)制。體外抗腫瘤實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SAMC可以抑制結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞的增殖,24小時的IC50值為314.7 μmol/L。SAMC還能抑制結(jié)腸癌HCT116裸鼠移植瘤的生長,40、60、80mg/kg 的 SAMC 的相對腫瘤增殖率(T/C)分別為 48.3%(p0.01)、40.1%(p0.01)和34.6%(p0.01),表明高劑量腫瘤抑制效果較為顯著,且在給藥劑量下沒有明顯毒性�？鼓[瘤信號通路研究結(jié)果表明,SAMC可以通過ROS介導(dǎo)的JNK和p38通路阻滯HCT116細(xì)胞周期在G2/M期、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。(2)研究SAMC聯(lián)合順鉑對胃癌移植瘤生長的影響及血清代謝組學(xué)研究。我們首先建立了人胃癌SGC7901裸鼠移植瘤的模型,然后將荷瘤小鼠隨機(jī)分為對照組、順鉑組、SAMC組以及SAMC與順鉑聯(lián)用組,觀察腫瘤生長以及體重變化,測定血清中ALT、AST、BUN和Cr的含量變化,并利用HE染色法觀察肝臟和腎臟的組織形態(tài)學(xué)變化。結(jié)果表明雖然SAMC不能顯著增加順鉑的療效,但卻能夠改善荷瘤小鼠的食欲,穩(wěn)定體重,并且可以減輕順鉑誘發(fā)的臟器損傷,增強(qiáng)機(jī)體的免疫力,提高其生存質(zhì)量。接著本課題采用基于氣質(zhì)聯(lián)用和液質(zhì)聯(lián)用的代謝組學(xué)技術(shù)對SAMC抗腫瘤和減毒作用的代謝機(jī)制進(jìn)行了研究。代謝組學(xué)結(jié)果表明,與正常裸鼠相比,荷瘤裸鼠血清中的代謝物發(fā)生了改變。這些代謝標(biāo)志物與機(jī)體能量代謝和氨基酸代謝的紊亂有關(guān)。小鼠在荷瘤狀態(tài)下,可能存在著整體機(jī)能的平衡失調(diào)和免疫功能的紊亂,而順鉑進(jìn)一步加劇了體內(nèi)代謝的紊亂。SAMC單用或聯(lián)用均可改善體內(nèi)代謝紊亂的現(xiàn)象。這說明SAMC可以調(diào)節(jié)體內(nèi)能量代謝和氨基酸代謝過程,改善機(jī)體的免疫功能,進(jìn)而發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)和減毒作用。(3)研究SAMC對順鉑腎毒性的保護(hù)作用。本部分旨在研究SAMC對順鉑腎毒性的保護(hù)作用及機(jī)制。首先建立大鼠腎損傷模型,觀察SAMC預(yù)處理對腎功能、腎臟組織病理學(xué)以及氧化應(yīng)激的影響,檢測細(xì)胞凋亡、NFκB活性、Nrf2通路和以及炎癥因子的表達(dá)在SAMC逆轉(zhuǎn)順鉑誘發(fā)的腎毒性中發(fā)揮的作用。此外,我們還探索了 SAMC對HK-2細(xì)胞活力及凋亡的影響。組織病理學(xué)及血清生化指標(biāo)的結(jié)果顯示,SAMC可以顯著降低順鉑誘導(dǎo)的腎損傷。SAMC預(yù)處理可以減弱NFκB的活性,上調(diào)Nrf2和NQO1的表達(dá),降低炎癥因子的水平。SAMC還能減輕順鉑誘導(dǎo)的HK-2細(xì)胞的凋亡。因此,SAMC可能是通過抗炎和抗氧化途徑來發(fā)揮保腎作用。綜上所述,SAMC可以抑制胃癌SGC7901和結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞的增殖以及裸鼠異種移植瘤的生長,特別是80 mg/kg的體內(nèi)給藥劑量組的相對腫瘤增殖率(T/C)低于40%,呈現(xiàn)較為顯著的抗胃癌SGC7901和結(jié)腸癌HCT116的效果,且在此劑量下沒有毒性;SAMC可以通過調(diào)節(jié)MAPK和Akt通路誘導(dǎo)胃癌SGC7901細(xì)胞凋亡,通過調(diào)節(jié)ROS介導(dǎo)的JNK和p38通路誘導(dǎo)結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞G2/M期阻滯和細(xì)胞凋亡。當(dāng)SAMC與順鉑聯(lián)合應(yīng)用于荷胃癌SGC7901細(xì)胞裸鼠移植瘤時,SAMC可以減弱順鉑誘發(fā)的毒副作用,這種作用可能與SAMC對裸鼠體內(nèi)能量代謝和氨基酸代謝的調(diào)節(jié)有關(guān)。此外,SAMC能通過抑制凋亡、氧化應(yīng)激和炎癥逆轉(zhuǎn)順鉑誘發(fā)的大鼠腎毒性以及HK-2細(xì)胞毒性。本研究為SAMC進(jìn)一步地研發(fā)提供了有利依據(jù)。
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Ｈａｎａｈａｎ和Ｒｏｂｅｒｔ邋Ａ．邋Ｗｅｉｎｂｅｒｇ教授提出癌癥的特征包括持續(xù)增殖，規(guī)避生長抑逡逑制，規(guī)避免疫攻擊，永生化復(fù)制，，促瘤炎癥反應(yīng)，浸潤和轉(zhuǎn)移，誘導(dǎo)血管生成，逡逑基因組不穩(wěn)定及突變，規(guī)避細(xì)胞凋亡和細(xì)胞代謝失控（圖１）邋［３］。這十大特征代逡逑表了大多數(shù)腫瘤共有的一些分子、生化和細(xì)胞的特征。這一模型為癌癥的治療提逡逑供了有利的框架。逡逑當(dāng)前腫瘤治療的手段包括手術(shù)治療、放療、化療、靶向治療以及免疫治療［４］。逡逑手術(shù)治療是癌癥預(yù)防、診斷和治療中的一個重要手段。逡逑而在實(shí)體瘤、淋巴癌和白血病的治療過程中，化療是手術(shù)和放療的輔助手段。逡逑化療藥物可以迅速地作用于分裂細(xì)胞。除了腫瘤細(xì)胞，化療藥物也可以作用于骨逡逑髓、消化道以及毛囊中的一些正常細(xì)胞，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的副作用。根據(jù)作用機(jī)制逡逑的不同，化療藥物可以分為以下幾類：烷化劑、抗代謝藥、抗腫瘤抗生素、拓?fù)溴义袭悩?gòu)酶抑制劑和有絲分裂抑制劑和生物大分子制劑［５］。很多臨床應(yīng)用的抗腫瘤藥逡逑存在著耐藥及毒性的問題，因此開發(fā)新的抗腫瘤藥是必需的［３，６，７］。逡逑祀向治療包括單克隆抗體和小分子抑制劑［８］。它可以通過作用于腫瘤發(fā)展和逡逑生長過程中所需要的一些特殊小分子來達(dá)到抑制腫瘤X椫車哪康摹０邢蛑萍磷饔緬義匣頻畝撈匭允顧竊謚瘟乒討斜硐殖雒饗緣母鎏宀鉅歟邢蛑瘟拼嬖謐乓歡ㄥ義希保插義

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