去甲二氢愈创木酸的抗肿瘤作用研究进展
作者：高 蕾
单位：高 蕾 综述 (第三军医大学医学检验系951队)重庆，400038
关键词：去甲二氢愈创木酸；肿瘤
中图法分类号 R977高 蕾 综述 卞修武 审校
中图法分类号 R977.3
Progress in theanti-tumor effect of nordihydroguaiaretic acid
去甲二氢愈创木酸(Nordihydroguaiareticacid,NDGA)是一种天然物质，广泛存在于多种含树脂的植物中，以常青灌木分叉拉瑞阿(Larreadivaricata)中含量最为丰富，化学合成这一物质也已有不少报道[1]。传统上，NDGA一直被作为花生四烯酸代谢中脂氧化酶的一种特异的作用最强的抑制剂。近年来，一些研究者发现NDGA具有多种生物学功能和治疗作用，尤其对肿瘤的增殖抑制和诱导分化有明显的作用，但仍存在着许多尚未解决的问题。
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1 NDGA的抗瘤现象
最先报告NDGA的抗瘤现象是绿茶中NDGA使一位80岁老人的黑色素瘤消退，提示它可作为化学治疗剂使用。NDGA对体内和体外的人恶性胶质瘤细胞具有显著的抑制生长和诱导分化作用，并呈明显的量一效关系：经NDGA处理的瘤细胞贴壁率和生长速率受抑制，细胞周期也有明显改变；细胞异型性变小，胞浆中胶质细丝增多，且其中GFAP标记增加而vimentin标记减少；p53蛋白和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)表达也降低[2～4]。它对血管生成因子表达的抑制作用提示它可能对多种实体瘤的生长都有抑制作用。
NDGA对移植肿瘤的生长也有显著的抑制作用。Ingalill等对人小细胞型肺癌细胞系NCI-H209在无胸腺的小鼠体内异种移植瘤研究发现，在治疗组小鼠的饮水中加入NDGA，饲养一段时间后发现，移植肿瘤细胞的生长得到了一定的控制，肿瘤平均体积(0.77cm3)较对照组(平均体积为2.22cm3)明显缩小。虽然两组小鼠体内都有肿瘤生长，但治疗组癌细胞凋亡明显增多，且与肿瘤体积的缩小相关[5]。
, 百拇医药
近年来，肿瘤细胞体外培养试验证实，NDGA对乳腺癌、肺癌、结肠癌、纤维肉瘤、黑色素瘤等多种类型恶性肿瘤的生长及光化性角化病(Actinickeratosis)这一癌前病变都有一定的作用[5，7]。国外近年研究也发现，NDGA能阻止黄曲霉素B(AFB)诱发的动物肝细胞癌的发生及甲基亚硝基脲(MNM)诱长的乳腺癌形成，但其预防肿瘤发生的详细机制仍不清楚。最近，Brennan等[8]报道，NDGA能抑制细胞核因子κ-B(Nuclearfactorκ-B,NFκ-B)从而具有诱导肿瘤细胞凋亡的作用。近来有作者报道，NDGA对头颈部鳞癌细胞有明显的抑制生长作用，与13-顺式维甲酸结合使用在治疗上意义更大。
2 NDGA抗肿瘤作用机制
NDGA抗肿瘤作用的确切机制仍不清楚。其最为人知的作用是特异性地抑制花生四烯酸代谢途径中脂氧化酶的活性，从而减少白三烯的合成，而对花生四烯酸另一条代谢途径中的环氧化酶无明显抑制作用。所以无论是将正常细胞或恶性肿瘤细胞置于各种种样的生长因子、激素、脂肪酸及其衍生物中，或是这些细胞合成的二十碳烯酸化合物中，都可以观测到NDGA抑制这些细胞的增殖，而并不产生细胞毒性。而且，NDGA可以通过抑制由有丝分裂原或促癌剂诱导的鸟氨酸脱羧酶的活性来抑制恶性肿瘤的生长。另外，NDGA作为一种抗突变剂和抗肿瘤制剂，还可能归咎于它在其它各方面的抑制活性。如：NDGA可以抑制致癌物的代谢和DNA加合物形成，可作为自由基清除剂抑制各种酶促或非酶促的氧化反应。另一方面，据报道，NDGA能够抑制分离的哺乳动物线粒体中的电子传递和能量转移，其抑制线粒体电子传递的位点可能是NADH-辅酶Q还原酶和琥珀酰-辅酶Q还原酶[9]。
