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我现在也要写一篇关于糖尿病的毕业论文,我是学影像的,可以给我提供一些学习建议么,谢谢,急需。
从简单地剪切致病基因,到开发出不再传播疾病的工程动物,基因编辑技术已经释放出巨大的潜力。随着研究的深入,科学界还发现,除了编辑具有遗传讯息的DNA片段,编辑RNA可以在不改变基因组的情况下,帮助调整基因表达方式,此外,RNA的寿命是相对短暂的,这也意味着它的变化是可以逆转的,从而避免基因工程中的巨大风险。
2017年10月,来自Broad研究所的张锋研究团队在《自然》期刊上发表了题为“RNA targeting with CRISPR-Cas13”的文章,首次将CRISPR-Cas13系统公之于众,证实了CRISPR-Cas13可以靶向哺乳动物细胞中的RNA。仅仅时隔三周,又一篇名为“RNA editing with CRISPR-Cas13”的力作发表于《科学》期刊。在该研究中,张锋研究团队再次展示了这一RNA编辑系统,能有效地对RNA中的腺嘌呤进行编辑。
在CRISPR出现之前,RNAi是调节基因表达的理想方法。但是Cas13a酶一大优势在于更强的特异性,而且这种本身来自细菌的系统对哺乳动物细胞来说,并不是内源性的,因此不太可能干扰细胞中天然的转录。相反,RNAi利用内源性机制进行基因敲除,对本身的影响较大。但CRISPR-Cas13系统还有一个重要的问题,Cas13a酶本质上是一种相对较大的蛋白质,因此很难被包装到靶组织中,这也可能成为RNA编辑技术临床应用的一大障碍。
2018年3月16日,一项发表在《细胞》期刊的重磅成果为RNA编辑技术带来一大步飞跃,来自美国Salk研究所的科学家利用全新的CRISPR家族酶扩展了RNA编辑能力,并将这个新系统命名为“CasRx”。
CasRx(品红色)在人类细胞核中靶向RNA(灰色),Salk研究所
“生物工程师就像自然界的侦探一样,在DNA模式中寻找线索来帮助解决遗传疾病。CRISPR彻底改变了基因工程,我们希望将编辑工具从DNA扩展到RNA。”研究领导者Patrick Hsu博士表示,“RNA信息是许多生物过程的关键介质。在许多疾病中,这些RNA信息失去了平衡,因此直接靶向RNA的技术将成为DNA编辑的重要补充。”
除了高效性且无明显脱靶效应,新系统的一个关键特征是其依赖于一种比以前研究中物理尺寸更小的酶。 这对RNA编辑技术至关重要,这使得该编辑工具能够更容易被包装到病毒载体,并进入细胞进行RNA编辑。来自东京大学的科学家Hiroshi Nishimasu并未参与这项研究,他表示:“在这项研究中,研究人员发现了一种较Cas13d更加‘紧凑’的酶CasRx。从基础研究到治疗应用,我认为CasRx将成为非常有用的工具。”
此外,在这项研究中,研究人员还展示了利用这种新型RNA编辑系统来纠正RNA过程的能力。他们将CasRx包装到病毒载体中,并将其递送到利用额颞叶痴呆(FTD)患者干细胞中培养的神经细胞,最终使tau蛋白水平恢复到健康水平上,有效率达到80%。
Patrick Hsu博士最后说道:“基因编辑技术通过对DNA的切割带来基因序列的改变。在经过基因编辑的细胞中,其效果是永久的。虽然基因编辑技术能够很好地将基因完全关闭,但对调节基因的表达上并不那么优秀。展望未来,这一最新工具将在RNA生物学研究中发挥重要作用,并有望在未来凭借该技术对RNA相关疾病进行治疗。”
该研究探索了Cas13d家族蛋白CasRx敲低目的基因的最佳sgRNA组合,通过尾静脉注射质粒的方式,将CasRx系统和靶向Pten基因的sgRNA导入到小鼠肝脏细胞中,成功在小鼠肝脏中实现了Pten的高效沉默。
3月18日,《蛋白质与细胞》期刊在线发表了《Cas13d介导的肝脏基因表达下调对代谢功能的调控》的研究论文,该研究由中科院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室杨辉研究组和上海科技大学生命科学与技术学院黄鹏羽研究组合作完成。该研究探索了Cas13d家族蛋白CasRx敲低目的基因的最佳sgRNA组合,通过尾静脉注射质粒的方式,将CasRx系统和靶向Pten基因的sgRNA导入到小鼠肝脏细胞中,成功在小鼠肝脏中实现了Pten的高效沉默,证实了CasRx系统在成体动物体内也具有靶向沉默RNA的活性,通过增强下游蛋白AKT的磷酸化,影响了糖脂代谢相关基因的表达。同时,利用AAV递送CasRx和靶向Pscsk9的sgRNA到小鼠肝脏,有效降低了肝脏中PCSK9的蛋白表达,以及小鼠血液中的胆固醇水平。这为治疗后天性的代谢疾病提供了新方案。
同时,杨辉研究组与上海交通大学医学院附属上海第一人民医院孙晓东研究组合作,也探究了CasRx预防严重的眼部疾病——年龄相关性黄斑变性(AMD)的可能性,研究人员发现在体内使用CasRx敲低Vegfa的mRNA可以显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成(CNV)的面积,验证了将RNA靶向的CRISPR系统用于治疗应用的潜力。相关研究论文《CasRx介导的RNA靶向策略可防止年龄相关的黄斑变性的小鼠模型中的脉络膜新生血管形成》3月3日在《国家科学评论》在线发表。
