天然抗氧化劑抗血管生成作用的研究進(jìn)展

1、<p>　　天然抗氧化劑抗血管生成作用的研究進(jìn)展</p><p>　　【摘要】 　　 血管生成（Angiogenesis）是指從已有的血管上長(zhǎng)出新的毛細(xì)血管的過(guò)程. 在這一過(guò)程中，活性氧作為信號(hào)分子起著非常重要的作用. 因此從天然抗氧化劑中尋找新的血管生成抑制劑已成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，我們綜述了近年來(lái)抗氧化劑的抗血管生成作用、機(jī)制以及應(yīng)用前景的國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展. </p><p

2、>　　【關(guān)鍵詞】 血管生成；抗氧化劑；活性氧；綜述 </p><p>　　0引言近年來(lái)，隨著對(duì)血管生成（angiogenesis）過(guò)程研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)低濃度的活性氧（reactive oxygen species, ROS）作為一種信號(hào)分子在血管生成過(guò)程中起著非常重要的作用. 外源性的ROS能誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞增殖、遷移以及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial

3、growth factor, VEGF）表達(dá)［1-2］；而由血管內(nèi)皮細(xì)胞NADPH氧化酶產(chǎn)生的內(nèi)源性ROS則參與了多種促血管生成因子如VEGF，血管生成素（angiopoietin, Ang）等的信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程［3］. 由于多數(shù)已發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性血管生成抑制劑都是通過(guò)基因工程獲得，生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，費(fèi)用昂貴. 因此從天然抗氧化劑中尋找具有抗血管生成活性的物質(zhì)就成為人們研究的熱點(diǎn). 我們就近年來(lái)有關(guān)抗氧化劑的抗血管生成作用研究進(jìn)展綜述如下. <

4、;/p><p>　　1血管生成概述血管生成是指從已有的血管上長(zhǎng)出新的毛細(xì)血管的過(guò)程. 生理性的血管生成與胚胎形成、月經(jīng)周期、傷口愈合等生理過(guò)程有關(guān)；而病理性的血管生成則是多種疾病如增殖性糖尿病性視網(wǎng)膜病、動(dòng)脈粥樣硬化、腫瘤等的重要特征. 尤其在腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，新血管的生成一方面為腫瘤生長(zhǎng)提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、清除各種降解產(chǎn)物；另一方面有利于脫落的腫瘤細(xì)胞沿血道向其他組織器官的轉(zhuǎn)移. </p><p

5、>　　血管生成受血管生成因子和血管生成抑制因子精密調(diào)控. 主要的血管生成因子有VEGF、Ang、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（bFGF）、表皮生長(zhǎng)因子（EGF）、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）、白介素8（IL8）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGFβ）、腫瘤壞死因子α（TNFα）等；主要的血管生成抑制因子有血管抑素（angiostatin），內(nèi)皮抑素（endostatin）、血小板反應(yīng)蛋白（thrombospondin, TSP1），基質(zhì)金

6、屬蛋白酶組織抑制因子（TIMP）等. 生理情況下這兩類因子之間保持平衡，血管生成處于靜息狀態(tài). 而在腫瘤組織，腫瘤細(xì)胞不僅能產(chǎn)生大量的促血管生成因子，而且血管生成抑制因子的活性也明顯降低，導(dǎo)致兩類因子失去平衡，從而啟動(dòng)血管生成的級(jí)聯(lián)過(guò)程：首先這些因子作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞相應(yīng)靶點(diǎn)，刺激其產(chǎn)生大量的蛋白酶，如基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMP）、纖溶酶原激活物、膠原酶等，這些蛋白酶逐步降解血管內(nèi)皮細(xì)胞下

7、的基膜，形成新生血管的芽胚；芽胚形成后，芽胚周圍的血管內(nèi)皮細(xì)胞在各種生長(zhǎng)因子的作用下迅速增殖并穿過(guò)芽胚向腫瘤組織定向遷移；最后這些新</p><p>　　2 抗氧化劑的抗血管生成作用及機(jī)制 </p><p>　　2.1茶多酚流行病學(xué)的研究已經(jīng)表明喝綠茶能降低某些腫瘤的發(fā)生率. 而綠茶中的主要成分是茶多酚：epigallocatechin gallate（EGCG）, epigallocat

8、echin（EGC）, epicatechin gallate（ECG）, epicatechin（EC）等，其中EGCG是最主要的活性成分. 研究表明茶多酚在體內(nèi)外都有抗血管生成作用. Kondo等［4］報(bào)道EGCG, EGC, ECG, EC在體外能夠抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和形成血管樣結(jié)構(gòu)，其中EGCG作用最強(qiáng). Oak等［5］也發(fā)現(xiàn)茶多酚能抑制雞胚尿囊膜和VEGF, bFGF誘導(dǎo)的大鼠角膜血管生成. 而腹腔注射EGCG能