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近年来，细胞周期调控的研究进展表明，CDK4蛋白激酶不仅在细胞增殖的G1→S期转变中起着十分重要的作用，而且在细胞终末分化过程中也发挥着重要的调节作用。有人采用人脑恶性胶质瘤细胞系SHG-44细胞，研究NDGA对恶性胶质瘤细胞CDK4激酶活性的影响。实验发现：经NDGA处理的SHG-44细胞，其CDK4基因、cyclinD1基因的mRNA和蛋白质表达明显减少，而P16基因的mRNA和蛋白表达明显增加，从而是提示NDGA引起的SHG-44细胞CDK4蛋白激酶活性的降低，可能并不是某种单一机制引起的，而是多种机制综合作用的结果。另外，这些研究者还进行了NDGA诱导恶性胶质瘤细胞凋亡及其可能机制的研究。认为NDGA诱导的SHG-44细胞的凋亡，可有与其下调bcl-2，c-myc基因的表达有关。但国外也有报道提出了相反的观点，认为NDGA能够抑制CD95调控的人恶性胶质瘤细胞的凋亡，且这一作用独立于NDGA的抗氧化作用[10]。
3 NDGA的毒性作用
, 百拇医药
一般认为，NDGA是一种相对无毒性的抗肿瘤物质。NDGA急性毒性研究显示它仅有轻度的毒性作用。有人经小鼠腹腔试验测定其半数致死量(LD50)为850mg/kg。另据报道，给人肌肉注射400mg/kg体重的NDGA5～6个月，无明显毒性作用发生。NDGA的慢性毒性显示它对动物的生长和进食无影响；高剂量时偶尔出现肠系膜和肾囊肿[11]。
Wang等人发现NDGA可以抵抗甲基甲磺酸酯、苯并(α)芘、乙-氨基芴、黄曲霉素的损伤作用。作者还证明：在甲基尿素(MU)亚硝基化反应的过程中及完成后加入NDGA，可使由甲基尿素亚硝基产物引导的诱变性被抑制，并且该抑制作用具有剂量依赖性。关于NDGA的诱变能力，这些研究者测定后发现：虽然在Ames试验中并未设置NDGA对照物，但是该化合物并没有产生任何诱变影响[12]。
已经知道NDGA可以抑制体外的细胞分裂，尤其是在加入了血小板衍化生长因子(PDGF)的实验中。它参与了对PDGF受体水平酪氨酸磷酸化的抑制作用[13]。在离体试验中也可以看到一种类似的细胞毒作用。不过在体内试验中没有发现分裂抑制现象这可能是因为体内存在有效的解毒系统[11]。
, 百拇医药
NDGA和其它含酚结构的木酚类化合物相似，一方面通过竞争作用而阻止致癌物质的生成，另一方面，他本身又是致基因突变的，可能也是致癌的。以前做的细菌试验，以及最近的培养人淋巴细胞和在体小鼠骨髓细胞试验都表明了NDGA有抗遗传毒性的作用[12]。但目前的研究发现，无论在体内还是在体外它都有一定的遗传毒性作用。观察到的遗传毒性可能与酚结构有关，由于NDGA含有两个儿茶酚结构，这就意味着可以通过一个氧化过程形成半醌，再氧化一次可生成醌分子。半醌阴离子通过失去一个氢原子可以形成一个半醌自由基，或者如果半醌阴离子再失去一个质子形成二价阴离子，通过转移给分子氧一个电子，也可以形成半醌自由基，在分子氧存在时，半醌可自身氧化生成一个醌和一个超氧阴离子，超氧阴离子到头来又可以形成有害的氧化剂。如过氧化氢、羟自由基等。这些不稳定的产物可以和几种大分子共价结合，包括DNA，从而导致姐妹染色单体交换增加[14，15]。
综上所述，到目前为止，对NDGA已有广泛的基础研究，并偶有临床研究的报道。但是人们对NDGA还未有一个全面的认识。由于NDGA具有抑制肿瘤生长、促进肿瘤分化的特性，随着存在问题的逐一解决，相信NDGA会为肿瘤治疗带来新的曙光。
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作者简介：高 蕾，女，23岁，检验本科学员
参考文献
1 吴安心，赵玉瑞，陈 宁，等.去甲二氢愈创木酸的全合成.药学学报，1997，32(4)：278
2 卞修武，史景泉，辛 榕，等.去甲二氢愈创木酸对人恶性胶质瘤细胞系SHG-44生长和分化影响.中华病理学杂志，1997，26(5)：285
3 卞修武，史景泉，傅晓岚，等.SHG-44细胞显微注射NDGA诱导分化的初步观察.临床与实验病理学杂志，1995，11(1)：50
4 卞修武，史景泉，柳凤轩，等.去甲二氢愈创木酸对胶质瘤的诱导分化治疗作用.中国学术期刊文摘，1995，1(增刊)：69
5 Avis I M, Jett M, Boyle T, et al. Growth control of lung cancer by interruption of 5-lipoxygenase-mediated growth factor signaling. J Clin Invest ,1996,97(3):806
, http://www.100md.com
