生命科学自然界中的抗癌药物分子课件.ppt

1、生命科学自然界中的抗癌药物分子朱家毅3130102648癌症的危害 癌症是当前人类健康的最大敌人，每年全球约有1000万人死于癌症，我国也有约250万人因此而失去生命，而且这个数字还在不断攀升中。为了战胜这个可怕的病魔，无数的科学家为此付出了极大的努力，到了现在，癌症已经不再是一种不治之症，这是一个非常令人可喜的成就。但是我们仍然要意识到，目前治疗癌症的方法主要还是以放疗、化疗、外科手术为主，这些方法有时的确能达到比较好的治疗效果，但是仍然具有对身体的副作用太大，治疗后容易复发等缺点，人类对癌症的挑战并没有得到最终的胜利。天地万物,阴阳五行,相生相克,周而复始,皆有规律可循。易经 每种毒药都有

2、对应的解毒方法，就连我们所了解的最强大的毒物肉毒素和氰化物也不例外，既然如此，我相信每种疾病也一定会有对应的治疗药物，癌症也是如此。但是，我们该如何去寻找这种高效的治疗癌症的药物呢?我觉得我们古人的智慧已经给了我们答案。自人类诞生以来，癌症就随之出现了。科学家曾发现过一具2700年前俄罗斯塞西亚国王的遗骸，经过科学分析后人们发现这位国王死于前列腺癌。其实不仅仅是人类，在整个生物界，癌症其实也非常常见。自然界创造了癌症，就一定会相应地产生克制癌症的方法，这样我们其实很容易就能联想到自然界一定存在着为数众多的可以对付癌症的药物分子。事实真的是这样吗？首先我们把目光投向植物界 我们知道植物的种类非常

3、丰富，全世界已知的植物种类约有370000种，这些植物各不相同，每种植物又含有着成千上万种不同的分子。我们完全有理由相信，在这些数量庞大的分子中，一定存在着治疗几乎所有疾病的药物分子，癌症的特效药物也一定在其中。抱着这样的信念，我查找了许多资料，果然有许多重要的发现。长春碱长春碱一种双吲哚型生物碱，存在于夹竹桃科植物长春花中。甲醇中重结晶时为针状结晶，熔点211216，溶于氯仿、丙酮和乙醇。长春碱硫酸盐可用于治疗何杰金氏病和绒毛膜上皮癌，疗效较好；对淋巴肉瘤、网状细胞肉瘤、急性白血病、乳腺癌、圣母细胞瘤、卵巢癌、睾丸癌、神经母细胞瘤和恶性黑色素瘤等也有一定疗效。长春花(Catharanthus

4、roseusL.),别名雁来红、日月春、五瓣莲、五瓣梅等,为夹竹桃科多年生草本或亚灌木花卉。原产非洲东南海岸及美洲热带地区。长春花的花冠多为粉红色或紫红色,还有其变种白长春花及黄长春花其形态与本种相似,仅花色不同。目前,有关长春花的研究报道颇多,长春花类药物主要作用于细胞增殖周期的G1、S及M期,并对M期有延缓作用,能干扰增殖细胞纺锤体的形成,使有丝分裂停止于中期,并具有免疫抑制作用,为细胞周期特异性抗肿瘤药物。尽管,目前对长春碱类药物的抗肿瘤机制尚未完全弄清,但是,众多研究者还是比较认可“通过抑制微管蛋白装配,防止纺锤体的形成,从而使有丝分裂停止于中期”这一机制。最近的研究也表明,纺锤体微管

5、的机能对完成有丝分裂来说是极为关键的。如在低剂量时是通过对纺锤体微管聚合机能的动力学稳定化处理来抑制有丝分裂;而在较高剂量时,使微管蛋白聚合形成螺旋形聚合体并最终形成类晶体。长春碱的作用机理动物界是否有这样的分子呢？植物界真不愧是一个分子的宝库，事实上除了长春碱以外，科学家们还在各种植物中发现了许许多多的抗癌分子，如我们熟知的紫杉醇、喜树碱等，在此就不赘述了。既然植物给了我们战胜癌症的希望，那么动物呢？是否存在某些动物身上的分子也有抗癌的奇效？我对此也查找了许多的资料，结果令我大吃一惊，我发现动物身上也存在着许多分子，具有抗癌的作用。下面我们就来认识一下其中的几位明星。角鲨烯角鲨烯是一种脂质不

