腫瘤微環(huán)境與多糖抗腫瘤的研究進(jìn)展

腫瘤微環(huán)境與多糖抗腫瘤的研究進(jìn)展

腫瘤微環(huán)境是指腫瘤生長期間的局部狀態(tài)環(huán)境，由腫瘤細(xì)胞和非腫瘤細(xì)胞組成，并與腫瘤的形成和轉(zhuǎn)移有關(guān)。它主要包括腫瘤細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、免疫細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)(extracellularmatrix,ECM)的結(jié)構(gòu)組分(如膠原蛋白、彈性蛋白等),以及其分泌的細(xì)胞因子、肽類生長因子等可溶性物質(zhì)。目前,腫瘤微環(huán)境作為保護(hù)和支持腫瘤發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的必要功能單元理論已為大部分學(xué)者所接受,越來越多的研究認(rèn)為腫瘤微環(huán)境中的非腫瘤細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)對腫瘤的演進(jìn)有著很重要的作用。有鑒于此,針對這些不同細(xì)胞或組分為靶點(diǎn)開展的治療及相關(guān)藥物設(shè)計已經(jīng)成為一種新的抗腫瘤策略,是對傳統(tǒng)治療策略的有益補(bǔ)充。近年來研究表明,多糖類化合物在此方面顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。本文對腫瘤微環(huán)境中多種生物大分子的功能進(jìn)行了總結(jié),重點(diǎn)闡明了天然多糖及其衍生物在調(diào)控腫瘤微環(huán)境時的作用機(jī)制及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),旨在為多糖類抗腫瘤藥物的開發(fā)提供新的理論參考。1腫瘤微環(huán)境1.1腫瘤微環(huán)境對不同優(yōu)良因子的影響自從1971年Folkman提出腫瘤血管發(fā)生的學(xué)說以來,腫瘤血管生成的研究日益深入。目前認(rèn)為,血管生成是腫瘤發(fā)展過程中的重要條件之一,腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移與腫瘤區(qū)域的血管生成密切相關(guān),腫瘤區(qū)域的新生毛細(xì)血管是腫瘤賴以生長和生存的物質(zhì)基礎(chǔ),腫瘤細(xì)胞可以通過新生血管為其迅速生長提供營養(yǎng)物質(zhì),并排出廢物。腫瘤血管生成過程主要包括內(nèi)皮細(xì)胞激活、ECM降解、內(nèi)皮細(xì)胞遷移、血管形成并延伸至腫瘤內(nèi)部等步驟,并受到腫瘤微環(huán)境中多種促進(jìn)/抑制因子的調(diào)控。表1總結(jié)了腫瘤微環(huán)境中的各種組分,如腫瘤細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、免疫細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)等儲存及分泌的促進(jìn)/抑制血管生成因子。血管內(nèi)皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)是迄今發(fā)現(xiàn)最有效的一類促血管生成因子,其家族成員主要包括VEGF-A,-B,-C,-D,-E和胎盤生長因子(placentagrowthfactor,PLGF),目前研究較為清楚的是VEGF-A。VEGF-A存在3種受體VEGFR1(flt-1)、VEGFR2(KDR/flk-1)和VEGFR3,其中VEGFR1,2主要在血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá),而VEGFR3主要在淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)。