近年来,CRISPR/Cas9技术因其强大且便捷的DNA编辑能力而受到广泛关注。2016年,张锋实验室发现了一种新的Cas蛋白Cas13a,可以靶向RNA进行切割。之后人们又陆续发现了靶向RNA的Cas13b, Cas13c。由于Cas13家族蛋白靶向RNA的特点,理论上在一些特定疾病的检测和治疗上具有独特优势,因而成为近年来的研究热点。2018年,加州大学伯克利分校Patrick Hsu实验室发现了Cas13d家族。他们发现与RNA干扰技术相比,Cas13d介导的基因沉默具有更高的特异性(与数百个shRNA脱靶相比,Cas13d没有脱靶)和敲除效率(Cas13d达到96%,shRNA达到65%)。而与Cas9介导的基因敲除技术相比,Cas13d介导的基因沉默不会改变基因组DNA,因此这种基因沉默是可逆的,从而对一些后天性疾病(如因不良生活习惯导致的高血脂等后天代谢性疾病)的治疗更有优势。其中Cas13d家族的CasRx蛋白由于体积小,效率高,被认为是在未来应用中最具有优势的Cas13蛋白。
此前的工作都在细胞水平证明了CasRx的高效性和特异性,杨辉研究组的这两篇文章则更进一步在动物体内证明了CasRx的活性,为临床提供了可能性。为证明CasRx在动物体内的活性,研究人员分别针对目的基因进行了sgRNA的体外筛选,然后采用尾静脉注射敲低Pten的质粒、尾静脉注射敲低Pcsk9的AAV8病毒、眼部注射敲低Vegfa的AAV病毒。对注射后的小鼠进行相应分析,分别得到Pten基因下调及其下游蛋白AKT的磷酸化上调,Pcsk9下调造成血清胆固醇下调;Vegfa下调显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成(CNV)的面积。
2020年3月18日,《蛋白质与细胞》期刊在线发表了《Cas13d介导的肝脏基因表达下调对代谢功能的调控》的研究论文,该研究由中科院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室杨辉研究组和上海科技大学生命科学与技术学院黄鹏羽研究组合作完成。该研究探索了Cas13d家族蛋白CasRx敲低目的基因的最佳sgRNA组合,通过尾静脉注射质粒的方式,将CasRx系统和靶向 Pten 基因的sgRNA导入到小鼠肝脏细胞中,成功在小鼠肝脏中实现了 Pten 的高效沉默, 证实了CasRx系统在成体动物体内也具有靶向沉默RNA的活性, 通过增强下游蛋白AKT的磷酸化,影响了糖脂代谢相关基因的表达。同时,利用AAV递送CasRx和靶向 Pscsk9 的sgRNA到小鼠肝脏, 有效降低了肝脏中PCSK9的蛋白表达,以及小鼠血液中的胆固醇水平 。这为治疗后天性的代谢疾病提供了新方案。
同时,杨辉研究组与上海交通大学医学院附属上海第一人民医院孙晓东研究组合作,也 探究了CasRx预防严重的眼部疾病——年龄相关性黄斑变性(AMD)的可能性,研究人员发现在体内使用CasRx敲低 Vegfa的mRNA可以显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成(CNV)的面积**,验证了将RNA靶向的CRISPR系统用于治疗应用的潜力。相关研究论文《CasRx介导的RNA靶向策略可防止年龄相关的黄斑变性的小鼠模型中的脉络膜新生血管形成》3月3日在《国家科学评论》在线发表。
近年来,CRISPR/Cas9技术因其强大且便捷的DNA编辑能力而受到广泛关注。2016年,张锋实验室发现了一种新的Cas蛋白Cas13a,可以靶向RNA进行切割。之后人们又陆续发现了靶向RNA的Cas13b, Cas13c。由于Cas13家族蛋白靶向RNA的特点,理论上在一些特定疾病的检测和治疗上具有独特优势,因而成为近年来的研究热点。2018年,加州大学伯克利分校Patrick Hsu实验室发现了Cas13d家族。他们发现与RNA干扰技术相比,Cas13d介导的基因沉默具有更高的特异性(与数百个shRNA脱靶相比, Cas13d没有脱靶)和敲除效率(Cas13d达到96% ,shRNA达到65%)。而与Cas9介导的基因敲除技术相比, Cas13d介导的基因沉默不会改变基因组DNA,因此这种基因沉默是可逆的 ,从而对一些后天性疾病(如因不良生活习惯导致的高血脂等后天代谢性疾病)的治疗更有优势。其中Cas13d家族的CasRx蛋白由于体积小,效率高,被认为是在未来应用中最具有优势的Cas13蛋白。
此前的工作都在细胞水平证明了CasRx的高效性和特异性,杨辉研究组的这两篇文章则更进一步在动物体内证明了CasRx的活性,为临床提供了可能性 。为证明CasRx在动物体内的活性,研究人员分别针对目的基因进行了sgRNA的体外筛选,然后采用尾静脉注射敲低 Pten 的质粒、尾静脉注射敲低 Pcsk9 的AAV8病毒、眼部注射敲低 Vegfa 的AAV病毒。对注射后的小鼠进行相应分析,分别得到 Pten 基因下调及其下游蛋白AKT的磷酸化上调, Pcsk9 下调造成血清胆固醇下调; Vegfa 下调显著减少AMD小鼠模型中脉络膜新血管形成(CNV)的面积。
图1 CasRx介导的 Pten 体内体外的下调( Protein & Cell )
A.质粒示意图;细胞中 Pten 的下调;检测PTEN及AKT的表达; 与shRNA脱靶比较;E.尾静脉注射质粒示意图;.免疫荧光,qPCR,western分别检测 Pten 及p-AKT的表达
