第三讲-茶与防癌.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,癌症,癌症的定义,癌症的发病原因,茶对癌症和肿瘤的防治机理和疗效,第三章 茶对十大疾病的防治机理和疗效作用,本章要述,癌症,癌症的定义,癌症的发病原因,茶对癌症和肿瘤的防治机理和疗效,3.1,茶黄素对癌症和肿瘤的防治机理,3.1.1,茶黄素对肿瘤起始阶段抑制,3.1.2,茶黄素对肿瘤转录和生长抑制,3.1.3,茶黄素清除自由基和抗氧化机制,3.1.3.1,抑制自由基产生,3.1.3.2,抑制氧化酶系,3.1.3.3,茶黄素与金属离子络合,3.1.3.4,直接清除自由基,3.1.3.5,对抗氧化体系激活作用,3.1.3.6,抗氧化构效关系,3.2,茶多酚对癌症和肿瘤的防治机理,3.2.1,茶多酚对肿瘤起始阶段抑制,3.2.2,茶多酚对肿瘤转录和生长抑制,3.2.3,茶多酚对肿瘤进展期的抑制,3.2.4,茶多酚清除自由基和抗氧化机制,3.3,茶叶抗癌作用的流行病学调查,1,癌症的定义,癌症是一组可影响身体任何部位的多种疾病的通称。也称为恶性肿瘤和赘生物。癌症的特征是快速产生异常细胞，这些细胞超越其通常边界生长并可侵袭身体的毗邻部位和扩散到其它器官。这一过程被称之为转移。转移是癌症致死的主要原因。,三大疾病：癌,癌症种类,死亡人数（万）,肺癌,130,胃癌,80.3,结肠癌,63.9,肝癌,61,乳癌,51.9,表,1,全球主要癌症种类和死亡人数,3,茶对癌症和肿瘤的防治机理和疗效,茶叶抗癌的研究主要围绕如下三个问题：茶叶能不能抗癌、茶叶抗癌的有效成分及其抗癌机理是什么,?,茶叶抗癌的有效成分是什么？这在本书的第二章茶叶有效成分与功能中已经介绍，包括了茶多酚、茶黄素等多种化合物。是茶叶中含有的多羟基酚类化合物。对于绿茶儿茶素和红茶中的茶黄素的主要抗癌作用和机理取得了许多重要的结果，并且对其抑制肿瘤产生的作用机理进行了大量深入研究。,与上述这些过程有关的重要酶学指标有：,1,）细胞色素,P450,氧化酶类在前致癌物代谢成为,DNA,结合代谢物中起重要作用，因为与,DNA,相结合是肿瘤启动阶段所必需的。,2,）作为肿瘤促进阶段的关键酶和原生型致癌基因，鸟氨酸脱羧酶,(ODC),可诱导聚胺的形成，而聚胺被认为与细胞增殖和癌变过程有密切关系，聚胺在癌细胞中的浓度高于正常细胞。,3,）基质金属蛋白酶,(Matrix metalloproteinase,，,MMP),也是抗癌机理研究中异常活跃和非常重要的一类酶。细胞的转移要先穿透一层基层膜，除白血球外，正常细胞无法穿透这种基层膜，而癌细胞和白血球则可以穿透，其机制相同，都用一种金属蛋白酶使基质膜分解，穿透第一层膜后，再穿透基层膜以及血管的内皮细胞后，癌细胞即进入血液，随血液流动转移。,4,）端粒酶,(Telomerase),是控制癌细胞增殖能力的一种关键酶，它具有反转录活性的核糖粒蛋白，起着保持染色体末端完整和控制细胞分裂的作用。在人体直肠癌、肺癌、乳腺癌和食道癌中均发现有过量表达。,5,）氧化酶与生物体内自由基生成相关。黄嘌呤氧化酶,(XO),、过氧化酶系统,(MPO),、还原型辅酶,(NADPH),、脂氧化酶和环氧化酶、,NO,合成酶等生物体内许多氧化酶均与自由基生成相关，是引发和促发癌症发生的一些关键酶。,6,）抗氧化酶是人体有益的解毒酶类，它们对减少致癌物质的形成和积累起重要作用。主要有超氧化物歧化酶（,SOD,）、过氧化氢酶（,CAT,）、谷胱甘肽过氧化物酶（,GPx,）、,NADPH,醌氧化还原酶、谷胱甘肽,S,转移酶（,GST,）酶等。因此科学家将这些酶作为肿瘤研究的生化标记物。,自由基清除系统,人体内自身存在自由基清除系统，如低分子化合物（维生素,A,、,C,、,胡萝卜素）和酶类像超氧化物岐化酶（草地）、谷胱甘肽过氧化酶（,GSH-PX,）、过氧化氢酶（,CTA,），它们可以清除体内过剩的自由基，维持自由基的动态平衡。随着年老，清除系统功能减退，自由基产生增加，加速了机体的衰老性变化。,（,2,）,自由基反应,一级碳自由基,带有孤电子的原子或原子团称为自由基。