此外,腫瘤微環(huán)境中還存在著成纖維細(xì)胞生長因子(fibroblasticgrowthfactor,FGF)、血小板衍生生長因子(platelet-derivedendothelialcellgrowthfactor,PDGF)、轉(zhuǎn)化生長因子(transforminggrowthfactor,TGF)和表皮生長因子(epidermalgrowthfactor,EGF)等多種能夠促進(jìn)腫瘤血管新生的生長因子,其各自的功能和作用機(jī)制參見表2。除了上述生長因子外,多種蛋白酶和免疫抑制因子也對腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移及血管生成有著至關(guān)重要的作用。1.2mmps促進(jìn)腫瘤演進(jìn)的機(jī)制細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)是存在于細(xì)胞與細(xì)胞之間的結(jié)締組織,是一類由膠原蛋白、彈性蛋白、纖黏連蛋白、層黏連蛋白及蛋白聚糖等大分子物質(zhì)組成的動態(tài)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其中基底膜是含有ECM成分的一個特化結(jié)構(gòu),可為正常上皮細(xì)胞黏附生長提供穩(wěn)定的基質(zhì)?；啄ね暾缘钠茐?被認(rèn)為是惡性腫瘤侵襲的一個標(biāo)志。ECM和基底膜的降解主要受MMPs控制。MMPs作為一組鋅離子依賴性內(nèi)肽酶,能夠?qū)CM的多種組分進(jìn)行水解,并受到體內(nèi)天然抑制劑TIMPs及多種ECM降解片段的反饋抑制調(diào)節(jié)。MMPs在腫瘤演進(jìn)中的作用在于:腫瘤細(xì)胞及腫瘤間質(zhì)細(xì)胞(如腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞等)表面過量表達(dá)和分泌的MMPs會打破ECM的降解平衡,使腫瘤細(xì)胞能夠突破基底膜和ECM構(gòu)成的組織化學(xué)屏障,從而為腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移提供必要條件。目前研究較多的MMPs家族成員包括MMP-2和MMP-9,最近也有報道稱MMP-1對腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移過程具有促進(jìn)作用。Koshiba等曾報道胰腺癌細(xì)胞表面MMP-2的表達(dá)量明顯高于正常胰腺細(xì)胞,且過表達(dá)MMP-2的腫瘤具有更強(qiáng)的侵襲和轉(zhuǎn)移能力,也更容易造成腫瘤的復(fù)發(fā),而MMP-2基因敲除的小鼠其腫瘤血管生成的速度則被顯著抑制。類似地,在多種惡性腫瘤中pro-MMP-2及proMMP-9的表達(dá)量亦要高于良性腫瘤。一般說來,MMPs促進(jìn)腫瘤演進(jìn)過程的主要機(jī)制包括:①通過降解ECM,致使細(xì)胞-基質(zhì)以及細(xì)胞-細(xì)胞之間的聯(lián)系減少,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生遷移。例如,MMP-2對層黏連蛋白Ln-5降解后可以使Ln-5的剪切位點(diǎn)暴露出來,以利于內(nèi)皮細(xì)胞的遷移。②促進(jìn)ECM中儲存的生長因子的釋放及其與生長因子受體的結(jié)合,并激活那些以酶原形式存在的生長因子及趨化因子前體,最終引起腫瘤血管生成。1.3腫瘤相關(guān)細(xì)胞和th2亞群人們很早就發(fā)現(xiàn),很多腫瘤患者機(jī)體免疫系統(tǒng)的功能被大幅度地抑制,從而不能引起足夠的免疫應(yīng)答來清除腫瘤,這一現(xiàn)象稱之為腫瘤逃逸(tumorescape)。