图2 血清胆固醇的调节以及 Pcsk9 的可逆调控( Protein & Cell )
A.针对 Pcsk9 的AAV8病毒注射示意图;B.肝组织中 Pcsk9 的表达量;C.血清 PCSK9 的表达量;D.血清胆固醇水平;.血清ALT和AST的测定;G.可逆调节注射示意图; H. Pcsk9 的动态调控。
图3 AAV介导CasRx减少了AMD小鼠模型中CNV的面积(National Science Review)
A.小鼠和人序列比较以及sgRNA示意图;.在293T和N2a细胞中敲低 Vegfa ;蛋白的表达;病毒质粒示意图;F.实验流程图;的mRNA表达水平;.激光烧伤之前或之后7天的 Vegfa mRNA水平;诱导3天后的VEGFA蛋白水平;K.激光烧伤7天后,用PBS或AAV-CasRx- Vegfa 注射的代表性CNV图像;面积统计。
2020 年 4 月 8 日, Cell 期刊在线发表了题为 《Glia-to-Neuron Conversion by CRISPR-CasRx Alleviates Symptoms of Neurological Disease in Mice》 的研究论文,该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室 杨辉 研究组完成。
该项研究通过运用最新开发的 RNA 靶向 CRISPR 系统 CasRx 特异性地在视网膜穆勒胶质细胞中敲低 Ptbp1 基因的表达,首次在成体中实现了视神经节细胞的再生,并且恢复了永久性视力损伤模型小鼠的视力。同时,该研究还证明了这项技术可以非常高效且特异地将纹状体内的星形胶质细胞转分化成多巴胺神经元,并且基本消除了帕金森疾病的症状。该研究将为未来众多神经退行性疾病的治疗提供一个新的途径。
人类的神经系统包含成百上千种不同类型的神经元细胞。在成熟的神经系统中,神经元一般不会再生,一旦死亡,就是永久性的。神经元的死亡会导致不同的神经退行性疾病,常见的有阿尔兹海默症和帕金森症。此类疾病的病因尚不明确且没有根治的方法,因此对人类的健康造成巨大威胁。据统计,目前全球大约有 1 亿多的人患有神经退行性疾病,而且随着老龄化的加剧,神经退行性疾病患者数量也将逐渐增多。
在常见的神经性疾病中,视神经节细胞死亡导致的永久性失明和多巴胺神经元死亡导致的帕金森疾病是尤为特殊的两类,它们都是由于特殊类型的神经元死亡导致。我们之所以能看到外界绚烂多彩的世界,是因为我们的眼睛和大脑中存在一套完整的视觉通路,而连接眼睛和大脑的神经元就是视神经节细胞。
作为眼睛和大脑的唯一一座桥梁,视神经节细胞对外界的不良刺激非常敏感。研究发现很多眼疾都可以导致视神经节细胞的死亡,急性的如缺血性视网膜病,慢性的如青光眼。视神经节细胞一旦死亡就会导致永久性失明。据统计,仅青光眼致盲的人数在全球就超过一千万人。
帕金森疾病是一种常见的老年神经退行性疾病。它的发生是由于脑内黑质区域中一种叫做多巴胺神经元的死亡,从而导致黑质多巴胺神经元不能通过黑质-纹状体通路将多巴胺运输到大脑的另一个区域纹状体。目前,全球有将近一千万人患有此病,我国尤为严重,占了大约一半的病人。 如何在成体中再生出以上两种特异类型的神经元,一直是全世界众多科学家努力的方向。
该研究中,研究人员首先在体外细胞系中筛选了高效抑制 Ptbp1 表达的 gRNA,设计了特异性标记穆勒胶质细胞和在穆勒胶质细胞中表达 CasRx 的系统。所有元件以双质粒系统的形式被包装在 AAV 中并且通过视网膜下注射,特异性地在成年小鼠的穆勒胶质细胞中下调 Ptbp1 基因的表达。
大约一个月后,研究人员在视网膜视神经节细胞层发现了由穆勒胶质细胞转分化而来的视神经节细胞,并且转分化而来的视神经节细胞可以像正常的细胞那样对光刺激产生相应的电信号。
研究人员进一步发现,转分化而来的视神经节细胞可以通过视神经和大脑中正确的脑区建立功能性的联系,并且将视觉信号传输到大脑。在视神经节细胞损伤的小鼠模型中,研究人员发现转分化的视神经细胞可以让永久性视力损伤的小鼠重新建立对光的敏感性。
为进一步发掘 Ptbp1 介导的胶质细胞向神经元转分化的治疗潜能,研究人员证明了该策略还能特异性地将纹状体中的星形胶质细胞非常高效的转分化为多巴胺神经元,并且证明了转分化而来的多巴胺神经元能够展现出和黑质中多巴胺神经元相似的特性。
在行为学测试中,研究人员发现这些转分化而来的多巴胺神经元可以弥补黑质中缺失的多巴胺神经元的功能,从而将帕金森模型小鼠的运动障碍逆转到接近正常小鼠的水平。
需要指出的是,虽然科学家们在实验室里取得了重要进展,但是要将研究成果真正应用于人类疾病的治疗,还有很多工作要做:人类的视神经节细胞能否再生?帕金森患者是否能通过该方法被治愈?这些问题有待全世界的科研工作者共同努力去寻找答案。
(上)CasRx 通过靶向的降解 Ptbp1 mRNA 从而实现 Ptbp1 基因表达的下调。
(中)视网膜下注射 AAV-GFAP-CasRx-Ptbp1 可以特异性的将视网膜穆勒胶质细胞转分化为视神经节细胞,转分化而来视神经节细胞可以和正确的脑区建立功能性的联系,并且提高永久性视力损伤模型小鼠的视力。
(下)在纹状体中注射 AAV-GFAP-CasRx-Ptbp1 可以特异性的将星形胶质细胞转分化为多巴胺神经元,从而基本消除了帕金森疾病模型小鼠的运动症状。
