癌症是全球第二大死亡原因,全球每6例死亡中就有1例是癌症造成的。2018年,估计有960万人死于癌症。
随着新的更有效的治疗方法的发展,癌症死亡率已经下降。然而,癌症不断演变,这可能导致癌症对现有疗法产生耐药性。一旦癌症产生耐药性,它就可以继续不受控制地生长,导致复发和更严重的疾病。
因此,人们正在寻找具有一系列作用模式的新型抗癌药物。
许多癌细胞生长和增殖所需的重要过程已经被药物靶向。研究发现,肿瘤的发展与血管生成(新血管的生成)密切相关,因此这成为一个关键的治疗靶点。
抑制异常血管生成可以防止癌细胞的增殖、迁移和侵袭。
事实上,一大类抗癌药物,如靶向血管内皮生长因子(VEGF)的药物,通过干扰血管生成发挥其治疗作用。这使得肿瘤无法扩展其脉管系统,从而通过阻止氧气和必需营养素供应到新的癌细胞来限制肿瘤的生长。
许多破坏肿瘤扩张血管网络能力的药物在许多不同癌症的临床试验中都显示出了疗效。
对具有抑制肿瘤血管生成能力的新药物的研究表明,从植物的干燥根中提取的提取物美国baicalensis黄芩素对肿瘤血管有破坏作用。7然而,由于黄芩素的非理想物理性质,例如口服生物利用度差和水溶性低,黄芩素的临床应用受到限制。
黄芩素作为一种有效的抗癌药物的潜力促使黄芩素衍生物具有更有利的特性。研究表明,黄芩素衍生物具有一系列理想的抗癌活性。最近,黄芩素衍生物被评价为血管生成的抑制剂。
研究人员最近评估了在活的有机体内一系列黄芩素衍生物在转基因斑马鱼模型中的抗血管生成作用。
之所以选择斑马鱼作为研究对象,是因为斑马鱼和哺乳动物之间的基因保存水平高,而且由于它们的透明性,很容易研究药物的效果。
本研究中使用的斑马鱼在胚胎和幼虫发育过程中也表现出血管特异性的增强绿色荧光蛋白(EGFP)表达。这使得使用荧光显微镜可以看到内皮细胞,这意味着可以直接研究抗血管生成作用。
合成了一系列黄芩素衍生物,并用Bruker Avance 300 MHz光谱仪进行核磁共振确证了其结构。
具有烷基醇侧链的黄芩苷衍生物具有抗血管生成作用。特别是,在转基因斑马鱼模型中,一种位于6位的哌嗪乙酰胺衍生物(化合物42)具有强的体内抗血管生成活性和低毒性。
体外化合物42在人脐静脉内皮细胞(HUVECs)、人肺癌A549细胞和人正常成纤维细胞L929细胞中以剂量依赖性的方式抑制细胞增殖。化合物42对A549细胞的抑制作用IC50值为4.73 μM。
使用Annexin V-FITC/PI双标流式细胞术,表明细胞抑制是通过晚期凋亡显著增加实现的(使用8μM浓度时为62%)。
对化合物42在转基因斑马鱼中的进一步评价表明,与对照相比,化合物42对节段间血管(ISV)形成的抑制作用呈剂量依赖性。给晚期胚胎服用复方42没有引起血管形态的明显改变。这证实了化合物42是通过抑制血管生成(而不是破坏现有的血管系统)而达到这一效果的,因为ISV的形成在这个阶段已经完成。
利用核磁共振波谱技术,这项最新研究确定了黄芩素的结构修饰,具有显著的抗血管生成和抗癌作用,且无相关毒性。特别是,在6号位点添加哌嗪乙酰胺基团的化合物42被证明是一种新的潜在化合物,可作为癌症治疗进一步评估。