水溶性姜黄色素的制备及其抗肺癌转移作用的实验研究

摘要

在我国，肺癌的发病率及死亡率均居于所有的恶性肿瘤之首。数十年来，尽管在手术、放化疗等相关治疗措施方面不断取得进步，但肺癌患者的5年生存率仍然没有明显提高。肺癌的复发及转移仍是影响其临床治疗效果的最大障碍。 研究发现，肿瘤血管生成与恶性肿瘤的生长及转移密切相关。近年来，血管生成抑制剂的研究倍受肿瘤学家的重视，国外已有数十种血管生成抑制剂进入临床研究阶段。姜黄色素是姜黄属中药姜黄的主要活性成分，具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化和降血脂等作用，国内外的相关研究报道日益增多。据报道，美国已将其列为新型的肿瘤预防用药而加以开发。 本文以HP-β-CD为包合剂，制备姜黄色素的水溶性制剂——姜黄色素-环糊精包合物，初步分析其水溶性、稳定性以及毒副作用等性能特点，并以恶性肿瘤中发病率最高的肺癌为主要作用对象，采用动物实验及细胞学实验研究其抗肺癌转移作用，旨在探讨将其开发成为可用于注射法给药的抗肿瘤转移制剂的可行性；同时，本课题采用免疫组织化学方法观察了姜黄色素对血管内皮生长因子(VEGF)、碱性纤维母细胞生长因子(bFGF)、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)等促血管生成因子以及具有促淋巴管生成作用的血管内皮生长因子-C(VEGF-C)等细胞因子合成的影响。 本研究包括以下内容：(一)采用环糊精包合技术制备姜黄色素水溶性制剂——姜黄色素-环糊精包合物1.姜黄色素-环糊精包合物的制备与鉴定。2.采用相溶解度法分析HP-β-CD对姜黄色素的包合特点及增溶作用。3.姜黄色素-环糊精包合物溶液的稳定性分析。 (二)水溶性姜黄素-1的急性毒性实验(三)水溶性姜黄色素抗肿瘤转移作用的实验研究1.采用移植瘤模型分析水溶性姜黄素-1抗肿瘤转移作用。2.采用藻酸盐包被珠实验分析水溶性姜黄素-1对肿瘤细胞诱导血管生成的抑制作用。3.采用细胞小室实验分析水溶性姜黄色素对血管内皮细胞及肿瘤细胞迁移及侵袭行为的影响。4.采用细胞培养实验观察水溶性姜黄素-3对肿瘤细胞合成MMP-2、MMP-9、VEGF、bFGF等促血管生成因子及促淋巴管生成因子VEGF-C的影响。 主要结果1.相溶解度分析实验：姜黄素-1的相溶解度曲线为AL型，表明姜黄素-1与HP-β-CD形成了摩尔比为1：1的包合物；姜黄素-3的相溶解度曲线为AP型，表明姜黄素-3与HP-β-CD在形成摩尔比为1：1的包合物之后，可在此基础上继续形成摩尔比为1：2的包合物。 2.HP-β-CD对姜黄色素的增溶作用：浓度为5％的HP-β-CD溶液即可分别将姜黄素-1和姜黄素-3两种药物的水溶解度提高173.6倍和702.8倍，使两种药物由难溶于水变为易溶于水。 3.药物稳定性实验：氧化降解及光降解是影响姜黄素-1及姜黄素-3稳定性的主要因素；经HP-β-CD包合后，两种姜黄色素的不稳定特点无明显变化；但在避光、密闭及低温条件下，两种姜黄色素及其环糊精包合物均具有很好的稳定性，其40％乙醇/水溶液中的色素含量在3个月之内无明显下降。 4.急性毒理学实验：水溶性姜黄素-1的各项急性毒性指标均与阴性对照药HP-β-CD相似，说明经环糊精包合后姜黄素-1仍无明显的毒副作用。 5.小鼠肺腺癌移植瘤实验：水溶性姜黄素-1对肺转移灶及淋巴结转移灶的增殖有明显的抑制作用，但对肺转移发生率及淋巴结转移发生率的影响不明显；水溶性姜黄素-1对小鼠肺腺癌移瘤体的表面及瘤体组织内的血管生成均有明显抑制作用。 6.藻酸盐包被珠实验：水溶性姜黄素-1对肿瘤细胞所诱导的血管生成具有显著的抑制作用，可能系其抗肿瘤转移的作用方式之一。 7.细胞培养实验：水溶性姜黄色素可能主要通过抑制肿瘤细胞表达和分泌MMP-2、VEGF、bFGF等促血管生成因子和抑制内皮细胞迁移从而抑制肿瘤血管生成的方式发挥其抗肿瘤转移作用。另外，水溶性姜黄色素也可明显影响肿瘤细胞的迁移及侵袭行为。 结论本课题以HP-β-CD为包合物、采用环糊精包合技术制备两种姜黄色素的水溶性制剂——姜黄素-1-环糊精包合物及姜黄素-3-环糊精包合物，并采用小鼠肺腺癌移植瘤伴自发性转移模型等实验研究了水溶性姜黄色素对肿瘤转移的抑制作用及其可能的作用机制。研究结果表明，本课题制备的姜黄色素水溶性制剂易溶于水，毒副作用轻微，可显著抑制小鼠肺腺癌移植瘤模型伴发的自发性血行转移及淋巴结转移。 藻酸盐包被珠等实验的研究结果表明，同时作用于内皮细胞及肿瘤细胞可能是水溶性姜黄色素抗肿瘤转移作用的主要机制：1.抑制肿瘤细胞诱导的血管生成：抑制肿瘤细胞中基质金属蛋白酶MMP-2、VEGF、bFGF等促血管生成因子的表达及内皮细胞迁移；2.影响肿瘤细胞迁移及侵袭能力。

目录

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前言

第一部分采用环糊精包合技术制备姜黄色素水溶性制剂

材料与方法

结果

讨论

小结

第二部分水溶性姜黄素-1的急性毒性学实验

材料与方法

结果

讨论

小结

第三部分水溶性姜黄色素抗肺癌转移作用及其作用机制研究

材料与方法

结果

讨论

小结

全文结论

致谢

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参考文献

文献综述一：姜黄色素抗肿瘤作用研究进展

文献综述二：羟丙基-β-环糊精应用研究进展

文献综述三：淋巴管生成与肿瘤转移研究进展

附录：攻读博士期间发表论文目录