关键词 补骨脂素 暗反应
中国图书资料分类法分类号 R730.5
天然的补骨脂素是一种呋喃香豆素类化合物，是一类杂环化合物，最初由瑞士皮肤病学家 Kuske 1938年从植物中分离出来。目前知道可以从四大类植物中提取，即①伞形科中石蛇床子、欧防风、芹菜等；②芳香科中的香柠檬、酸柠檬、丁香等；③豆科中的补骨脂；④桑科中的无花果等。目前用于临床的呋香豆素类化合物有补骨脂素 (PSO)、 8-甲氧基补骨脂素 ( 8-MOP)、 5-甲氧补骨脂素(5-MOP)、 4， 5， 8- 三甲基补骨脂素、异构补骨脂素和 7-甲基吡咯补骨脂素(MPP)等[1] 。大约在公元前 1400年印度人即用含补骨脂素的植物来治疗皮肤白斑病，及人在这方面的研究应用也很早，美国从 1951年开始使用 8-MOP，我国学者在这方面也进行了比较早的研究。
————————————
1 成都军区昆明总医院口腔科 (昆明 650032 )
2 第四军医大学口腔医学院口腔生物学教研室 (西安 710032 )

1 补骨脂素抗肿瘤机理
对呋喃香豆素类化合物本身特性的研究与目前流行的光反应相对应，被称为暗反应 (dark-ness reaction)，即在没有紫外光等照射条件下的药物作用。
呋喃香豆素类化合物在暗反应条件下有一定的抗肿瘤活性，许多文献中均有报道[2]。对其抗肿瘤机理的研究不多，主要有以下观点：①呋喃香豆素在暗处与 DNA形成弱的分子复合物 (非共价结合 )，可能抑制 DNA的复制，从而影响细胞的增殖。补骨脂素家族中的新成员━━角型的Furoquinolinones，抑制 Ehrlich细胞中 DNA和 RNA的合成，表现出强烈的抗增殖活性。已广泛在临床应用的 8-甲氧基补骨脂素和补骨脂素等在暗反应中也表现出较强的抗增殖活性[3]；②药效学最新动态为“补骨脂素受体学说”，认为通对细胞膜上存在的补骨脂素特异性受体的作用，抑制肿瘤细胞的生长和分化En-gel等研究发现，不论是在暗反应条件下还是在紫外光照射的条件下，给鼠服用人类治疗剂量的 8-MOP 以后不能在鼠的体内检测到 8- MOP与 DNA或 RNA结合，实验表明在鼠的体内蛋白是主要的结合位点。关于补骨脂素受体的研究，推动了整个补骨脂素抗肿瘤研究，因为人们最初认为 DNA是补骨脂素作用的唯一的靶部位，而现在人们认识到人和小鼠的多种肿瘤细胞系细胞表面和胞浆内存在着补骨脂素受体，在无光照的情况下，补骨脂素与受体能极迅速地结合，但这种特异性结合是可逆的，不取决于插入 DNA药物的活性。
2 补骨脂素与核酸的结合
游离及复合呋喃香豆素分子的分布被平衡结合常数、核苷酸和呋喃香豆素的有效浓度所控制。Romer等利用NMR技术对在暗反应条件下， 8 -MOP与d(pApT)4形成的复合物进行了药物—碱基几何形状的研究，发现结合的 8 -MOP与游离的 8-MOP 之间发生快速的交换。Mays等研究发现，两种以上的P- 450同工酶可以在生物体内转化 8-MOP 的反应性电嗜性，使之能与组织大分子结合。 Gupta等利用荧光火卒灭技术研究暗反应条件下呋喃香豆素与 DNA的相互作用发现，呋喃香豆素与 DNA的相互作用强烈依赖于 DNA的结构稳定性，由于离子环境的改变引起的 DNA结构紊乱减少 DNA与呋喃香豆素的相互作用，无论如何，能够供电子的母体部分补骨脂素的存在，可以促进 DNA与呋喃香豆素的相互作用。总之，呋喃香豆素有很大部分不与 DNA结合，因为呋喃香豆素如8-MOP是低溶解度 (8- MOP水溶解度为1.8×10-4克分子/升)和弱结合常数〔8-MOP结合常数为7.7×102(克分子/升)-1〕的, 而未给合的呋喃香豆素起什么作用，还不清楚。
3 补骨脂素抗肿瘤及抗增殖作用表现
Hornicek等在对体外培养的鼠成骨细胞的研究中发现， 8-MOP 暗反应未能引起细胞复制率，RNA合成及蛋白合成的显著变化。但形态学上研究发现， 8-MOP暗反应导致核周脂类大量累积，并且碱性磷酸酶活力明显增强，脂类合成的高潮是在 8-MOP对成骨细胞作用的初期，而非暗反应全部过程。结果提示，暗反应的过程中成骨细胞质膜是补骨脂素作用的靶部位[2]。