9、抑制接種在裸鼠皮下的結(jié)腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和腫瘤血管生成［6］. 從現(xiàn)有的報(bào)道看，茶多酚的抗血管生成機(jī)理比較復(fù)雜，它可以影響多個(gè)促血管生成因子及其下游信號(hào)而發(fā)揮抗血管生成作用. 其抗血管生成機(jī)理主要有：抑制TNFα誘導(dǎo)的VEGF, bFGF及IL8的產(chǎn)生［7-8］；抑制某些轉(zhuǎn)錄因子如NFκB, AP1, Ets1, cfos, cjun活化［9］；抑制MMP2，9及M</p><p>　　2.2白黎蘆醇

10、白藜蘆醇是另一重要的多酚類化合物，是紅酒中的主要成分. 在體外白藜蘆醇能抑制牛主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移以及血管樣結(jié)構(gòu)的形成. 還能抑制bFGF誘導(dǎo)的牛毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、VEGF和bFGF誘導(dǎo)的豬冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，其機(jī)理與抑制MAPK磷酸化有關(guān)，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明白藜蘆醇能抑制雞胚尿囊膜血管生成，口服白藜蘆醇溶液能抑制VEGF, bFGF誘導(dǎo)的小鼠角膜血管生成和小鼠纖維肉瘤生長(zhǎng)，但卻延緩傷口愈合. Lin等［14］證明VEGF能誘導(dǎo)人臍靜

11、脈內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生ROS, ROS作為第二信使使Src激酶活化，進(jìn)而引起VEcadherin酪氨酸磷酸化，而白藜蘆醇通過(guò)清除ROS抑制Src激酶活化以及隨后的VEcadherin酪氨酸磷酸化，從而抑制VEGF誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和血管生成. 此外，某些促血管生成因子如PDGFAB，TGFβ和凝血酶能促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞釋放VEGF，這一作用是由ROS介導(dǎo)的，而白藜蘆醇還通過(guò)清除ROS進(jìn)而抑制p38磷酸化而抑制VEGF，IL8

12、的合成，這也是它抗血管生成的機(jī)理之一［15］. 然而，近來(lái)有研究表明白黎蘆醇在心肌組織有促血管生成作用，K</p><p>　　2.3姜黃素早期研究發(fā)現(xiàn)姜黃素在體外能抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞增殖和管樣結(jié)構(gòu)形成，并且能破壞已形成的血管樣結(jié)構(gòu)，其抗血管生成作用與抑制MMP2表達(dá)有關(guān). 新近的研究表明姜黃素對(duì)bFGF誘導(dǎo)的小鼠角膜血管生成和雞胚尿囊膜血管生成均有明顯的抑制作用. 其抗血管生成作用與抑制MMP2, MMP

13、9分泌［18］,抑制腫瘤細(xì)胞血管生成因子VEGF，Ang1，2以及內(nèi)皮細(xì)胞VEGF受體2（VEGFR2，KDR）表達(dá)、抑制環(huán)加氧酶2（COX2），12脂氧酶表達(dá)有關(guān)［19-20］. 姜黃素能夠抑制低氧誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞低氧誘導(dǎo)因子（HIF1）表達(dá)，進(jìn)而抑制HIF1誘導(dǎo)的VEGF釋放. 姜黃素濃度低于1 mmol/L在體外能夠誘導(dǎo)VEGF表達(dá)，而當(dāng)濃度達(dá)到1 mmol/L時(shí)則抑制VEGF表達(dá)［21］. <

14、/p><p>　　2.4原花青素原花青素在體外能抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖、促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，抑制MMP2分泌和血管樣結(jié)構(gòu)的形成［22］. 從可可樹種子中分離的五聚體原花青素能抑制人主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞表皮生長(zhǎng)因子（EGF）受體Erb2和VEGFR2表達(dá). 而Khanna等［23］卻報(bào)道葡萄籽原花青素能促進(jìn)傷口愈合，這一作用于它上調(diào)H2O2和TNFα誘導(dǎo)的人角化細(xì)胞VEGF表達(dá)有關(guān). </p><p>

15、　　2.5其他除茶多酚、白藜蘆醇、姜黃素和原花青素外，還有許多抗氧化劑具有抗血管生成作用，如槲皮素在體外能抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移、管樣結(jié)構(gòu)的形成以及MMP2的活性，在體內(nèi)能抑制雞胚尿囊膜血管生成；維生素C雖然不抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移以及纖溶酶原激活物的活性，但能通過(guò)清除ROS、促進(jìn)膠原合成而抑制內(nèi)皮細(xì)胞形成血管樣結(jié)構(gòu)以及雞胚尿囊膜血管生成；迷迭香酸能抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移、粘附以及管樣結(jié)構(gòu)形成，其抗血管生成作用與降低內(nèi)皮細(xì)胞ROS水