腫瘤逃逸在腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移的過程中是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié),也是導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)和難以治愈的重要原因。近年來隨著研究的進(jìn)一步深入,發(fā)現(xiàn)腫瘤逃逸的一個重要機(jī)制為腫瘤微環(huán)境中存在著大量具有免疫抑制活性的細(xì)胞因子和生長因子,如IL-6、IL-10、IL-13、VEGF、TGF-β、M-CSF、GM-CSF等。從某種意義上來說,腫瘤微環(huán)境實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一個慢性的炎癥環(huán)境,該環(huán)境浸潤的免疫細(xì)胞,如淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞等不但不能發(fā)揮抗腫瘤作用,反而會沿著有利于腫瘤生長、侵襲與轉(zhuǎn)移的方向分化,從而加速腫瘤演進(jìn)和免疫逃逸過程。輔助性T細(xì)胞(helperTcells,Th)是機(jī)體調(diào)節(jié)免疫功能的主體,按照其分泌細(xì)胞因子種類和介導(dǎo)免疫功能的不同,可將其分為Th1和Th2亞型。Th1主要介導(dǎo)遲發(fā)型超敏反應(yīng)和巨噬細(xì)胞活化等細(xì)胞免疫反應(yīng),而Th2則介導(dǎo)體液免疫和Ⅰ型超敏反應(yīng)。Th1和Th2兩個亞群的調(diào)節(jié)和平衡作用在很大程度上是由Th1型和Th2型細(xì)胞因子之間的相互作用所介導(dǎo)的。IFN-γ和IL-12是促進(jìn)Th1分化的主要細(xì)胞因子,而IL-4和IL-10則在Th2的分化中關(guān)鍵作用。腫瘤微環(huán)境中存在的多種免疫抑制分子能促使Th細(xì)胞主要表現(xiàn)為Th2亞型,并抑制其向Th1分化,而Th2又可通過分泌IL-4、IL-10、IL-13等細(xì)胞因子進(jìn)一步打破Th1/Th2間的平衡,繼而影響到腫瘤浸潤MΦ、DC、CTL等效應(yīng)細(xì)胞或抗原遞呈細(xì)胞(antigenpresentingcell,APC)的表型和功能發(fā)生改變(參見表3)。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associatedmacrophages,TAM)是腫瘤微環(huán)境中數(shù)量最多的一類炎癥細(xì)胞群,它來源于外周循環(huán)血的單核細(xì)胞,在CCL-2、CCL-5、M-CSF、VEGF等腫瘤來源的趨化因子的作用下遷移至腫瘤間質(zhì),并在IL-4、IL-10、IL-13等誘導(dǎo)下呈現(xiàn)為M2表型。TAM的浸潤程度與腫瘤生長呈正相關(guān),它遞呈腫瘤抗原的能力很弱,且通過高表達(dá)IL-10而低表達(dá)IL-12介導(dǎo)Th2型免疫反應(yīng),并能分泌MMPs、VEGF、PDGF、TGF-β等促腫瘤生長因子,同時參與了機(jī)體適應(yīng)性免疫過程。DC是生物體內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的功能最強(qiáng)的APC,在攝取和遞呈腫瘤抗原并激活CTL等效應(yīng)細(xì)胞特異性殺傷腫瘤的過程中發(fā)揮著非常重要的作用。然而研究發(fā)現(xiàn),腫瘤組織中的DC在多種免疫抑制因子的誘導(dǎo)下大多呈現(xiàn)出未成熟表型。例如從黑色素瘤轉(zhuǎn)移生長區(qū)域分離得到的DC大多不表達(dá)或低表達(dá)共刺激分子CD80和CD86。在基底細(xì)胞癌浸潤的DC中,僅有少于1%的瘤內(nèi)DC以及不到10%的瘤周DC表達(dá)CD80或CD86。