RNA-editing Cas13 enzymes have taken the CRISPR world by storm. Like RNA interference, these enzymes can knock down RNA without altering the genome , but Cas13s have higher on-target specificity. New work from Konermann et al. and Yan et al. describes new Cas13d enzymes that average only kb in size and are easy to package in low-capacity vectors! These small, but mighty type VI-D enzymes are the latest tools in the transcriptome engineering toolbox.
Microbial CRISPR diversity is impressive, and researchers are just beginning to tap the wealth of CRISPR possibilities. To identify Cas13d, both groups used very general bioinformatic screens that looked for a CRISPR repeat array near a putative effector nuclease. The Cas13d proteins they identified have little sequence similarity to previously identified Cas13a-c orthologs, but they do include HEPN nuclease domains characteristic of the Cas13 superfamily. Yan et al. proceeded to study orthologs from Eubacterium siraeum (EsCas13d) and Ruminococcus sp. (RspCas13d), while Konermann et al. characterized orthologs from “Anaerobic digester metagenome” (AdmCas13d) and Ruminococcus flavefaciens (nicknamed CasRx), as well as EsCas13d.
Like other Cas13 enzymes, the Cas13d orthologs described in these papers can independently process their own CRISPR arrays into guide RNAs. crRNA cleavage is retained in dCas13d and is thus HEPN-independent. These enzymes also do not require a protospacer flanking sequence, so you can target virtually any RNA sequence ! In bacteria, Cas13d-mediated cleavage promotes collateral cleavage of other RNAs. As with other Cas13s, this collateral cleavage does not occur when Cas13d is expressed in a mammalian system.
Since Cas13d is functionally similar to previously discovered Cas13 enzymes - what makes these orthologs so special? The first property is size - Cas13d enzymes have a median length of ~930aa - making them 17-26% smaller than other Cas13s and a whopping 33% smaller than Cas9! Their small size makes then easy to package in low-capacity vectors like AAV, a popular vector due to its low immunogenicity. But these studies also identified other advantages, including Cas13d-specific regulatory proteins and high targeting efficiency, both of which are described below.