6 Barnaby J W, Styles A R, Cockerell C J. Actinic kerateses: Differential diagnosis and treatment. Drugs Aging,1997,11(3):186
7 Retch R, Martin G R. Identification of arachidonic acid pathways requir ed for the invasive and metastatic activity of malignant tumor cells. Prostaglan dins,1996,5(1):1
8 Brennan P, O'Neill L A. Inhibition of nuclear factor kappa B by direct modification in whole cells-mechanism of action of nordihydroguaiaretic acid and thiol modifiers. Biochem Pharmacol,1998,55(7):965
, http://www.100md.com
9 Pavani M, Fones E, Oksenberg D, et al. Inhibition of tumoral cell r espiration and growth by nordihydroguaiaretic acid (NDGA). Biochem Pharmacol,19 94,48(10):1935
10 Wagenruecht B, Gulbins E, Lang F, et al. Lipoxygenase inhi bitors block CD95 ligand-mediated apoptosis of human maligant glioma cells. FEB S-Lett,1997,409(1):17
11 Madrigal B E, Diaz B S, Cassani M, et al. In vivo and in vitro induction of sister-chromatid exchanges by nordihydroguaiaret ic acid. Mutat Res,1998,412(2);139
, http://www.100md.com
12 Wang Z Y, Agarward R, Zbou Z C, et al. Antimutagenic and antitumor igenic activities of nordihydroguaiaretic acid. Mutat Res,1991,261(3):155
13 Domin J, Higgins T, Eozengurt E. Inhibition of platelet derived growth factor stimulated DNA synthesis and protein tyrosine phosphorylation by nordihy droguaiaretic acid. J Biol Chem,1994,269(1):860
14 Van der Merwe M J, Jenkins K, Theron E, et al. Interaction of the di-catechols rooperol and nordihydroguaiaretic acid with oxidative systems in t he human blood. Biochem Pharmacol,1993,45(2):303
15 Zang L Y, Store K, Pryor W. Detection of free radicals in aqueous exat racts of cigarette tar by electron spin resouance. Free Rad Biol Med,1995,19(2): 161
(收稿：1999-04-30；修回：1999-06-22), http://www.100md.com
单位：高 蕾 综述 (第三军医大学医学检验系951队)重庆，400038
关键词：去甲二氢愈创木酸；肿瘤
中图法分类号 R977高 蕾 综述 卞修武 审校