未成熟DC雖能夠遷移至腫瘤區(qū)域并攝取抗原,但其遞呈抗原給T細(xì)胞的能力被明顯削弱,并有可能引起T細(xì)胞耐受。CTL是機(jī)體發(fā)揮抗腫瘤免疫過程中最主要的效應(yīng)細(xì)胞,可通過穿孔素途徑和死亡受體途徑對靶細(xì)胞進(jìn)行殺傷。與Th細(xì)胞類似,CTL也分為Tc1和Tc2兩種亞群,并可通過Th1/Th2細(xì)胞因子對兩者比例和功能進(jìn)行調(diào)節(jié)。IL-4、IL-10等Th2型因子能夠誘導(dǎo)CTL分化為Tc2,而Tc2又可自分泌IL-4、IL-10來促進(jìn)這種分化過程。盡管Tc2仍具有殺傷活性,但由于它抑制了Th1或Tc1細(xì)胞中IL-2、IFN-γ等的合成,使CTL喪失了獨(dú)立增殖的功能,殺傷作用因而也不會持久,即出現(xiàn)激活過程中的無反應(yīng)性(activation-inducednon-responsiveness,AINR)。1.4公平工藝在糖鏈基因轉(zhuǎn)移酶活性、蛋白區(qū)和crc1的變化腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)的某些糖蛋白或糖脂的生物學(xué)功能近年來已逐步闡明,一般認(rèn)為這些糖復(fù)合物介導(dǎo)了腫瘤的黏附、轉(zhuǎn)移及血管新生等多種病理過程,并且使腫瘤細(xì)胞得以避免被NK細(xì)胞和CTL細(xì)胞所殺傷。在此過程中,腫瘤細(xì)胞表面蛋白異常的糖基化修飾扮演了重要角色,其很大程度上源于腫瘤細(xì)胞高爾基體中多種糖基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)水平的變化。表4列出了腫瘤細(xì)胞表面一些異常表達(dá)的O-鏈聚糖,其中一個最主要的特點(diǎn)就是伴隨著唾液酸和巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶活性的增強(qiáng),O-鏈聚糖的末端糖鏈中出現(xiàn)了多種唾液酸化的抗原結(jié)構(gòu),而這通常被認(rèn)為是腫瘤生長和轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng)的標(biāo)志。例如在MUC1轉(zhuǎn)基因小鼠的體內(nèi),發(fā)現(xiàn)唾液酸化O-鏈聚糖的含量與乳腺癌細(xì)胞的生長速率呈現(xiàn)正相關(guān)。另有報道證明轉(zhuǎn)染了sTn合成酶ST6-GalNAc-Ⅰ的乳腺癌細(xì)胞與多種基質(zhì)蛋白的黏附性降低,顯示出sTn+細(xì)胞具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)移能力。此外,sTn由于無法提供N-乙酰化的位點(diǎn),因此只能進(jìn)行O-乙?；?這在一定程度上阻斷了正常糖鏈核心結(jié)構(gòu)Core1～4的生物合成。唾液酸化的Lewis-X抗原(sLex)是一種異常表達(dá)在腫瘤細(xì)胞表面、且與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移過程密切相關(guān)的糖復(fù)合物,可以作為細(xì)胞黏附分子選擇素(selectin)的配體。選擇素根據(jù)其附屬調(diào)節(jié)蛋白的不同可分為L-、E-和P-選擇素,其中L-選擇素由淋巴細(xì)胞分泌表達(dá),E-選擇素由活化的內(nèi)皮細(xì)胞分泌表達(dá),P-選擇素由活化的內(nèi)皮細(xì)胞和血小板共同分泌表達(dá)。sLex與E-選擇素結(jié)合后可以幫助腫瘤細(xì)胞穿過血管或淋巴管的基底膜,進(jìn)入血液和淋巴循環(huán),實(shí)現(xiàn)其在器官間的轉(zhuǎn)移,而L-選擇素和P-選擇素能夠使腫瘤細(xì)胞與淋巴細(xì)胞及血小板發(fā)生黏附,從而使腫瘤逃脫免疫細(xì)胞的進(jìn)攻。