The majority of Type VI-D loci contain accessory proteins with WYL domains (named for the three conserved amino acids in the domain). Yan et al. from Arbor Biotechnologies found that RspCas13d accessory protein RspWYL1 increases both targeted and collateral RNA degradation by RspCas13d. RspWYL1 also increased EsCas13d activity, indicating that WYL domain-containing proteins may be broader regulators of Cas13d activity. This property makes WYL proteins an intriguing counterpart to anti-CRISPR proteins that negatively modulate the activity of Cas enzymes, some of which are also functional in multiple species (read Arbor Biotechnologies' press release about their Cas13d deposit here ).
Not all Cas13d proteins are functional in mammalian cells, but Konermann et al. saw great results with CasRx and AdmCas13d fused to a nuclear localization signal (NLS). In a HEK293 mCherry reporter assay, CasRx and AdmCas13d produced 92% and 87% mCherry protein knockdown measured by flow cytometry, respectively. Cas13d CRISPR array processing is robust, with CasRx and either an unprocessed or processed gRNA array (22 nt spacer with 30 nt direct repeat) mediating potent knockdown. Multiplexing from the CRISPR array yielded >90% knockdown by CasRx for each of four targets, including two mRNAs and two nuclear long non-coding RNAs.
One interesting twist to Cas13d enzymes is their cleavage pattern: EsCas13d produced very similar cleavage products even when guides were tiled across a target RNA, indicating that this enzyme does not cleave at a predictable distance from the targeted region. Konermann et al. show that EsCas13d favors cleavage at uracils, but a more detailed exploration of this cleavage pattern is necessary.
Konermann et al. compared CasRx to multiple RNA regulating methods: small hairpin RNA interference, dCas9-mediated transcriptional inhibition (CRISPRi), and Cas13a/Cas13b RNA knockdown. CasRx was the clear winner with median knockdown of 96% compared to 65% for shRNA, 53% for CRISPRi, and 66-80% for other Cas13a and Cas13b effectors. Like previously characterized Cas13 enzymes, CasRx also displays very high on-target efficiency; where shRNA treatment produced 500-900 significant off-targets, CasRx displayed zero. Unlike Cas9, for which efficiency varies widely across guide RNAs, each guide tested with CasRx yielded >80% knockdown. It seems that CasRx may make it possible to target essentially any RNA in a cell.
Since catalytically dead dCasRx maintains its RNA-binding properties, Konermann et al. tested its ability to manipulate RNA species through exon skipping. Previous CRISPR exon-skipping approaches used two guide RNAs to remove a given exon from the genome, and showed success in models of muscular dystrophy . In this case, Konermann et al. targeted MAPT , the gene encoding dementia-associated tau, delivering dCasRx and a 3-spacer array targeting the MAPT exon 10 splice acceptor and two putative splice enhancers. After AAV-mediated delivery to iPS-derived cortical neurons, dCasRx-mediated exon skipping improved the ratio of pathogenic to non-pathogenic tau by nearly 50%, showing proof-of-concept for pre-clinical and clinical applications of dCasRx.
The identification of Type VI Cas13d enzymes is another win for bioinformatic data mining. As we continue to harness the natural diversity of CRISPR systems, only time will tell how large the genome and transcriptome engineering toolbox will be. It is, however, certain that the impact of CRISPR scientific sharing will continue to grow, and we at Addgene appreciate our depositors for making their tools available to the broader community.
