改性柑橘果膠 modified Citrus pectin-抗癌細胞轉移活性

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改性柑橘果膠 modified Citrus pectin-抗癌細胞轉移活性

儘管在新型抗癌藥物和治療方面作出了巨大努力,癌症仍然是一個主要的公共衛生問題。 此外,抗癌化療的出現往往不能完全緩解病情。 因此,研究人員已經轉向來自植物來源的天然產物來抵抗癌症。 改性柑橘果經過酸鹼或熱改性,已經證明了針對某些侵襲性和復發性癌症的化學預防和抗腫瘤活性。

常規化療降低死亡率以及嚴重副作用並不怎麼成功,如果改性柑橘果衍生天然物與常規抗癌藥物結合,可以發揮協同作用。天然化合物具有較高活性或較低毒性的半合成化合物。 目前在癌症治療中使用的兩個最佳實例是紫杉醇 paclitaxel和依托泊苷 etoposide。

果膠 Pectin

1825年,一位法國化學家和藥劑師Henri Braconnot從植物中提取活性成分,他是第一個發現具有膠體性質的雜多醣heteropolysaccharide,他稱之為“果膠酸” pectic acid(古希臘語中的πηκτικóka意為凝結劑)。

果膠是一種複雜的多醣,在植物基壁中發現, 植物壁組分的主要作用是賦予植物機械強度,通過吸收來維持細胞外水相並提供外部環境的屏障。

果膠的化學結構是一種共價連接的富含半乳醣醛酸的聚合物 galacturonic acid-rich polymers。 到目前為止,已經鑑定了三種主要的果膠多醣,從植物壁分離出來。 它們是同型半乳聚醣homogalacturonan (HG),鼠李糖半乳聚醣-1 rhamnogalacturonan-I (RG-I) 和取代的半乳醣醛酸substituted galacturonans (GS).。
佔約65%的果膠分子的同型半乳醣醛酸。

果膠的醫學作用

果膠可以從植物中蘋果,葡萄柚等提取,除了在食品工業中用作膠凝劑之外,果膠顯示在醫學中有用的性質。在人類中,作為膳食纖維的果膠不在小腸中被酶消化,而是在結腸中被微生物降解,它在消化道上保持膠凝作用,從而減緩消化。 這對於傾倒綜合徵患者在胃內消化過快是非常有益的。



果膠也能降低血液中的膽固醇水平和刺激脂質排泄。

果膠可增加清除能力Cs 137, 銫裂變產生的137Cs是在chernobyl地區發現的放射同位素。食用改性柑橘果,在幾天內食用後,可以通過尿液更好地清除有毒元素如砷或鎘,似乎被改性柑橘果螯合,然後在尿液中消除。 最後,幾項研究表明,口服果膠通過有利於結腸中“良好的”細菌(例如,雙歧桿菌和乳桿菌)的生長,降低了兒童腸道感染和腹瀉的風險,從而損害病原菌

果膠作為食品纖維的作用

果膠作為膳食纖維,對預防結腸癌中起作用,在大鼠飲食中加入果膠,用氧氮甲烷azoxymethane或甲基亞硝基脲methylnitrosourea處理後的大鼠發展較少的結腸腫瘤。 同樣大鼠給予果膠後,用1,2-二甲基肼1,2-dimethylhydrazine處理的大鼠中較少的大腸腫瘤,暴露於氧化甲烷的大鼠飲食中的柑橘和蘋果果膠會降低了致癌作用。

果膠和癌

果膠已經有數十年的抗腫瘤。 由於其結構非常複雜,因此顯示出許多不同的生物活性。 在文獻中,果膠生物活性之間的聯繫是不容易的,在多醣和提取過程中存在的糖單體的性質中,在其酯化度中產生的大小差異的片段,可能對其性質有顯著的影響 對這些不同類型的果膠。

果膠有兩種不同類型,可降低腫瘤數量,蘋果果膠降低了β-葡萄醣醛酸酶β-glucuronidase的活性,這是一種結腸癌發展相關的糞便細菌的酶。 已經研究了不同類型的碳水化合物的抗誘變活性antimutagenic activity。

木葡聚醣xyloglucans和鼠李糖半乳醣醛酸rhamnogalacturonans降低了1-硝基苯乙烯1-nitropyrene.的誘變效應,並且可以來自細胞和聚合物之間的直接相互作用,其將保護細胞免受1-硝基苯乙烯1-nitropyrene.的誘變作用。