16、平，進(jìn)而抑制H2O2誘導(dǎo)的VEGF表達(dá)和IL8釋放有關(guān)［24］. </p><p><b>　　3結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　同內(nèi)源性的血管生成抑制劑相比較，天然抗氧化劑具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于血管生成的網(wǎng)絡(luò)狀調(diào)節(jié)機(jī)制，干擾任何一個(gè)單一因素或環(huán)節(jié)都不可能取得滿意效果，經(jīng)典的血管生成抑制劑或是以某種血管生成因子及其受體作為靶點(diǎn)，或以抑制基質(zhì)金屬蛋白酶降解細(xì)胞外基質(zhì)作

17、為目標(biāo)，往往作用靶點(diǎn)比較單一，而抗氧化劑能影響血管生成的多個(gè)環(huán)節(jié)、多種因子，這種多靶點(diǎn)作用的特性，使其對(duì)血管生成過(guò)程具有調(diào)節(jié)作用；目前在腫瘤臨床治療中多采用低劑量的化療藥物與抗血管生成藥物聯(lián)合應(yīng)用，兩者合用雖然能發(fā)揮協(xié)同作用，但過(guò)度抑制血管生成，一方面會(huì)影響到化療藥物輸送到腫瘤組織，另一方面會(huì)導(dǎo)致腫瘤組織處于低氧狀態(tài)，這兩方面都將影響化療和放療的效果.</p><p>　　針對(duì)這一矛盾，Jain［25］提出了針對(duì)

18、血管生成治療腫瘤不應(yīng)該單純依靠抑制，而是通過(guò)選擇合適的給藥時(shí)間和劑量使新生的腫瘤血管恢復(fù)到正常水平（normalization）的設(shè)想. 天然抗氧化劑在不同組織、或不同劑量時(shí)又具有促血管生成作用，這可能意味著抗氧化劑更符合使異常的腫瘤血管恢復(fù)正常化的目標(biāo)；針對(duì)血管生成的抗腫瘤治療往往用藥時(shí)間長(zhǎng)，而天然抗氧化劑毒副作用較小，目前無(wú)論是動(dòng)物還是人體實(shí)驗(yàn)均未見有明顯不良反應(yīng)，因而與經(jīng)典的血管生成抑制劑比較，前者更適合長(zhǎng)期給藥. 但是，天然抗氧

19、化劑往往作用較弱，在體內(nèi)難以達(dá)到有效的血藥濃度，限制了它的應(yīng)用. 因此如果能夠解決抗氧化劑在抗血管生成中有效濃度不足的問(wèn)題，必將在抗血管生成藥物的研發(fā)領(lǐng)域產(chǎn)生突破性進(jìn)展. </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】 </b></p><p>　?。?］ Taniyama Y, Griendling KK. Reactive oxygen species in the

20、vasculature: Molecular and cellular mechanisms ［J］. Hypertension, 2003, 42(6): 1075-1081. </p><p>　　［2］ Huang SS, Zheng RL. Biphasic regulation of angiogenesis by reactive oxygen species ［J］. Pharmazie, 2006

21、, 61(3): 223-229. </p><p>　?。?］ UshioFukai M. Redox signaling in angiogenesis: Role of NADPH oxidase ［J］. Cardiovasc Res, 2006, 71(2): 226-235. </p><p>　　［4］ Kondo T, Ohta T, Igura K, et al. Te

22、a catechins inhibit angiogenesis in vitro, measured by human endothelial cell growth, migration and tube formation, through inhibition of VEGF receptor binding ［J］. Cancer Lett, 2002, 180(2): 139-144. </p><p&g

23、t;　　［5］ Oak MH, El Bedoui J, SchiniKerth VB. Antiangiogenic properties of natural polyphenols from red wine and green tea ［J］. J Nutr Biochem, 2005, 16(1): 1-8. </p><p>　?。?］ Jung YD, Kim MS, Shin BA, et a

24、l. EGCG, a major component of green tea, inhibits tumor growth by inhibiting VEGF induction in human colon carcinoma cells ［J］. Br J Cancer, 2001, 84(6): 844-850. </p><p>　?。?］ Sartippour MR, Heber D, Zhang

25、L, et al. Inhibition of fibroblast growth factors by green tea ［J］. Int J Oncol, 2002, 21(3): 487-491. </p><p>　?。?］ Tropezinski S, Denis A, Schmitt D, et al. Comparative effects of polyphenols from green te

26、a (EGCG) and soybean (geistein) on VEGF and IL8 release from normal human keratinocytes stimulated with the proinflammatory cytokines TNF alpha ［J］. Arch Dermatol Res, 2003, 295(3): 112-116. </p><p>　?。?］ L

27、ai HC, Chao WT, Chen YT, et al. Effect of EGCG, a major component of green tea, on the expression of Ets1, cFos, and cJun during angiogenesis in vitro ［J］. Cancer Lett, 2004, 213(2): 181-188. </p><p>　?。?