References
Konermann, Silvana, et al. “Transcriptome Engineering with RNA-Targeting Type VI-D CRISPR Effectors.” Cell (2018) pii: S0092-8674(18)30207-1. PubMed PMID: 29551272
Yan, Winston X., et al. “Cas13d Is a Compact RNA-Targeting Type VI CRISPR Effector Positively Modulated by a WYL-Domain-Containing Accessory Protein.” Mol Cell. (2018) pii: S1097-2765(18)30173-4. PubMed PMID: 29551514
\1. Transcriptome Engineering with RNA-Targeting Type VI-D CRISPR Effectors
\2. CRISPR genetic editing takes another big step forward, targeting RNA
\3. How Editing RNA—Not DNA—Could Cure Disease in the Future
[ ](
这都行。。。。。
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二、中药治疗肝癌研究现状论文主要内容
原发性肝癌是临床上常见的恶性肿瘤之一。我国原发性肝癌多具有乙型肝炎和肝硬化背景,起病隐匿,进展迅速,确诊时往往已是晚期,患者生存期较短,预后差。积极探寻符合我国国情,高效且不良反应少的系统化中西医联合治疗方案是肝癌治疗的.重要课题。
对于肝癌的认识,中医认为属于“症瘕”“、积聚”、“黄疸”、“肝积”的范畴。已有临床疗效观察研究表明,中医药治疗肝癌的优势一方面在于能有效稳定病情,减轻毒副作用,改善临床症状,延长患者带瘤生存时间,使部分患者肿瘤缩小;另一方面治疗费用相对低廉。因此中医药治疗成为肝癌治疗中不可或缺的重要组成部分。
1中药治疗肝癌的理论基础中医认为肝癌的病因及病机为外受寒邪、损伤脾胃、肝气郁滞、气滞血瘀、结而成积。中医治疗应以清热解毒和活血化瘀为主,同时配合益气健脾和疏肝理气,并与手术、介入、放化疗等其他方法联合应用,可起到减毒增效之功效。具有益气健脾、活血化瘀、清热解毒、软坚散结、柔肝止痛等功效的中药经常被用于肝癌的治疗并取得临床疗效,临床应用及现代药理学研究较多为“有毒”中药及活血化瘀中药。
“有毒”中药与肝癌治疗 中医认为恶性肿瘤与“毒邪”有关,因此“以毒攻毒”为重要治疗方法,即用峻猛中药以攻邪。历代医家有颇多论述,如虞抟《医学正传》中“大毒之病,必用大毒之药以攻之”[1],明代罗天益《卫生宝鉴》“凡治积非有毒之品攻之则不可”[2]。这种“以毒攻毒”的方法目前在肝癌的治疗中也经常应用,常用的此类中药有、蜂房、全蝎、水蛭、蜈蚣、蟾蜍、守宫、常山、半夏、天南星、马钱子、巴豆、附子和乌头等。
活血化瘀中药与肝癌治疗 气滞血瘀证是肝癌患者常见临床症候,历代医家常从气血运行失常而致气滞血瘀来探讨肿瘤形成的病机。如《圣济总录》认为“瘤之为义,留置而不去也,气血流行不失其常,则形体平和,或余赘及郁结壅塞,则乘应投隙,瘤所以生”[3]。王清任《医林改错》认为“肚腹结块,必有形之血也,血受寒则凝结成块,血受热则煎熬成块”[4]。
因此行活血化瘀也是中医药治疗肝癌的常用方法,常用中药有丹参、赤芍、三棱、水蛭和等。
中药治疗肝癌具有广泛的理论基础,在浩如烟海的中医古籍中不乏与肝癌相关病症的治疗,这些相关病症与肝癌及其并发症的对应是否精确还值得商榷。加强文献学的进一步细化整理研究是深入发掘中医治疗肝癌理论基础必不可少的环节,也是增强中医治疗肝癌说服力的重要途径。
2中药治疗肝癌的实验研究中药治疗肝癌的实验研究主要包括中药复方和单味中药的研究。随着分子生物学广泛应用于中医药研究,利用现代分子生物学技术研究中医药防治肝癌的机制,筛选抗肿瘤中药复方及单味中药成为重要的研究方向。