Malinin等研究表明，大剂量(15ug/ml)8-MOP与 HUT102细胞相互作用2小时以后，细胞膜的超微结构发生变化，包括微绒毛的消失，与细胞和质膜相连的球形体的出现，层状真菌样细胞膜外折的形成，而且大约 1 ％的细胞形成伪足和细胞帽状物。作者认为暗反应条件下，补骨脂素主要对质膜上的脂类发生作用，但作用机制还不清楚，而对细胞膜蛋白无明显影响[4]。
环核苷酸水平与细胞增生分化过程有关，cAMP 水平上升， DNA 合成受抑制，cAMP及其衍生物有抑制肿瘤细胞生长作用，并能促进恶变细胞向正常细胞转化，使肿瘤消退。另一项研究表明，多种致癌物质均可使组织中cGMP含量增加。 cAMP和cGMP作为“第二信使”共同调节、控制细胞的生长和繁殖，与多种生理和生化过程有密切的关系，多数学者认为cAMP与cGMP比值异常，可导致细胞增殖分化异常，把cAMP/cGMP的比值作为衡量恶变细胞的一个指标。赵建斌等在研究补骨脂素及8-MOP对小鼠 S180细胞的作用时发现， 8-MOP与补骨脂素均能显著提高 S180细胞内cAMP 水平，而对 cGMP水平无显著影响，从而极显著地增加了cAMP/cGMP比值，抑制细胞过度增生。 Stefano等在对 HeLa细胞的研究中发现， 8-MOP 单独应用或与紫外光联合应用，对腺苷酸环化酶活力及 GTP酶活力没有影响[5]。因此，推测，cAMP 水平的提高，不是腺苷环化酶作用的结果。
吴军正等在补骨脂素治疗裸鼠移植瘤研究中发现，补骨脂素使人粘液表皮样癌 (MEC-1)细胞表面微绒毛减少，变短，细胞膜鼓泡、裂孔，线粒体变性、空泡化，细胞核肿胀、溶解，其中以线粒体的退变最为明显。因此推测，线粒体的退变减少了细胞内的能量供应，抑制了核酸和蛋白质的合成，同时影响了许多酶的活性。而杨易灿等在补骨脂素对昆明种小白鼠诱发性肺腺癌研究中发现，癌细胞内线粒体及溶酶体增多，粗面内质网减少，部分癌细胞内出现大的空泡，癌组织内散在不少暗细胞，核内也可见到空泡，胞质内有许多自体吞噬泡。在肿瘤间质及癌细胞间有巨噬细胞及淋巴细胞和浆细胞。因此推测，补骨脂素有增强免疫反应的作用。从上面两个实验室的研究中可以看出，由于吴军正等实验中用的是裸鼠，为免疫缺陷动物，所以未见到淋巴细胞及浆细胞的浸润，比较难理解的是吴军正等实验中观察到线粒体以变性为主，而杨易灿等研究中观察到的是线粒体增多，合理的解释为可能与肿瘤细胞的性质有关，进一步地认识其机理，有待以后的深入研究。
刘斌等研究表明，①补骨脂等单独作用于 MEC-1细胞后，细胞核面积明显增大， DNA总量及单位面积中 DNA平均含量明显下降， DNA直方图峰值由 5倍体变为 3 倍体，明显左移，说明补骨脂素单独使用时也能抑制 MEC-1细胞 DNA的合成，并使其倍体分布向正常二倍体方向分化。②补骨脂素对MEC-1细胞裸鼠移植瘤的治疗作用研究显示，补骨脂素的抑瘤率与平阳霉素无显著差异 (P>0.05)；补骨脂素处理组裸鼠体重减轻率明显小于平阳霉素组和对照组 (P<0.01)；生命延长率明显大于平阳霉素组 (P<0.01)。③在补骨脂素联合γ干扰素治疗人舌癌细胞系 HSC3 的研究中发现，补骨脂素与γ干扰素联合应用呈现相加或协同效应，有助于改善机体的全身情况。而在补骨脂素与α干扰素联合治疗MEC-1细胞研究中却未显示出拮抗、相加或协同作用，但联合用药明显改善了试验动物的全身状况及延长了生存期。④利用人腺样囊性癌细胞系 SAcc-83，人舌癌细胞系 Tca8113，人牙龈癌细胞系Ca9-22及MEC-1研究补骨脂素的抗肿瘤敏感性发现，补骨脂素的相对抗肿瘤活性(RAA)并不是很高，与头颈癌治疗中常用的抗肿瘤药物阿霉素及甲氨喋呤相比，相差甚远[6]。
4 补骨脂素的毒副作用及展望
目前，对补骨脂素类的毒副作用有不同的认识。 el Mofty在对27名白斑病患者的研究中发现，他们服用 8-MOP 2～12年，每天用药70-160mg，这个治疗方案能够被很好地忍受，没有发生肝脏及肾脏毒性。 Dunnick等在暗反应条件下，口服 8- MOP对 Fischer344鼠亚慢性毒性研究表明，毒性作用主要发生在 200mg/kg 8- MOP组以上，包括死亡，体重减轻等。组织病理学研究提示，靶器官毒性主要发生在肝脏，睾丸和腺上腺，而且鼠在暗反应条件下对 8- MOP的耐受性要比与 UVA 联合应用时高。