結腸癌發生是一個多步驟過程,這是由於凋亡基底處的結腸細胞的增殖與細胞凋亡導致的管腔表面的結腸細胞損失之間的平衡的破壞所致。 大多數結腸癌細胞對凋亡具有抵抗性,從而促進腫瘤生長。 如果恢復腸道細菌對細胞凋亡的敏感性,則可能會發生化學保護作用。在大鼠中,與標準飲食相比,富含果膠的飲食有利於來自結腸隱窩的腸腔結腸細胞中半胱天冬酶-1的表達,並增加基底和腸腔結腸細胞中切割的PARP水平。 另一方面,標準飲食的大鼠的抗凋亡蛋白Bcl2的表達更高。

食用豐富果膠的飲食,具有保護作用激活凋亡,並且減少了用1,2-二甲基肼1,2-dimethylhydrazine處理的大鼠中腫瘤的數量和大小。大鼠的結腸細胞表現出高活性的半胱天冬酶-1 caspase-1,並較高水平的前半胱氨酸蛋白酶-3 pro-caspase-3,具有較高水平的PARP。

改性柑橘果的抗腫瘤活性

果膠可以通過不同酸度改性處理進行; 研究最多的酸鹼處理改性果膠是從柑橘(MCP,改性柑橘果膠)中分離的果膠。 酸鹼處理改性會引起分子中β-消除反應,這導致多醣主鏈的解聚和HG區的脫酯化。 然後進行酸處理,其切割中性糖,釋放果膠主鏈的支鏈區,並優先除去阿拉伯糖殘基。 因此,大量產生阿拉伯半乳聚醣和半乳聚醣。

研究人員試圖改變果膠的結構,使身體能夠從其各種促進健康的物質中獲益。 最近,科學家已經能夠使用pH和溫度來將果膠的長支鏈多醣分解成較短的,更易溶於水的可溶性纖維分子。 結果,改性柑橘果膠(MCP)是一種富含半乳糖殘基的物質,易被消化系統處理並吸收進入血液。科學家們繼續改進MCP,以尋求更有活力和有效的藥劑。蘋果葫果膠因為分子量大和結構複雜只可以在腸道作用,並不可以穿過腸道進入血液,如果要對抗癌病轉移一定要選擇改性柑橘果膠,以免影響療程。

2002年,研究證明MCP降低小鼠的乳腺(MDA-MB-435)和結腸(LSLiM6)腫瘤的生長以及肺和淋巴結轉移的數量,這些作用與抗血管生成作用相關,因為觀察到體內毛細血管數量減少,也證明了MCP的抗腫瘤活性。

Galectin-3蛋白可以在細胞內和細胞外發現並含有凝集素結構, 它具有多效性功能,其中通過結合糖綴合物介導細胞和細胞外基質粘附。 實際上,這種凝集素結構對β-半乳糖苷殘基glycoconjugates具有高親和力。 Galectin-3表達在轉化細胞中失調,在許多不同類型的癌細胞中高度表達,已經顯示MCP以劑量依賴性方式在小鼠結腸癌模型中降低肝轉移,這種作用可能與肝轉移中半乳凝素-3的較高表達有關

總之,MCP對各種惡性腫瘤中顯示許多在體外和體內證明的抗轉移性質,由於其與癌症中過度表達的多效半乳凝素-3蛋白galectin-3 protein結合。 由於其良好的耐受性和其他植物來源的產品,正在研究果膠衍生用於B型慢性淋巴細胞性白血病復發患者的維持治療

前列腺癌細胞中不同形式的修飾果膠的細胞凋亡誘導,這些細胞是雄激素依賴型(LNCaP)或雄激素非依賴性的,不表達半乳聚醣-3(LNCaP C4-2)。在他們的工作中,柑橘果膠和pH改良後的果膠發揮促凋亡活性,而兩種不同形式的熱改性果膠,在二者中明顯誘導凋亡細胞系。另一方面,去除酯結合的溫和鹼處理會破壞促凋亡活性。因此,生物有效性因此需要除了羧甲酯結合之外的OGA中的鹼敏感連鎖。活性片段的大小分析表明低質量(10-20kDa)寡糖。

 

 

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