中药复方抗肝癌作用机制的研究 历代古方中可用于肝癌治疗的中药复方较多,临床上常常根据肝癌的不同证型,选取与之对应的方剂进行加减治疗。如李江等[5]通过研究证实,采用水煎法、梯度乙醇提取法及醇水法从小柴胡汤中获得的提取物对小鼠H22肝癌实体瘤生长有明显的抑制作用,且具有提高荷瘤宿主免疫功能的作用。季幸姝等[6]通过观察膈下逐瘀汤对肝癌Bel7402细胞和大鼠肝癌组织中丝/苏氨酸激酶蛋白及FIEN编码蛋白表达的影响,发现P13K/Akt信号转导通路相关蛋白PA kt水平的降低和PT EN蛋白水平的升高可能是膈下逐瘀汤抗肝癌的主要作用机制之一。杜标炎等[7]研究发现六味地黄丸联用对小鼠移植性肝癌自杀基因治疗具有一定的增效作用,其疗效优于单纯自杀基因疗法或单纯六味地黄丸治疗。进一步研究发现,六味地黄丸含药血清对自杀基因系统10% tk/GCV杀伤大鼠肝癌CBRH7919细胞具有协同增效作用,且有一定的量效关系。
中药复方治疗肝癌的疗效不可否认,但目前存在的问题是中药复方成分的复杂性使其作用机制难以应用单一的药理途径阐明。以辨证论治为特色的中医个体化诊疗要得到推广,必须进行具有统计学说服力的临床研究,解决这个问题应使临床研究对象的选取进一步细化,在此基础上使中药复方规范化,同时通过网络药理学等方法对中药治疗作用产生的人体综合生物效应进行整体观察和分析,增强中药治疗肝癌有效性的可信度和可重复性。
单味中药抗肝癌作用机制的研究 中药单体能在诱导肝癌细胞凋亡、抗肝癌细胞侵袭及转移、诱导肝癌细胞分化、抗肿瘤血管生成、抑制癌基因表达、促进抑癌基因表达、逆转肿瘤多药耐药等多个环节抑制肝癌的发生和发展。陈小义等[8]研究发现, mol/L及以上浓度蟾蜍灵对SMMC 7721细胞具有显著细胞毒作用,细胞生长相关基因P21wafl/cipl在蟾蜍灵诱导下表达上调,同时受P21wafl/cipl调控的增殖细胞核抗原的表达下降,二者呈负相关,提示中药可通过直接杀伤肝癌细胞和抑制其增殖而发挥抗癌效应。黄应申等[9]以10 mmol/L脂蟾毒配基处理Bel 7402细胞24 h后,发现癌细胞出现凋亡的形态变化,其凋亡率明显高于对照组细胞;脂蟾毒配基引起线粒体膜电位下降,释放入胞质中的细胞色素c增多,促进Caspase 3蛋白活化,抑制Bcl 2蛋白表达,诱导细胞凋亡,其诱导凋亡作用可能通过线粒体通路实现。黄炜等[10]探讨了18 β-甘草次酸和甘草酸对Bel 7402细胞增殖的抑制和诱导分化作用,揭示二者有抑制人肝癌细胞增殖和诱导分化的作用。魏志霞[11]研究发现,川芎嗪可提高SMMC7721/多柔比星细胞内化疗药物的浓度,增强多柔比星作用,表明从中药筛选出低毒的多药耐药逆转剂是可能的。
何芳等[12]探讨人参皂苷Rg3联合三氧化二砷对肝癌裸鼠移植瘤模型的治疗作用,发现人参皂苷Rg3能通过抑制肿瘤新生血管形成,明显降低肿瘤内微血管密度;人参皂苷Rg3与As203联合应用能明显抑制裸鼠肝癌移植瘤的生长。罗明等[13]通过采用腹腔注射苦参碱和氧化苦参碱观察二乙基亚硝胺诱发肝癌的大鼠肝脏病理改变、肝表面癌结节数和血清ALT、GGT、ALP 的变化,发现苦参碱和氧化苦参碱组的大鼠体重明显高于模型组,肝表面癌结节数、肝/体重比和血清ALT、GGT 明显低于模型组(P<)。而 ALP 升高,说明苦参碱和氧化苦参碱能延缓二乙基亚硝胺诱发大鼠肝癌形成,保护肝细胞免受损伤。
单味中药治疗肝癌的研究较中药复方研究更为深入,其原因在于相对于中药复方,单味中药的有效成分相对容易确定,其量效关系及药理学、药代动力学研究较中药复方易进行。目前的问题之一在于此类研究较多采取的是某味中药的提取物。尽管提取物能在某一方面说明该味中药的生物学效应的机制,但表现的生物学效应与该味中药相比有多少差距尚不能明确;另一方面单味中药提取物的研究往往是发现了某一化学成分的生物学效应或临床疗效,如何将其与中医的辨证论治治疗肝癌结合起来是我们不得不面对的问题。要解决这个问题,须要增强中药治疗肝癌研究的科学说服力,这仍有不易克服的困难。类似于中药药性本质及其临床效应生物学基础的相关研究为单味中药治疗肝癌的研究提供了新的思路和方法。
3中药治疗肝癌的临床研究中药联合放化疗治疗肝癌的研究 顾本宇[14]通过观察益气健脾疏肝中药联合化学药物动脉灌注治疗中晚期原发性肝癌的临床疗效,发现中药联合化疗药物治疗组的稳定率为,明显高于对照组的(P<);治疗组 12、18、24 个月的生存率与对照组比较,差异有统计学意义(P<)。
尤建良等[15]通过观察中药调气行水方联合顺铂、白细胞介素-2腹腔内注射治疗肝癌腹水的临床疗效,发现该疗法能有效控制腹水,改善体力状况,提高患者生命质量,缓解常见临床症状,提高疾病控制率,提示配合中药能减轻化疗药物及生物反应调节剂的毒副反应。
目前中药联合化疗治疗肝癌的研究主要在临床有效性方面,阐述其有效机制的研究尚少,进一步深入研究须说明为什么联合中药会有较好的效果,这一点须要借助分子生物学等技术手段来寻找中药疗效的效应物质基础及作用靶标,这也是今后中药临床有效性的重点研究方向。