6、皂化物，最初是从鲨鱼的肝油中发现的，1914年被命名为Squalene,其化学名称为2,6,10,15,19,23-六甲基-2,6,10,14,18,22-三十碳六烯，属开链三萜，又称鱼肝油萜，具有提高体内超氧化物歧化酶(SOD)活性、增强机体免疫能力、改善性功能、抗衰老、抗疲劳、抗肿瘤等多种生理功能，是一种无毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物质。各种鲨鱼的肝脏中都含有角鲨烯，一般认为深海鲨鱼肝中含量高。如铠鲨肝油中含量为40%74%，小刺鲨含49%89%；江海鲨鱼中含量低，如扁鲨、翅鲨等含量1.5%；闽南近海水层的鲨鳐类含量为0.012%0.116%，姥鲨幼鱼含量为0.031%0.46%

7、。角鲨烯含量因鱼种不同而变化，即使同种鲨鱼亦存在年龄、地理、种群上的差异。角鲨烯广泛分布在人体内膜、皮肤、皮下脂肪、肝脏、指甲、脑等器官内，在人体脂肪细胞中浓度很高，占正常健康成年人指甲特征性脂类成分的37.172%，皮脂中含量也较多，每人每天可分泌角鲨烯约125425mg，头皮脂分泌量最高。鲨鱼终生免疫癌症的误区长久以来，鲨鱼被认为是不会患癌症的动物，而鲨鱼的肝脏中含有大量的角鲨烯，这就使人们自然而然地联想到鲨鱼终生免疫癌症的能力会不会与角鲨烯有关。其实不然，鲨鱼确实很少患癌症，但是却与角鲨烯没有太大的关系。有学者认为，鲨鱼是终生不得癌症的原因可能是其体内可能存在着一些特殊物质，可是这仅仅是

8、一种猜测，还没有得到实验的证实。目前还有说法称鲨鱼不得癌的原因可能与终生运动有关，因为鲨鱼没有鱼鳔，只有不停地运动才能保持合适的深度。根据化石考察和科学家推算得知，鲨鱼在地球上生活了约4亿年，它早在4亿年前就已经存在，至今外形都没有多大改变，说明它的生存能力极强，人称海洋“猎手”。微生物中存在抗癌分子吗？前面我们已经在植物界和动物界欣喜地发现了为数众多的抗癌分子，我们通常把生物分为三界，那么我们是否要考虑一下微生物中是否隐藏着抗癌药物分子呢？答案是肯定的，经过长期的摸索，科学家们的确在微生物界寻找到了这样的分子，而且微生物中的抗癌药物分子的数量还相当惊人！微生物有望成为未来抗癌的有力武器微生物

9、产物是发现与研制抗癌药物的丰富资源，在全球自然环境中存在的微生物超过500万种，其中仅约3%曾被分离与报告。这也就意味着，微生物在抗癌方面尚有十分巨大的潜力！目前，科学家从微生物中分离得到的抗癌分子主要是抗生素分子，种类主要有多肽和蛋白质类、蒽环类、醌类、色霉素类、氨茴霉素类、苯并蒽醌类等。另外，人们还发现了某些激素分子也具有抗癌症的作用。博来霉素链黑霉素紫杉醇的微生物转化 微生物虽小本事极大,化学半合成途径或是植物体内生物合成途径的发现都为微生物转化生成紫杉醇提供了依据。因此,添加合适的基团前体物,利用特定的微生物在发醉过程中产生的特异性酶催化紫杉醉前体物DAB或B班定向生成紫杉醇,从原理上