1.5hspg的功能硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(heparansulfateproteoglycan,HSPG)是存在于腫瘤細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞表面及ECM中的一類糖蛋白,其結(jié)構(gòu)由一個核心蛋白和若干個硫酸乙酰肝素(heparansulfate,HS)鏈通過O-連接構(gòu)成,其中HS鏈可以結(jié)合ECM中的多種生長因子、趨化因子或蛋白酶,并對其基因轉(zhuǎn)錄及活性進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)控,因而HSPG表達(dá)的改變會直接影響到ECM與基底膜屏障的結(jié)構(gòu)和功能,以及腫瘤細(xì)胞浸潤、遷徙和增殖的能力。關(guān)于HSPG對腫瘤演進(jìn)過程是存在促進(jìn)作用或抑制作用,目前還存在爭議,但近年來更多的研究結(jié)論傾向于前者。例如有人檢測到膽管上皮癌和肝癌基膜中HSPG核心蛋白mRNA的表達(dá)水平明顯上調(diào),并且與血管生成呈正相關(guān)。在某些癌癥患者體內(nèi)也觀察到ECM及循環(huán)系統(tǒng)中聚集有大量的HSPG,其與趨化因子結(jié)合后能促使趨化因子形成梯度分布,從而有利于腫瘤細(xì)胞的血管或淋巴管轉(zhuǎn)移。HS鏈在體內(nèi)能夠被類肝素酶(heparanase)水解成由10～15個糖單元組成的片段,一方面這能夠使ECM的完整性被破壞,有利于腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,另一方面ECM降解后會釋放出多種儲存在內(nèi)的血管生長因子,如FGF、HGF、PDGF、VEGF、EGLGF、PIGF-2、TGF-β1、HIP等,由于其結(jié)構(gòu)中均具有HS結(jié)合區(qū)域,能夠和HS鏈片段結(jié)合,從而促進(jìn)生長因子在局部的富集及激活,并通過多變的HS鏈?zhǔn)股L因子免受各種理化因素的影響降解,以及通過形成HS-生長因子-生長因子受體三元復(fù)合物增強(qiáng)生長因子的信號傳導(dǎo)。有報道稱,類肝素酶能夠通過促進(jìn)p38的磷酸化而上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞中VEGFmRNA的表達(dá),并激活A(yù)kt途徑介導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)移。此外,向人乳腺癌細(xì)胞、小鼠淋巴瘤或小鼠黑素瘤中轉(zhuǎn)染入針對類肝素酶基因hpa設(shè)計的核酶或siRNA后,能顯著降低其轉(zhuǎn)移及血管生成的速度。2多諾塔對腫瘤微環(huán)境的調(diào)節(jié)機(jī)制2.1alyl2-3腫瘤細(xì)胞表面sLex的合成以及其與選擇素間的結(jié)合是實(shí)現(xiàn)腫瘤在器官間特異性轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟。因此,干擾兩者之間的識別與結(jié)合過程為抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散提供了一個良好的作用靶點(diǎn)。目前,針對該靶點(diǎn)的多糖藥物主要具有兩方面作用:①作為腫瘤細(xì)胞表面異常表達(dá)多糖的結(jié)構(gòu)類似物,競爭性與選擇素結(jié)合,從而破壞腫瘤與內(nèi)皮細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及血小板的黏附。