含有孤电子碳的体系称为碳自由基。,三级碳自由基,二级碳自由基,自由基的结构特点,三种可能的结构：（,1,）刚性角锥体，（,2,）迅速翻转的角锥体，（,3,）平面型。,自由基的定义,自由基的产生,热均裂产生,辐射均裂产生,单电子转移的氧化还原反应产生,光,H,2,O,2,+Fe,2+,HO +HO,-,+Fe,3+,RCOO,-,RCOO,-e,-,电解,自由基的稳定性,H=359.8kJ/mol (88,kcal,/mol),苯甲基自由基 稀丙基自由基 三级丁基自由基 异丙基自由基,乙基自由基 甲基自由基 苯基自由基,共价键均裂时所需的能量称为键解离能。,键解离能越小，形成的自由基越稳定。,均裂,高分子化学,简介,一自由基,(,Free radical,),的种类,预备知识简介,3.2,自由基聚合机理,Polymerization by Free Radical Mechanisms,原子自由基：,基团自由基：,离子自由基：,3.2,自由基聚合机理,高分子化学,二自由基的反应,1,加成反应,2,转移反应,R+RH R-H+R,3,偶合反应,R+R R-R,4,歧化反应,5,氧化反应,HO+Fe,2+,HO,+Fe,3+,3.2,自由基聚合机理,高分子化学,三自由基的稳定性,说明：,共轭效应使自由基稳定；和空间效应。,斥电子诱导效应使自由基稳定性降低；,共轭效应和诱导效应矛盾时，共轭效应为主；,空间位阻大，自由基稳定性高。,电性效应和空间效应矛盾时，空间效应为主。,3.2,自由基聚合机理,高分子化学,三苯甲烷 苄基 对苯二酚 烯丙基,烷基酯基 烷基睛基 烷基酮基,三烷基 二烷基 烷基 苯基 甲基 氢原子,自由基稳定性顺序由大到小,11,13,12,带共轭取代基，稳定,带吸电子取代基，比较稳定,带推电子取代基，活泼自由基,活泼自由基可引发单体进行自由基聚合；稳定自由基为自由基聚合阻聚剂,3.2,自由基聚合机理,高分子化学,四、自由基聚合反应（,radical polymerization),是,烯烃,和,共轭二烯烃,聚合的一种重要方法。,自由基聚合反应中需要活性中心（,reactive center),自由基,，它的产生及活性对聚合反应起决定性作用。,自由基聚合反应是,连锁聚合反应,（,chain reaction),的一种，遵循连锁反应机理，通过三个基元反应，即链引发、链增长和链终止使小分子聚合成大分子。在聚合过程中也可能存在另一个基元反应,链转移反应（,chain transfer reaction),；链转移反应对聚合物的分子量、结构和聚合速率产生影响。,茶黄素清除自由基和抗氧化机制,1.,茶黄素清除自由基和抗氧化机制；,抑制自由基产生；,2.,抑制氧化酶系,；,3.,茶黄素与金属离子络合；,4.,直接清除自由基；,5.,对抗氧化酶体系的激活作用。,茶多酚对癌症和肿瘤的防治机理,1.,茶黄素清除自由基和抗氧化机制；,抑制自由基产生；,2.,抑制氧化酶系,；,3.,茶黄素与金属离子络合；,4.,直接清除自由基；,5.,对抗氧化酶体系的激活作用。,茶多酚分子结构中具有活泼的羟基氢，能与自由基结合，终止自由基的链锁反应，捕获过量的自由基。故儿茶酚既能防止自由基损伤,DNA,等和引起脂质过氧化作用，又能与细胞游离的铁和亚铁离子螫合，抑制反应性氧化物的产生，还能与不饱和脂肪酸竞争性地与活性氧结合，终止脂质过氧化的链式反应，阻止,ROS,对,DNA,的损伤、基因表达的改变和细胞生长分化的影响。,茶多酚对肿瘤起始阶段抑制,启动期即正常细胞由于致癌物或紫外线的作用或生物因素的诱导而导致靶细胞的,DNA,损伤，形成启动细胞。大部分终致癌物经过代谢排出体外，少部分未代谢的终致癌物作用于原癌基因的,DNA,或抑癌基因的,DNA,，使癌基因得到表达。紫外线（,UV,）的损伤作用首先是使脂类物质，尤其是不饱合脂过氧化产生自由基，然后再作用于,DNA,达到损伤目的，并使细胞进入启动期。,对致癌物代谢途径的调控,茶多酚对多种致癌物的作用均有抑制作用，如化学致癌剂杂环胺类、芳,香胺类、黄曲霉素,B,、苯并芘、,1,，,2-,二溴乙烷、,2-,硝基丙烷等。