10、讲是可行的。目前已经有相关的报道称利用微生物生产了紫杉醇的类似化合物。对乳腺癌等高发癌症具有明显疗效。这一化合物的作用机理和临床主流抗癌药物紫杉醇相似，但紫杉醇主要从树木中提取，对自然环境有很大的破坏性，而这一化合物可以通过微生物发酵后大规模生产，水溶性较好，结构也比紫杉醇简单，有望替代紫杉醇成为新一代环保的抗癌药物。紫杉醇，英文名称 Paclitaxel，别名泰素，紫素，特素，分 子 式C47H51NO14，适用于卵巢癌和乳腺癌的治疗，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。传统的提纯加工工艺比较复杂，且生产效率不高。抗精神病药物甲硫达嗪可使癌症干细胞“改邪归正”加拿

11、大麦克玛斯特大学 McMaster University的干细胞和癌症研究所的研究人员在实验中发现，抗精神病药物甲硫达嗪可使癌症干细胞“改邪归正”，成为正常细胞，而药物使用不会对其他正常的人体细胞产生副作用。基于这项研究成果，有望研发出新的癌症治疗药基于这项研究成果，有望研发出新的癌症治疗药物物。癌症干细胞被认为是很多癌症的“罪魁祸首”，传统的癌症疗法如化疗不仅会杀死癌症干细胞，同时也会伤害人体其他正常细胞，从而导致脱发、恶心和贫血等副作用，而且病症还容易复发。让人意想不到的抗癌分子甲硫达嗪结构式甲硫达嗪结构式让人意想不到的抗癌分子由于癌症干细胞有别于普通干细胞，并不容易分化成稳定且不会分裂的

12、细胞类型。研究人员利用这种差异性对大量药剂进行筛选，从中找到了近20种可对抗癌症干细胞的药物，其中甲硫达嗪的实验效果最为理想。实验中发现，甲硫达嗪虽然不会直接杀灭癌症干细胞，但能促使它们分化成稳定的正常细胞类型，从而消除这种干细胞。甲硫达嗪通过把癌症干细胞转化成正常细胞类型，实现了消除癌症干细胞的目的，这一过程中不会对其他正常细胞产生副作用。这显然更有利于癌症病人的治疗和康复。原文：Identification of Drugs Including a Dopamine Receptor Antagonist that Selectively Target Cancer Stem Cells阿

13、司匹林可减少女性患黑色素瘤风险阿司匹林可减少女性患黑色素瘤风险黑色素瘤是一种难以治疗的皮肤癌。斯坦福大学医学院（Stanford University School of Medicine）的Elizabeth Devitt研究小组，针对近6万名年龄在50至79岁女性进行了为期12年随访的数据进行了分析，排除使用防晒霜等可能影响患皮肤癌的风险因子后，研究人员发现，服用阿司匹林的女性患黑色素瘤的风险比未服用者低21%，而服用阿司匹林5年及以上的女性患黑色素瘤的风险比未服用者低30%。这一结果显示，服用阿司匹林的女性患黑色素瘤的风险较低，且服用时间越长，风险越低。阿司匹林是常用的解热、镇痛及消炎药

14、，对心血管疾病具有预防和治疗作用。不少欧美国家的医生常建议中老年人每日服用一片阿司匹林，以预防心血管病。此前有研究表明，阿司匹林还可降低多种癌症的患病风险。但阿司匹林对肠胃有直接刺激作用。原文检索 Study finds aspirin reduces risk of melanoma in women.By Elizabeth Devitt让人意想不到的抗癌分子神奇的阿司匹林分子到底还有多少神奇的妙用等着我们去发现？我们拭目以待！天然抗癌的地中海饮食天然抗癌的地中海饮食-有抗炎活性的芹菜素的新功有抗炎活性的芹菜素的新功能能 正常细胞受到严格的程序调控，遵照规律的周期死亡，而癌细胞则通过抑制这

