海洋活性物质——泥蚶多肽的研究与应用
近半个世纪以来，“向海洋要药”已成为沿海国家药学研究的新方向，各国学者采用现代科学方法与技术从海洋生物中分离和鉴定出了多种具有抗肿瘤药理作用的天然物质，为研制开发抗肿瘤新药奠定了基础，显示出诱人的研究开发前景，从海洋生物及其代谢产物中筛选和提取具有特异化学结构的天然活性物质成为抗肿瘤药物开发的重要来源。泥蚶(Arca granosa Linnaeus)，俗称血蚶，在中国沿海各省都有分布。据《医林纂要》注“蚶肉补心血、散瘀血、除烦醒酒、破结消痰”的功能，泥蚶的有效成分及生理作用受到广泛关注。本研究以泥蚶为原料，分离纯化出一种活性多肽—泥蚶多肽，在初步观察其抗肿瘤作用的基础上，系统进行了抗肿瘤作用的实验研究，并对其抗肿瘤作用的机理进行了较全面、系统的探讨，以期为该物质的开发利用提供依据。
本研究通过水提取、大分子量蛋白质热变性去除、凝胶过滤柱层析工艺分离了一组多肽活性成分，蛋白含量为67.32±3.45mg/ml，分子量分布于1000—5000Da。通过体、内外实验，系统观察了该物质的抗肿瘤作用。以小鼠为实验对象，观察了其对整体动物免疫功能的影响。体外以人肺腺癌细胞株A549，体内以荷Iewis肺癌的C57BL/6雌性小鼠为研究对象，应用细胞形态学、单细胞凝胶电泳、流式细胞术、免疫化学、RT-PCR及Western Blot方法和技术，系统探讨了泥蚶多肽抗肿瘤作用的机理。最后，又系统研究了泥蚶多肽的毒理作用。
实验结果表明，泥蚶多肽在O.125mg/ml-0.5mg/ml浓度范围内，可剂量依赖性的降低三种肿瘤细胞(A549，NCI-H460和Kerr-3)DNA的合成和总蛋白的含量，抑制细胞的增值和克隆形成率，而对HepG-2，MCF-7和MGC-803肿瘤细胞株的抑制作用较小。静脉注射给药在50mg/kg-200mg/kg剂量条件下，泥蚶多肽能提高Iewis肺癌小鼠的延命率，改善小鼠的生存质量。对小鼠S-180实体瘤、EAC腹水瘤具有治疗作用，在10mg/kg-100mg/kg剂量条件下对小鼠S-180实体瘤、EAC腹水瘤及肝癌实体瘤具有预防治疗作用，且存在剂量依赖关系。同时泥蚶多肽对正常小鼠的非特异性免疫和特异性免疫也具有增强作用。泥蚶多肽在0.125mg/ml-0.5mg/ml浓度范围内，诱导A549细胞凋亡，抑制细胞增殖，损伤细胞DNA，将细胞周期阻滞于G<,2>/M期，其机理与该物质损伤线粒体，降低线粒体膜电位，增加细胞内钙离子浓度及显著抑制PCNA表达，增强Caspase-3活性和降低C—fos和C-jun蛋白表达有关。泥蚶多肽在50mg／kg、100mg／kg、200mg／kg剂量范围内，对荷Lewis肺癌小鼠的肿瘤具有抑制作用，其机理与该物质降低bcl-2mRNA、P53和P16蛋白在肿瘤组织中的表达，增高Bax蛋白的表达有关，但并不影响肿瘤组织中fas mRNA和C-myc的表达。毒理学研究结果表明，泥蚶多肽对小鼠自发活动次数和麻醉犬心率、血压、心电图各间期及呼吸频率和深度无明显影响。小鼠静脉注射的最大耐受量大于2g／kg，小鼠皮下注射的最大耐受量大于5g／kg。长期静脉注射本物质对Beagle犬体重、血液学指标、血液生化指标、心电图、尿常规均无明显影响，对24个脏器病理组织检查均无明显影响。Ames实验证明泥蚶多肽的Ames实验为阴性结果；对小鼠骨髓细胞微核试验结果提示，其对动物体细胞没有明显的致突变作用；对小鼠睾丸精原细胞染色体畸变实验结果显示，其对动物生殖细胞也没有明显的致突变作用。静脉注射250mg／kg、100mg／kg、50mg／kg、10mg/Kg泥蚶多肽对孕鼠体重、胚胎形成、胎鼠生长发育、胎鼠骨骼发育以及胎鼠内脏器官等观察指标无明显影响。
综上所述，本研究结果证实泥蚶多肽具有明显的体外、体内抗肿瘤作用，作为一种小分子多肽，无明显的毒副作用，还能提高机体的免疫功能。显然，这种独特的双重作用有利于肿瘤病人的综合治疗和康复。本研究为进一步开发、应用泥蚶生物资源，造福人类提供客观依据，预示着作为一种潜在的药用海洋生物，泥蚶具有巨大的开发应用价值。
海洋活性物质;泥蚶;抗肿瘤作用
中国海洋大学
博士
海洋生物
刘万顺
2006
中文
Q178.53;R282.77
140
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）