中图法分类号 R977.3
Progress in theanti-tumor effect of nordihydroguaiaretic acid
去甲二氢愈创木酸(Nordihydroguaiareticacid,NDGA)是一种天然物质，广泛存在于多种含树脂的植物中，以常青灌木分叉拉瑞阿(Larreadivaricata)中含量最为丰富，化学合成这一物质也已有不少报道[1]。传统上，NDGA一直被作为花生四烯酸代谢中脂氧化酶的一种特异的作用最强的抑制剂。近年来，一些研究者发现NDGA具有多种生物学功能和治疗作用，尤其对肿瘤的增殖抑制和诱导分化有明显的作用，但仍存在着许多尚未解决的问题。
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1 NDGA的抗瘤现象
最先报告NDGA的抗瘤现象是绿茶中NDGA使一位80岁老人的黑色素瘤消退，提示它可作为化学治疗剂使用。NDGA对体内和体外的人恶性胶质瘤细胞具有显著的抑制生长和诱导分化作用，并呈明显的量一效关系：经NDGA处理的瘤细胞贴壁率和生长速率受抑制，细胞周期也有明显改变；细胞异型性变小，胞浆中胶质细丝增多，且其中GFAP标记增加而vimentin标记减少；p53蛋白和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)表达也降低[2～4]。它对血管生成因子表达的抑制作用提示它可能对多种实体瘤的生长都有抑制作用。
NDGA对移植肿瘤的生长也有显著的抑制作用。Ingalill等对人小细胞型肺癌细胞系NCI-H209在无胸腺的小鼠体内异种移植瘤研究发现，在治疗组小鼠的饮水中加入NDGA，饲养一段时间后发现，移植肿瘤细胞的生长得到了一定的控制，肿瘤平均体积(0.77cm3)较对照组(平均体积为2.22cm3)明显缩小。虽然两组小鼠体内都有肿瘤生长，但治疗组癌细胞凋亡明显增多，且与肿瘤体积的缩小相关[5]。
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近年来，肿瘤细胞体外培养试验证实，NDGA对乳腺癌、肺癌、结肠癌、纤维肉瘤、黑色素瘤等多种类型恶性肿瘤的生长及光化性角化病(Actinickeratosis)这一癌前病变都有一定的作用[5，7]。国外近年研究也发现，NDGA能阻止黄曲霉素B(AFB)诱发的动物肝细胞癌的发生及甲基亚硝基脲(MNM)诱长的乳腺癌形成，但其预防肿瘤发生的详细机制仍不清楚。最近，Brennan等[8]报道，NDGA能抑制细胞核因子κ-B(Nuclearfactorκ-B,NFκ-B)从而具有诱导肿瘤细胞凋亡的作用。近来有作者报道，NDGA对头颈部鳞癌细胞有明显的抑制生长作用，与13-顺式维甲酸结合使用在治疗上意义更大。
2 NDGA抗肿瘤作用机制
NDGA抗肿瘤作用的确切机制仍不清楚。其最为人知的作用是特异性地抑制花生四烯酸代谢途径中脂氧化酶的活性，从而减少白三烯的合成，而对花生四烯酸另一条代谢途径中的环氧化酶无明显抑制作用。所以无论是将正常细胞或恶性肿瘤细胞置于各种种样的生长因子、激素、脂肪酸及其衍生物中，或是这些细胞合成的二十碳烯酸化合物中，都可以观测到NDGA抑制这些细胞的增殖，而并不产生细胞毒性。而且，NDGA可以通过抑制由有丝分裂原或促癌剂诱导的鸟氨酸脱羧酶的活性来抑制恶性肿瘤的生长。另外，NDGA作为一种抗突变剂和抗肿瘤制剂，还可能归咎于它在其它各方面的抑制活性。如：NDGA可以抑制致癌物的代谢和DNA加合物形成，可作为自由基清除剂抑制各种酶促或非酶促的氧化反应。另一方面，据报道，NDGA能够抑制分离的哺乳动物线粒体中的电子传递和能量转移，其抑制线粒体电子传递的位点可能是NADH-辅酶Q还原酶和琥珀酰-辅酶Q还原酶[9]。
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近年来，细胞周期调控的研究进展表明，CDK4蛋白激酶不仅在细胞增殖的G1→S期转变中起着十分重要的作用，而且在细胞终末分化过程中也发挥着重要的调节作用。有人采用人脑恶性胶质瘤细胞系SHG-44细胞，研究NDGA对恶性胶质瘤细胞CDK4激酶活性的影响。实验发现：经NDGA处理的SHG-44细胞，其CDK4基因、cyclinD1基因的mRNA和蛋白质表达明显减少，而P16基因的mRNA和蛋白表达明显增加，从而是提示NDGA引起的SHG-44细胞CDK4蛋白激酶活性的降低，可能并不是某种单一机制引起的，而是多种机制综合作用的结果。另外，这些研究者还进行了NDGA诱导恶性胶质瘤细胞凋亡及其可能机制的研究。认为NDGA诱导的SHG-44细胞的凋亡，可有与其下调bcl-2，c-myc基因的表达有关。但国外也有报道提出了相反的观点，认为NDGA能够抑制CD95调控的人恶性胶质瘤细胞的凋亡，且这一作用独立于NDGA的抗氧化作用[10]。