已经明确有两种机理，一是茶多酚通过增强对这些致癌物的新陈代谢达到抑制作用；二是作用于前诱变剂和他们的代谢产物，从而减少他们潜在的诱变性。,对,DNA,的保护和合成抑制双向调控,茶多酚除了保护正常细胞,DNA,受化学诱变剂侵害，还可以对癌细胞的,DNA,合成进行抑制。,茶多酚对肿瘤转录和生长抑制,促进期即启动细胞内在细胞水平上发生了一系列的变化，包括鸟氨酸脱羧酶（,ODC,）、激动蛋白,AP1,等因子水平的提高，各种促进生长的胞内信使磷酸化并发生级联反应，从而导致,DNA,的扩增使细胞向癌细胞转化或发生分化和赘化。,对鸟氨酸脱羧酶的抑制,作为肿瘤促发阶段的关键酶和原生型致癌基因，,鸟氨酸脱羧酶,ODC,可诱导聚胺的形成，而聚胺被认为与细胞增殖和癌变过程有密切关系，聚胺在癌细胞中的浓度高于正常细胞，因此一些,ODC,酶的抑制物，如二氟甲基乌氨酸,(DFMO),被用于癌症的预防和治疗。,对激动蛋白,AP1,的抑制,AP1,的磷酸化是细胞引发赘化、转化、分化和凋亡的信使，高水平的,AP1,可在癌的促进和进展期被发现，同时发现,JB-6,中,AP1,引起的信号传递是通过了,C-jun NH2-,末端激酶途径所增强转录的。,EGCG,和茶黄素在癌症细胞的促进期可抑制,AP-1,的活性，从而抑制癌细胞的转化,环基质金属蛋白酶,(Matrix metalloproteinase,，,MMP),位于肿瘤细胞表面，它有,20,多种酶，其中,MMP.2,、,MMP.3,和,MMP.9,具有高选择性。这些,MMP,酶对癌细胞转移是必不可少的。因此抑制,MMP,酶活性的化合物对控制癌细胞转移是有效的。,抑制,MMP,酶活性,与癌细胞,67LR,的结合,众多的研究发现癌细胞表面有过量的,67LR,存在，与癌细胞入侵和转移直接相关。因而,67LR,在癌细胞穿透基层膜而转移的过程中起重要的作用。日本九州大学科学家,Taehlbana,等人的研究找到了与,EGCG,结合的受体，它就是与癌细胞入侵和转移起重要作用的,67LR,。与清水处理的对照相比，有,67LR,的人类肺癌细胞经,ECCG,处理后其生长受到明显的抑制，浓度分别为,0.1,和,1,微摩尔。而无,67LR,的肺癌细胞经,EGCG,处理后其生长不受影响。在,EGCG,处理前用,67LR,的抗体处理，,EGCG,则失去了对癌细胞生长的抑制作用。这些表明,67LR,是,EGCG,抗癌作用的直接受体。其他的茶叶成份，如用咖啡因和其他的茶多酚处理，既不能结合于细胞表面也不能抑制有,67LR,的癌,茶多酚对细胞进展期的抗癌机理,进展期即从一个癌细胞开始到发展成病灶。茶多酚这一时期的作用实质就是抗癌作用，包括了对癌细胞不同于正常细胞性质的抑制或使癌细胞的无限制生长终止而凋亡。,端粒酶,(Telomerase),是控制癌细胞增殖能力的一种关键酶，它是一种具有反转录活性的核糖粒蛋白，起着保持染色体末端完整和控制细胞分裂的作用。正常细胞每分裂一次，染色体的端粒会缩短,50200 bP,，当缩短到一定长度时，细胞不再分裂，进入自然死亡。,85,以上的癌症都表现端粒酶的活性，而大多数体细胞则没有可检出的端粒酶活性。,茶多酚清除自由基和抗氧化机制,3.2.3.1,抗氧化作用和清除自由基的作用,抗氧化剂,相对抗氧化活性（,mM,）,维生素,C,1.00.02,维生素,E,1.00.03,槲皮酮,4.7,0.10,EC,2.4,0.02,EGC,3.8,0.06,EGCG,4.8,0.06,ECG,4.9,0.02,茶黄素,(TF1),2.90.08,茶黄素,-,单没食子酸酯,A(TF2A),4.70.16,茶黄素,-,单没食子酸酯,B(TF2B),4.80.16,茶黄素,-,双没食子酸酯,(TF3),6.20.43,各种,天然,抗氧化剂抗氧化活性,茶叶中的,EGCG,、,ECG,、茶黄素单没食子酸酯和双没食子酸酯的抗氧化活性分别是维生素,C,和维生素,E,的,4.8,，,4.9,，,4.7,和,6.2,倍。