Quintol等发现 8-MOP在暗反应条件下能使沙门氏菌属的伤寒菌发生框移突变，这个发现支持补骨脂素在暗反应条件下诱发基因突变危险的概念，而这个概念是经常被认为是微不足道的。 Ashwood 等研究发现补骨脂素， 8- MOP 及 Angelicin对 E. colilac-有弱的框移突变作用，4，5，8-甲基补骨脂素对E质粒没有致突变作用。而Scott研究暗反应条件下8-MOP对伤寒菌及 E. coli的作用时，未能发现致突变作用。
研究表明，并非所有剂量的 8-MOP 均能抑制细胞生长。 Gorski 等研究发现，1ug/ml 8-MOP能提高体外培养的T-淋巴细胞的 3 HTdR的掺入率及提高细胞分裂指数[7,8]。我们在实验中也发现小剂量的 8-MOP可以促进 MEC-1 细胞及其它口腔癌细胞系细胞的增生[9]。
目前，对呋喃香豆素类化合物的研究主要集中在对其光敏特性及利用其光敏特性治疗增生性病变的范畴，而对其本身的抗肿瘤活性的研究，文献报道不很多，内容也不很详细。对补骨脂素本身特性的深入研究, 必将推动补骨脂素抗肿瘤研究的进展。

参考文献

1.倪容之 (主编).现代皮肤病治疗学.第 1版,北京:人民军医出版社,1995:132
2.Csik G,Besson T,Coudert G,et al.Biophysical and biological properties of newly synthesized dioxinocoumarin derivatives. part I: Dark effectson T-7 phage and HeLa cells.J Photochem Photobiol B,1993;19(2):119-124
3.Vowels BR,Yoo EK,Gasparro FP,Kinetic analysis of apoptosis induction in human cell lines by UVA and 8-MOP.Potochem Photobiol,1996;63(5): 572-576
4.Malinin GI,Lo HK,Hornicek FJ,et al. Ultrastructural modification of the plasma membrane in HUT102 lymphoblasts by long-wave ultraviolet light,psoralen, and PUVA.J Invest Dermatol,1990;95(1): 97 -103
5.Di Stefano A, Trabalzini L, La Gaetana R, et al. Khellin, but not 8-methoxypsoralen,inhibits adenylyl cyclase system in HeLa cells. Biochem Biophys Acta,1995;1269(2):162-166
6.Wu Junzheng,Situ zhenqiang,Chen Jianyuan,et al. Chemosensitivity of salivary gland and oral cancer cell lines.Chinese Medical Journal, 1992;105(12):1026-1028
7.Gorski G,Antosz H,Gawron A.Effect of 8-methoxypsoralen in the dark on proliferation of stimulated lymphocytes.J Pharm pharmacol,1991;43(1):63-64
8. Gawron A, Gorski G, Glowniak K. Increased proliferation of phytohaemagglutinin( PHA)-Stimulated human leucocytes after 8-methoxypsoralen treament.J pharm pharmacol,1990;42(3):194-195
9.闫晓光,吴军正,陈建元. 8-MOP与 ATRA 联合用药对粘液表皮样癌高转移细胞的抑制作用,实用口腔医学杂志,1997,13(2):121-123