Kawamura等發(fā)現(xiàn)Sda是一種僅表達(dá)于正常胃腸黏膜的與sLex結(jié)構(gòu)類似的糖復(fù)合物,其糖鏈結(jié)構(gòu)為GalNAcβ1-4(sialylα2-3)Galβ1-4GlcNAc,將其合成酶β1-4GalNAcT基因引入胃癌細(xì)胞KATOⅢ或結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29后,可以上調(diào)腫瘤細(xì)胞表面Sda的表達(dá)水平,從而競爭性抑制sLex與選擇素之間的黏附,對腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移具有一定的抑制作用。Zeisig等合成了一種sLex的糖脂衍生物(sLex-PEG-liposomeE),發(fā)現(xiàn)它對腫瘤細(xì)胞與固定化E-選擇素、E-選擇素基因轉(zhuǎn)染細(xì)胞以及HUVEC三者的黏附能力均有明顯的抑制作用。②作為唾液酸轉(zhuǎn)移酶或巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶的底物類似物,競爭性抑制糖基轉(zhuǎn)移酶的活性,降低腫瘤細(xì)胞表面異常的糖基化修飾。有文獻(xiàn)報道了乙?；羌捌溲苌锟勺鳛長ewis型抗原合成的寡糖底物,競爭性抑制內(nèi)源性糖蛋白的末端糖基化,降低sLex在腫瘤細(xì)胞表面的表達(dá)。例如全乙?；?Ac)6GlcNAcβ1,3Galβ-O-萘甲醇(AcGnG-NM)可以抑制LS180細(xì)胞表面sLex的合成;并且通過形成sLex類似物,干擾sLex與E-或P-選擇素之間的識別與結(jié)合過程,從而阻斷LS180對活化內(nèi)皮細(xì)胞和血小板的黏附。目前一些天然多糖在此方面也顯示出了良好的應(yīng)用前景。從姬松茸(AgaricusblazeiMurill)中提取得到的一種小分子多糖LMW-ABP能下調(diào)HT-29細(xì)胞中巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶FucT-Ⅶ和sLex的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平,并抑制sLex與內(nèi)皮細(xì)胞HUVEC的黏附。來源于海參的一種巖藻糖硫酸軟骨素(FucCS)也具有抑制LS180表面sLex與P-和L-選擇素結(jié)合的能力,并可阻礙小鼠體內(nèi)結(jié)腸癌細(xì)胞向肺部的轉(zhuǎn)移。2.2巖藻聚糖硫酸酯化纖維素MMPs在腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移過程中的作用長期以來一直受到人們的關(guān)注,目前針對MMPs抑制作用篩選得到的一些天然大分子多糖由于其安全可靠、來源廣泛等優(yōu)點(diǎn),有望替代傳統(tǒng)的小分子化學(xué)抑制劑。研究發(fā)現(xiàn),巖藻糖以及富含巖藻糖的多糖可抑制內(nèi)肽酶的生物合成及酶原激活,從而下調(diào)MMP-2和MMP-9的活性。對巖藻聚糖硫酸酯(fucoidan)的功能進(jìn)行研究后也發(fā)現(xiàn)其能抑制MMP-2和proMMP-3的分泌,并促進(jìn)MMP-TIMP復(fù)合物的形成。Belsley等報道了一種商品化的硫酸酯化海參多糖(商品名:InflaMastat)能夠通過抑制MMP-2的活性來有效延緩腹部大動脈動脈瘤的擴(kuò)張,體外實(shí)驗表明其濃度在100μg/mL時抑制率可達(dá)80%。Wang等發(fā)現(xiàn),來源于曼氏無針烏賊(Sepiellamaindroni)墨汁的硫酸酯化多糖SIP-SⅡ能明顯降低SKOV3中MMP-2的活性。WesternBlot分析發(fā)現(xiàn)SIP-SⅡ能夠抑制SKOV3和ECV304中proMMP-2與MMP-2的表達(dá),并阻斷ECV304的轉(zhuǎn)移以及SKOV3對基底膜的穿透作用。最近,一種從殼寡聚糖混合物中分離得到的二乙?