海参和海星脑苷脂抗肿瘤及改善癌症恶病质作用的研究

脑苷脂属于鞘脂类，是生物细胞膜中广泛存在的一类重要的活性脂质，具有抗肿瘤、抗病毒、抗真菌、抗炎、免疫调节等多种活性功能。脑苷脂是存在于海参和海星体壁中的主要活性成分。目前关于海参和海星脑苷脂抗肿瘤活性的报道很少且只停留在体外实验水平。故本实验从海参纲的海地瓜和海星纲的多棘海盘车中分别提取脑苷脂，在体外和体内水平系统研究了海参和海星脑苷脂抗肿瘤活性和改善癌症恶病质作用及其作用机制，并对其构效关系进行了初步探讨。主要研究结果如下：本文首先采用MTT法对海参脑苷脂及其长链碱的体外抗肿瘤活性进行了筛选。实验结果显示，海参脑苷脂及其长链碱可抑制HepG2、S180、95D、Caco-2和HGC-27等多种肿瘤细胞的增殖活性，且有明显的时间和剂量效应关系，表现出广泛的抗肿瘤活性，其中长链碱的体外抗肿瘤活性显著优于海参脑苷脂。随后，建立S180腹水瘤小鼠模型，并通过灌胃和腹腔注射两种给药方式在体内水平验证海参脑苷脂及其长链碱的抗肿瘤作用。结果发现，灌胃或腹腔注射长链碱均可显著延长S180腹水瘤小鼠的生存时间，表现出良好的体内抗肿瘤作用。但海参脑苷脂只有通过灌胃方式才可表现出显著的抗肿瘤活性，且抗肿瘤效果与长链碱相当，推测该活性与脑苷脂在肠道中经消化吸收后被分解为长链碱相关。该研究结果提示海参脑苷脂抗肿瘤作用的主要活性单元是其长链碱。为了进一步探究脑苷脂抗肿瘤活性的构效关系及其作用机制，本文又通过体外抗肿瘤实验以及体内建立S180肉瘤小鼠和腹水瘤小鼠两个动物模型，观察并比较了海参和海星脑苷脂抗肿瘤作用效果并探究其作用机制。实验结果发现，海参脑苷脂的体外抗肿瘤活性不如海星脑苷脂，但体内抗肿瘤活性却优于海星脑苷脂，可能与两种脑苷脂的脂肪酸和长链碱组成迥异以及经体内代谢后产物的活性差异相关。机制研究结果表明，海参和海星脑苷脂可通过诱导肿瘤细胞凋亡抑制肿瘤细胞的增殖活性，并能通过提高机体的免疫功能和抗氧化能力以及通过线粒体信号通路启动肿瘤细胞凋亡等途径抑制肉瘤的生长、腹水量及腹水瘤细胞的存活并延长腹水小鼠生存时间。癌症恶病质是恶性肿瘤病患中常见的多因素导致的浪费型代谢综合症，主要表现为极度消瘦，体内脂肪和肌肉组织大量分解，是导致癌症病患生活质量严重降低和高死亡率的主要原因之一。故本文利用S180腹水瘤小鼠模拟癌症恶病质模型，比较研究了海参和海星脑苷脂改善癌症恶病质作用，并在细胞因子和分子水平上阐明其作用机制。实验结果发现，海参和海星脑苷脂均表现出良好的改善癌症恶病质功效，均可显著延缓癌症恶病质小鼠体重下降，抑制脂肪和肌肉组织分解。对其机制研究表明，海参和海星脑苷脂可通过以下几条途径改善癌症恶病质：可以抑制促恶病质细胞因子TNF-α、IL-1和IL-6的分泌；可以抑制脂肪组织脂肪分解酶ATGL和HSL及脂肪动员因子ZAG的表达，抑制脂解；可以促进脂肪细胞分化、葡萄糖和脂肪酸转运及摄取，上调脂肪组织中SREBP-1c调控的脂肪合成基因的表达，促进脂肪合成；还可以抑制脂肪利用相关基因UCP2和PGC-1α的mRNA表达。有研究报道，海星磷脂富含EPA和DHA等多不饱和脂肪酸，且表现出良好的抗肿瘤活性。最后，本文从多棘海盘车中提取磷脂并与海星脑苷脂复配，比较研究了海星脑苷脂及其磷脂复配后与脑苷脂、磷脂单独使用时体外和体内抗肿瘤活性的差异。实验结果表明，海星脑苷脂及其磷脂复配后抗肿瘤活性要显著优于海星脑苷脂、磷脂单独使用。本文首次系统研究了海参和海星脑苷脂抗肿瘤和改善癌症恶病质的活性，并对其结构和活性差异进行了比较，初步阐明了其作用机制。同时首次发现海星脑苷脂及其磷脂复配使用时表现出更好的抗肿瘤效果。本文的研究结果为海参的深度开发和海星的废物利用提供了理论基础和科学依据。