中药联合手术治疗肝癌的研究 目前肝癌治疗普遍采用的根治性治疗方式为手术切除和肝移植,约30%~40%患者采用此法,肝移植的总体疗效优于手术切除治疗。 现阶段肝移植治疗肝癌的最佳适应证仍为米兰标准,但由于移植器官不足,对移植适应证的扩大应慎之又慎,术后的复发和转移是影响疗效的主要因素。通过使用药物预防或延迟肿瘤的复发,针对肿瘤生物发生途径中的关键分子进行靶向治疗也可使肝癌治疗发展日趋完善[16]。中药联合手术治疗肝癌为有效的治疗方式,如陈立武等[17]通过观察中药全身治疗与手术相结合的协同作用,将60例患者随机分为2组,中西医结合治疗组(30例)在手术前1周开始复方中药治疗并于术后续行中药治疗,对照组(30例)只作单纯手术治疗,比较2组的疗效、生存率及并发症。结果发现治疗组与对照组相比,24、36 个月生存率有显著差异(P<)。
提示在肝癌围手术期中应用复方中药可减少并发症,提高手术疗效及累计生存率。
中药复方联合手术治疗肝癌的研究更多集中在对症候的改善、生存率的影响、并发症的减少等方面,存在的问题有:相关临床资料的样本数较少;
症候学改善等尚未建立统一的评价体系;未能深入分析其疗效的生物学机制等。进一步的研究须要扩大样本数量,建立症候学统一客观化评价体系,同时深入研究其疗效改善的机制,才能增强中药联合手术治疗肝癌的可信度和说服力。
中药介入治疗肝癌的研究 中晚期肝癌患者常因伴有明显的器质性和功能性改变,难以进行手术治疗。肝癌介入治疗作为中晚期肝癌患者可选择的重要方法,能够延长患者生存期,改善生活质量。
存在的问题为化疗介入药物多可造成肝功能不同程度的损害,介入药物的不良反应又严重影响中远期的疗效。因此介入治疗中如何减少肝功能损害是治疗的重点。通过大量临床实践,目前已筛选出许多具有抗肿瘤作用的中药及其有效成分,与肝动脉化疗栓塞介入疗法结合进行研究,为肝癌的介入治疗提供了新的方法和手段。
李琦等[18]进行了去甲素微球介入治疗大鼠肝癌的有关研究,结果显示此疗法对大鼠肝癌有较好治疗作用,其作用机制与栓塞肿瘤微血管,缓慢释放去甲素,诱导肿瘤细胞凋亡和下调肝肿瘤细胞Ki-67的表达,从而抑制肿瘤细胞增殖相关。
冯敢生等[19]将白及用于肝动脉栓塞治疗肝癌,并与明胶海绵对照。结果表明,白及具有强大的栓塞作用,侧枝循环形成均在6个月以上,介入治疗间隔时间长,肿瘤坏死、缩小率及1、2、3 年生存率均优于明胶海绵。陈武进等[20]研究认为,采用酸钠联合常规化疗药物介入治疗中晚期肝癌患者可明显降低甲胎蛋白,提高疗效,同时减轻化疗药物对骨髓的抑制。以上研究表明,中药介入治疗具有增强免疫、抗炎、抗病毒和促进黏膜修复等作用,对肝功能无明显损害,无骨髓抑制,并有升高白细胞等作用。这些优点使中药可能部分或完全取代西药,成为肝癌介入治疗较理想的栓塞剂。
中药在肝癌的介入治疗中具有独特优势。中药介入治疗能减轻不良反应,使患者生存期延长,生存质量提高,而且中药资源丰富,经济合理,有利于减轻治疗负担。目前存在的问题是,中药的介入治疗总体上发展仍不够成熟。进一步的研究可从规范治疗方案,合理选择介入治疗药物,建立严格的疗效评价标准,研发抗癌中药新制剂和新剂型等方面进行。
其他中药治疗肝癌的研究 中药用于肝癌的治疗方法除口服和介入注射外,还有许多新的途径可用于肝癌及其并发症的治疗。中药穴位注射治疗肝癌也被证明有明确的临床疗效,如胡军和瞿晓东[21]每天1~2次以丹参注射液、柴胡注射液或黄芪注射液进行双侧足三里、阳陵泉、曲池及内关注射。内关穴1 ml,其他穴位2~4 ml,4穴位交替进行,能够明显缓解晚期肝癌疼痛。中药瘤体内注射也可用于晚期肝癌的治疗,如涂小煌和戴西湖[22]曾应用超声引导下瘤体内注射去甲素治疗中晚期原发性肝癌,取得较好疗效。
中药治疗肝癌的方法较多,形式多样,从方法学的角度讲,有着更大的研究价值和意义。目前的研究须要注意如何更好地将这些方法进行合理的推广应用,同时临床疗效的观察还须进行严谨的实验设计,以增强中药治疗肝癌的有效性和可信度。
对于中药治疗肝癌的深入研究,须要更细化更严谨的文献研究为治法用方提供更有说服力的理论支持。在此基础上,借助分子生物学等技术手段,运用网络药理学等研究方法,从多学科交叉研究中药治疗肝癌的有效性出发,探寻中药疗效可能的效应物质基础及作用靶标,对单味中药及复方治疗肝癌的综合生物学效应进行整体观察和分析,进一步合理选择治疗药物,规范治疗方案,建立严格的疗效评价标准,深入研发抗癌中药制剂和剂型,充分发挥中药治疗肝癌的优势.
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