3 NDGA的毒性作用
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一般认为，NDGA是一种相对无毒性的抗肿瘤物质。NDGA急性毒性研究显示它仅有轻度的毒性作用。有人经小鼠腹腔试验测定其半数致死量(LD50)为850mg/kg。另据报道，给人肌肉注射400mg/kg体重的NDGA5～6个月，无明显毒性作用发生。NDGA的慢性毒性显示它对动物的生长和进食无影响；高剂量时偶尔出现肠系膜和肾囊肿[11]。
Wang等人发现NDGA可以抵抗甲基甲磺酸酯、苯并(α)芘、乙-氨基芴、黄曲霉素的损伤作用。作者还证明：在甲基尿素(MU)亚硝基化反应的过程中及完成后加入NDGA，可使由甲基尿素亚硝基产物引导的诱变性被抑制，并且该抑制作用具有剂量依赖性。关于NDGA的诱变能力，这些研究者测定后发现：虽然在Ames试验中并未设置NDGA对照物，但是该化合物并没有产生任何诱变影响[12]。
已经知道NDGA可以抑制体外的细胞分裂，尤其是在加入了血小板衍化生长因子(PDGF)的实验中。它参与了对PDGF受体水平酪氨酸磷酸化的抑制作用[13]。在离体试验中也可以看到一种类似的细胞毒作用。不过在体内试验中没有发现分裂抑制现象这可能是因为体内存在有效的解毒系统[11]。
, 百拇医药
NDGA和其它含酚结构的木酚类化合物相似，一方面通过竞争作用而阻止致癌物质的生成，另一方面，他本身又是致基因突变的，可能也是致癌的。以前做的细菌试验，以及最近的培养人淋巴细胞和在体小鼠骨髓细胞试验都表明了NDGA有抗遗传毒性的作用[12]。但目前的研究发现，无论在体内还是在体外它都有一定的遗传毒性作用。观察到的遗传毒性可能与酚结构有关，由于NDGA含有两个儿茶酚结构，这就意味着可以通过一个氧化过程形成半醌，再氧化一次可生成醌分子。半醌阴离子通过失去一个氢原子可以形成一个半醌自由基，或者如果半醌阴离子再失去一个质子形成二价阴离子，通过转移给分子氧一个电子，也可以形成半醌自由基，在分子氧存在时，半醌可自身氧化生成一个醌和一个超氧阴离子，超氧阴离子到头来又可以形成有害的氧化剂。如过氧化氢、羟自由基等。这些不稳定的产物可以和几种大分子共价结合，包括DNA，从而导致姐妹染色单体交换增加[14，15]。
综上所述，到目前为止，对NDGA已有广泛的基础研究，并偶有临床研究的报道。但是人们对NDGA还未有一个全面的认识。由于NDGA具有抑制肿瘤生长、促进肿瘤分化的特性，随着存在问题的逐一解决，相信NDGA会为肿瘤治疗带来新的曙光。
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作者简介：高 蕾，女，23岁，检验本科学员
参考文献
1 吴安心，赵玉瑞，陈 宁，等.去甲二氢愈创木酸的全合成.药学学报，1997，32(4)：278
2 卞修武，史景泉，辛 榕，等.去甲二氢愈创木酸对人恶性胶质瘤细胞系SHG-44生长和分化影响.中华病理学杂志，1997，26(5)：285
3 卞修武，史景泉，傅晓岚，等.SHG-44细胞显微注射NDGA诱导分化的初步观察.临床与实验病理学杂志，1995，11(1)：50
4 卞修武，史景泉，柳凤轩，等.去甲二氢愈创木酸对胶质瘤的诱导分化治疗作用.中国学术期刊文摘，1995，1(增刊)：69
5 Avis I M, Jett M, Boyle T, et al. Growth control of lung cancer by interruption of 5-lipoxygenase-mediated growth factor signaling. J Clin Invest ,1996,97(3):806