15、一过程来确保自身能够旺盛生长。美国俄亥俄州立大学的一项最新研究表明，在地中海饮食中含量丰富的芹菜素（apigenin）通过改变基因调控中一个非常特异的步骤，阻止乳腺癌细胞抑制自身死亡，能够夺走癌细胞逃避死亡的“超能力”，诱导癌细胞变成了按预定时间死亡的正常细胞。欧芹、西芹和甘菊茶是芹菜素最常见的来源，此外在欧芹、西芹和甘菊茶是芹菜素最常见的来源，此外在许多的水果和蔬菜中也存在有芹菜素。许多的水果和蔬菜中也存在有芹菜素。研究发现芹菜素结合了人类大约160种蛋白质，表明其他与健康益处有关的“营养制品”有可能也具有类似的深远效应。而与之相反，大多数的药物都只靶向一个分子。让人意想不到的抗癌分子抗癌的

16、地中海饮食结构让人意想不到的抗癌分子人们需要吃得健康，但在大多数情况下却并不知道需要这样做的确切机制原因。这项研究指出，这种饮食营养物的健康有益效应归因于它能够影响许多这种饮食营养物的健康有益效应归因于它能够影响许多的蛋白质。的蛋白质。通过与一组特异的蛋白质关联，芹菜素让癌细胞恢复了正常特性。这可能具有极大的临床价值，可作为一种有潜力的防癌策略。研究小组确定芹菜素与具有三个特定功能的蛋白质相关联。其中最重要的是 hnRNPA2。这一蛋白影响了信使 RNA的活性。基因激活后表达的RNA需通过剪接或修饰过程才会生成成熟的 mRNA。剪接种类会最终影响 mRNA 包含的蛋白质指令。异常的剪接是大约

17、80%的癌症的罪魁祸首。两种类型的剪接，在正常细胞中只会发生一种，而在癌细胞中则两种都存在，癌细胞利用这种把戏来维持自身存活和增殖。芹菜素与 hnRNPA2 蛋白结合恢复了乳腺癌细胞中这种单一的剪接特性，转化为正常细胞，转变成将以一种程序性方式死亡，或是变得对化疗药物更加的敏感。原文检索：Andrea Doseff,Emily Caldwell.The Compound in the Mediterranean Diet that Makes Cancer Cells Mortal The Ohio State University /University Communications 23

18、May 2013金属也能治疗癌症？金属也能治疗癌症？西北大学材料学教授特丽奥多姆等人开发的金纳米粒子约纳米宽，形状类似有到个角的星星。这种形状使其能够负载高剂量药物分子，也利于药物稳定于纳米粒子表面。金纳米粒子表面可以承载大约个名为的单链（脱氧核糖核酸）核酸适体药物。研究人员以宫颈癌和卵巢癌细胞为例在电子显微镜下观察到，纳米粒子可以“钩”住癌细胞过度表达的表面蛋白核仁素，并搭乘核仁素的“便车”抵达细胞核。研究人员将超速光脉冲对准癌细胞后，纳米粒子与核酸适体药物的连接即被切断，药物也就随之在细胞核内发挥作用。癌细胞平滑的椭圆形细胞核随后就变得不平整，出现很深的褶，与这种形状变化相伴的是癌细胞的死

19、亡和数量减少。文章标题：Direct Observation of Nanoparticle-Cancer Cell Nucleus Interactions答案是Yes！结语 上帝给我们关上一道门，就必然会为我们打开一扇窗户。既然自然界给了人类癌症这种疾病，就必然会赐予我们相应的药物分子来帮助我们对抗这种疾病。我相信随着科学的不断进步，我们还会从这许许多多的生物当中发现更多的抗癌药物分子，这些分子里面一定会出现一些非常神奇的分子，能够高效安全地杀死癌细胞，保护人们的身体健康。上个世纪人类用疫苗彻底战胜了天花病毒，这个世纪，人类也一定会用奇妙分子彻底战胜癌症这种疾病。没有癌症的世界离我们并不遥远！谢谢观赏朱家毅3130102648