；厶且脖蛔C明對絨毛尿囊膜的血管生成、以及MCF-7誘導(dǎo)的ECV304的增殖和轉(zhuǎn)移具有明顯的抑制作用,其分子機(jī)制為上調(diào)了ECV304中TIMP-1mRNA的表達(dá)水平。2.3天然多糖抑制ecm的活性HSPG和類肝素酶在促進(jìn)腫瘤演進(jìn)的過程中扮演著重要的角色,而針對此靶點(diǎn)設(shè)計開發(fā)的HSPG結(jié)構(gòu)類似物由于能作為類肝素酶的競爭性底物,抑制其活性并干擾HS鏈與生長因子或趨化因子的結(jié)合過程,已成為抗腫瘤藥物研發(fā)的一個新策略。目前通過多種修飾手段,如選擇性去硫酸化、N-乙?；鸵叶计唇拥纫勋@得了多種能夠抑制類肝素酶功能的HS衍生物。例如2-O-或3-O-去硫酸化的HS(2/3ODS-HS)能夠阻斷腫瘤細(xì)胞表面內(nèi)源性HSPG與P-選擇素的結(jié)合,從而抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。HS經(jīng)N-乙?；笸ㄟ^乙二醇連接形成的衍生物(100NA.RO.H)對類肝素酶的抑制作用明顯增強(qiáng),同時能降低bFGF與腫瘤細(xì)胞的結(jié)合及促增殖能力。研究還發(fā)現(xiàn),100NA.RO.H對儲存在ECM中的促血管生成因子結(jié)合能力較弱,因此能夠避免不必要的ECM的激活及降解,顯示出了較高的特異性。近幾年來,一些天然多糖也顯示出了較強(qiáng)的抑制腫瘤血管生成的作用。構(gòu)效關(guān)系研究表明,這些多糖大多含有SO42-基團(tuán)以及與HS類似的結(jié)構(gòu)單元。如Bix等報道一種表達(dá)于串珠素C端的蛋白聚糖Endorepellin,其糖鏈部分為HS,它可以與小鼠原位鱗狀移植瘤和同源Lewis肺癌的內(nèi)皮細(xì)胞相互作用,干擾腫瘤毛細(xì)血管的形態(tài)學(xué)特征。Koyanagi等發(fā)現(xiàn)過硫酸酯化巖藻糖OSF對荷瘤小鼠體內(nèi)S180、B16以及Lewis肺癌細(xì)胞中血管生成具有明顯的抑制作用,并能通過阻斷VEGF165與細(xì)胞表面受體的結(jié)合來降低HUVEC的有絲分裂能力和趨化性,且OSF的血管生成抑制作用要強(qiáng)于中性巖藻糖NF,提示該活性可能取決于糖鏈中硫酸基團(tuán)的數(shù)量。Dias等亦發(fā)現(xiàn)來源于褐藻(Sargassumstenophyllum)的多糖Sarg具有與HS類似的聚陰離子結(jié)構(gòu),它能夠部分抑制bFGF介導(dǎo)的血管生成。此外,有文獻(xiàn)報道了一種有別于上述硫酸化多糖主鏈結(jié)構(gòu)的葡聚糖分子CMDB,發(fā)現(xiàn)其也具有抑制腫瘤生長及腫瘤區(qū)域微血管形成的活性,并且由于結(jié)構(gòu)中不含硫酸化基團(tuán),因此不會引起抗凝血等不良反應(yīng)。對CMDB進(jìn)行化學(xué)修飾,引入苯酯基團(tuán)后形成的新分子NaPaC(圖1),其抑制腫瘤血管生成的能力較CMDB又提高了10～100倍。NaPaC能夠完全抑制HS鏈與VEGF165的結(jié)合,以及阻礙VEGF165與其高親和受體VEGFR2、NRP-1間的相互作用。盡管在這一點(diǎn)上NaPaC與硫酸化多糖極為相似,但有文獻(xiàn)認(rèn)為它們影響生長因子中HS結(jié)合域的方式并不完全相同。硫酸化多糖主要通過SO42-基團(tuán)的靜電作用以及與蛋白分子中羥基和羰基形成氫鍵的方式與生長因子的HS結(jié)合域結(jié)合;而CMDB和NaPaC主要是通過其苯環(huán)結(jié)構(gòu)與生長因子蛋白中的芳香基團(tuán)形成π-π鍵而結(jié)合。這些芳香基團(tuán)一般靠近HS結(jié)合域,帶有苯環(huán)的多糖與這些殘基結(jié)合后能發(fā)揮位阻效應(yīng)阻礙HS鏈與生長因子的結(jié)合。在CMDB的苯環(huán)上接入能夠破壞π-π相互作用的位阻基團(tuán)-SO3后,會減弱其對生長因子的抑制作用。