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6 Barnaby J W, Styles A R, Cockerell C J. Actinic kerateses: Differential diagnosis and treatment. Drugs Aging,1997,11(3):186
7 Retch R, Martin G R. Identification of arachidonic acid pathways requir ed for the invasive and metastatic activity of malignant tumor cells. Prostaglan dins,1996,5(1):1
8 Brennan P, O'Neill L A. Inhibition of nuclear factor kappa B by direct modification in whole cells-mechanism of action of nordihydroguaiaretic acid and thiol modifiers. Biochem Pharmacol,1998,55(7):965
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9 Pavani M, Fones E, Oksenberg D, et al. Inhibition of tumoral cell r espiration and growth by nordihydroguaiaretic acid (NDGA). Biochem Pharmacol,19 94,48(10):1935
10 Wagenruecht B, Gulbins E, Lang F, et al. Lipoxygenase inhi bitors block CD95 ligand-mediated apoptosis of human maligant glioma cells. FEB S-Lett,1997,409(1):17
11 Madrigal B E, Diaz B S, Cassani M, et al. In vivo and in vitro induction of sister-chromatid exchanges by nordihydroguaiaret ic acid. Mutat Res,1998,412(2);139
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12 Wang Z Y, Agarward R, Zbou Z C, et al. Antimutagenic and antitumor igenic activities of nordihydroguaiaretic acid. Mutat Res,1991,261(3):155
13 Domin J, Higgins T, Eozengurt E. Inhibition of platelet derived growth factor stimulated DNA synthesis and protein tyrosine phosphorylation by nordihy droguaiaretic acid. J Biol Chem,1994,269(1):860
14 Van der Merwe M J, Jenkins K, Theron E, et al. Interaction of the di-catechols rooperol and nordihydroguaiaretic acid with oxidative systems in t he human blood. Biochem Pharmacol,1993,45(2):303
15 Zang L Y, Store K, Pryor W. Detection of free radicals in aqueous exat racts of cigarette tar by electron spin resouance. Free Rad Biol Med,1995,19(2): 161
(收稿：1999-04-30；修回：1999-06-22), http://www.100md.com