,Hansan,等,8,对茶叶的多种组分分析研究后对茶叶防癌抗癌做了一系列的实验得出了下列结论：作用于,P450,，阻止依赖于,P450,的氧化酶，减少由原致癌物向终致癌物转变的过程，从而对多环芳烃、苯并芘、,3-,甲基胆蒽和,7,12-,二甲基苯并蒽等化学致癌剂起预防作用，防止进一步损伤,DNA,；清除自由基；抑制,UV,的诱导；抑制了鸟苷酸脱羧酶和脱脂氧合酶活性。,茶叶抗癌作用的流行病学调查,“,广岛现象”。,1945,年,8,月，广岛原子弹轰炸使,1O,多万人立即丧生，同时数十万人遭受辐射伤害。几十年后，大多数人患上白血病或其他各种癌肿，先后死亡。但研究却发现有,3,种人侥幸无恙：茶农、茶商、茶癖者。,安溪县抗癌协会与福建医科大学组成的“安溪铁观音预防食管癌流行病学研究”科技项目研究小组从流行病学、环境因素、基因蛋白产物、遗传学等多方面进行研究。研究认为安溪铁观音具有降低食管癌患病危险；降低,P53,基因蛋白表达，减少具食管癌家庭史一级亲属患食管癌危险等特殊功效。该项目研究结果表明乌龙茶是一项独立的保护因素，患食管癌的危险随着饮茶频率的增加、月茶叶消耗量、一生中总茶叶消耗量的增加而下降。,高静等调查上海市,1997,年,1,月至,20o2,年,12,月间已确诊年龄,3O-69,岁的子宫内膜癌患者,(n=995),例和全人群对照,(n,：,1087),相关情况，采用非条件,logistic,回归模型分析饮茶与子宫内膜癌的关系。结果显示：与从未饮茶者相比，有饮茶史者患子宫内膜癌的危险略降低,(OR=0.82,，,P=0.0466),。饮茶主要对绝经前女性有保护作用,(OR=0.74,，,95,CI,：,0.541.08),。,张学宏等采用全人群病例对照研究，以上海市新发胆道癌患者,627,例,(,其中胆囊癌,368,例，肝外胆管癌,191,例和壶腹癌,68,例,),；按年龄,(,每,5,岁,1,组,),频数配对对照人群,959,人；同时收集胆石症患者,1037,例。采用非条件,Logistic,回归模型，分析饮茶与胆道癌、胆石症的关系。结果显示：与不饮茶者比较，女性胆囊癌、肝外胆管癌和胆石症组中现仍饮茶者的调整,0R,分别为,0.57(95,CI,：,O.34-0.96),、,0.53(95,CI,：,0.27-103),和,0.71(95,CI,：,0.51-0.99),，肝外胆管癌,0R,值随饮茶年龄的提前及饮茶年限的增加而降低，趋势检验达到显著性水平。男性胆囊癌、肝外胆管癌和胆石症组,0R,均,1,，但尚无统计学意义。也就是说，饮茶可能对女性胆囊癌、肝外胆管癌具有保护作用，这一 保护作用不依赖于胆石症而具有独立性。,王建明等全面检索相关文献，剔除不符合要求的文献，对,18,篇符合入选标准的文献应用,STATA7.0,软件对各研究结果进行一致性检验，运用,Meta,分析法，选择固定效应模型或随机效应模型，以比值比,(0R),为饮茶与食管癌患病关系的统计量，计算合并,OR,值及其,95,CI,，结果一致性检验,Q=89.718,，,P0.01,饮茶的合并,0R,值为,0.638(95,CI,为,0.5050.807),。显示饮茶可减少中国人群患食管癌的危险。,（二）酶的活性调节,在生物体内，酶活性的大小受到调节和控制，只有这样才不会引起某些代谢产物的不足或积累，也不会造成某些底物的缺乏或过剩，使得各种代谢产物的含量保持着动态平衡。酶活性的调节是细胞中最快速，最经济的调节方式。,酶活性调节不是由于代谢途径中全部酶活性的改变，而常常只取决于某些甚至某一个关键酶活性的变化。这些酶又称调节酶、关键酶或限速酶（表,12-2,）。,表,12-2,主要代谢途径的限速酶,代谢途径,限速酶,糖酵解途径,己塘激酶、,1-,磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶,磷酸戊糖途径,葡萄糖,-6-,磷酸脱氢酶,三羧酸循环,柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、,-,酮戊二酸脱氢酶复合体,糖异生,丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖,-1,，,6-,二磷酸酶、,葡萄糖,-6-,磷酸酶,