28、0］ Yamakawa S, Asai T, Uchida T, et al. ()Epigallocatechin gallate inhibits membranetype 1 matrix metalloproteinase, MT1MMP, and tumor angiogenesis ［J］. Cancer Lett, 2004, 210(1): 47-55. </p><p>　?。?1］

29、Rodriguez SK, Guo W, Liu L, et al. Green tea catechin, epigallocatechin3gallate, inhibits vascular endothelial growth factor angiogenic signaling by disrupting the formation of a receptor complex ［J］. Int J Cancer, 200

30、6, 118(7): 1635-1644. </p><p>　?。?2］ Tang FY, Chiang EP, Shih CJ. Green tea catechin inhibits ephrinA1mediated cell migration and angiogenesis of human umbilical vein endothelial cells ［J］. J Nutr Biochem

31、, 2007, 18(6): 391-399. </p><p>　?。?3］ Park JS, Kim MH, Chang HJ, et al. Epigallocatechin3gallate inhibits the PDGFinduced VEGF expression in human vascular smooth muscle cells via blocking PDGF receptor

32、and Erk1/2 ［J］. Int J Oncol, 2006, 29(5): 1247-1252. </p><p>　?。?4］ Lin MT, Yen ML, Lin CY, et al. Inhibition of vascular endothelial growth factorinduced angiogenesis by resveratrol through interruption

33、of Srcdependent vascular endothelial cadherin tyrosine phosphorylation ［J］. Mol Pharmacol, 2003, 64(5): 1029-1036. </p><p>　?。?5］ Oak MH, Chataigneau M, Keravis T, et al. Red wine polyphenolic compounds inh

34、ibit vascular endothelial growth factor expression in vascular smooth muscle cells by preventing the activation of the p38 mitogenactivated protein kinase pathway ［J］. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2003, 23(6): 1001-10

35、07. </p><p>　?。?6］ Kaga S, Zhan L, Matsumoto M, et al. Resveratrol enhances neovascularization in the infarcted rat myocardium through the induction of thioredoxin1, hemeoxygenase1 and vascular endothelia

36、l growth factor ［J］. J Mol Cell Cardiol, 2005, 39(5): 813-822. </p><p>　?。?7］ Fukuda S, Kaga S, Zhan L, et al. Resveratrol ameliorates myocardial damage by inducing vascular endothelial growth factorangiog

37、enesis and tyrosine kinase receptor Flk1 ［J］. Cell Biochem Biophys, 2006, 44(1): 43-49. </p><p>　?。?8］ Woo MS, Jung SH, Kim SY, et al. Curcumin suppresses phorbol esterinduced matrix metalloproteinase9 e

38、xpression by inhibiting the PKC to MAPK signaling pathways in human astroglioma cells ［J］. Biochem Biophys Res Commun, 2005, 335(4): 1017-1025. </p><p>　　［19］ Yoysungnoen P, Wirachwong P, Bhattarakosol P, e

39、t al. Effects of curcumin on tumor angiogenesis and biomarkers, COX2 and VEGF, in hepatocellular carcinoma cellimplanted nude mice ［J］. Clin Hemorheol Microcirc, 2006, 34(12): 109-115. </p><p>　　［20］ Jan

40、kun J, Aleem AM, Malgorzewicz S, et al. Synthetic curcuminoids modulate the arachidonic acid metabolism of human platelet 12lipoxygenase and reduce sprout formation of human endothelial cells ［J］. Mol Cancer Ther, 2006,

41、 5(5): 1371-1382. </p><p>　?。?1］ Bae MK, Kim SH, Jeong JW, et al. Curcumin inhibits hypoxiainduced angiogenesis via downregulation of HIF1 ［J］. Oncol Rep, 2006, 15(6): 1557-1562. </p><p>　　［

42、22］ Agarwal C, Singh RP, Dhanalakshmi S, et al. Antiangiogenic efficacy of grape seed extract in endothelial cells ［J］. Oncol Rep, 2004, 11(3): 681-685. </p><p>　?。?3］ Khanna S, Venojarvi M, Roy S, et al. D

43、ermal wound healing properties of redoxactive grape seed proanthocyanidins ［J］. Free Radic Biol Med, 2002, 33(8): 1089-1096. </p><p>　?。?4］ Huang SS, Zheng RL. Rosmarinic acid inhibits angiogenesis and its

44、mechanism of action in vitro ［J］. Cancer Lett, 2006, 239(2): 271-280. </p><p>　　［25］ Jain RK. Normalization of tumor vasculature: An emerging concept in antiangiogenic therapy ［J］. Science, 2005, 307(5706):