2.4多糖代謝agritchal微環(huán)境長期以來,人們一直認(rèn)為機(jī)體的免疫系統(tǒng)在腫瘤演進(jìn)的過程中能夠起到清除腫瘤、保護(hù)自身的作用,但隨著近年來研究的逐步加深,已有越來越多的證據(jù)證明腫瘤浸潤的免疫細(xì)胞不但不能發(fā)揮抗腫瘤作用,相反卻能促進(jìn)腫瘤的生長、侵襲與轉(zhuǎn)移,這主要是由于腫瘤細(xì)胞能夠分泌多種免疫抑制因子及趨化因子,使得免疫細(xì)胞被“馴化”成為腫瘤演進(jìn)與免疫逃逸過程中的“幫兇”。有鑒于此,一種相應(yīng)的抗腫瘤治療思路——尋找合適的免疫調(diào)節(jié)劑,逆轉(zhuǎn)腫瘤微環(huán)境對免疫細(xì)胞的“馴化”作用,使機(jī)體恢復(fù)正常的免疫功能——也就應(yīng)運(yùn)而生。多糖所具有的免疫調(diào)節(jié)活性近年來已為人們所普遍接受,大量研究證實(shí)來源于不同植物、動物和微生物的多種天然多糖組分多能通過提高機(jī)體免疫力而實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用。例如本實(shí)驗室從海洋真菌(Phomaherbarum)菌絲體中分離得到的一種全新多糖YCP具有顯著的免疫增強(qiáng)能力,包括刺激淋巴細(xì)胞增殖、促進(jìn)T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌IL-2、IFN-γ、TNF-α、NO等多種細(xì)胞因子,以及提高體內(nèi)NK和CTL細(xì)胞的殺傷能力等。Han等報道了來源于刺五加(Acanthopanaxsenticosus)的多糖組分ASP能夠激活B細(xì)胞增殖并分泌IgM,以及上調(diào)巨噬細(xì)胞中IL-1β、IL-6和TNF-αmRNA的表達(dá)。另有研究表明某些天然多糖還具有激活補(bǔ)體的作用,例如從心葉青牛膽(Tinosporacordifolia)中提取的多糖可使血中C3a成分逐漸增高,證明其能激活人血清補(bǔ)體的替代途徑。天然多糖所呈現(xiàn)出的上述活性使得其在逆轉(zhuǎn)腫瘤微環(huán)境的免疫抑制方面顯示出了較大的開發(fā)潛力,通過近幾年的研究,已取得了一些可喜的進(jìn)展。Th1/Th2型應(yīng)答對機(jī)體免疫激活/抑制的調(diào)節(jié)有著非常重要的作用,在腫瘤微環(huán)境中Th1降低而Th2增強(qiáng),從而引起多種免疫細(xì)胞功能的減弱,包括未成熟DC含量的增加、TAM向M2型分化、以及CTL殺傷能力的下降等,最終導(dǎo)致腫瘤演進(jìn)與免疫逃逸。目前臨床上調(diào)控Th1/Th2漂移的方法主要包括:①采用IL-12、IFN-γ等Th1型細(xì)胞因子;②使用Th2型細(xì)胞因子抗體IL-4McAb或IL-10McAb,阻斷Th2型細(xì)胞因子的免疫抑制作用。但上述方法存在著不良反應(yīng)較大、作用時間較短、價格較高等局限性,從而限制了其應(yīng)用,并促使研究者們將目光轉(zhuǎn)向了安全低毒的天然大分子多糖類化合物。Pinto等發(fā)現(xiàn)從姬松茸(Agaricusbrasiliensis)中提取得到的多糖組分能夠促進(jìn)荷瘤小鼠脾細(xì)胞分泌IFN-γ,并抑制IL-10的合成。Yang等也報道了當(dāng)歸多糖(Angelicasinensispolysaccharides,AP)能夠促進(jìn)正常小鼠脾細(xì)胞分泌Th1型細(xì)胞因子IFN-γ和IL-2,而抑制Th2型細(xì)胞因子IL-4的分泌。來源于胡黃連(Picrorhizascrophulariiflora)的多糖CG與淋巴細(xì)胞作用后也檢測到了類似的結(jié)果,即明顯促進(jìn)IL-2、IL-12和IFN-γ的分泌,以及抑制IL-4和IL-10的分泌。IL-12除了能激活Th1應(yīng)答外,有文獻(xiàn)表明其對VEGF、bFGF等生長因子及MMPs的