2,5-呋喃二甲醇在制备抗肿瘤药物中的应用
阅读说明：本技术 2,5-呋喃二甲醇在制备抗肿瘤药物中的应用 (Application of 2, 5-furandimethanol in preparation of antitumor drugs ) 是由 冯昆 侯亚男 郑春辉 王雅溶 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明属于医药领域,公开了一种2,5-呋喃二甲醇在制备抗肿瘤药物中的应用,所述肿瘤包括神经母细胞瘤、肺癌、胃腺癌和结直肠腺癌。一种抗肿瘤药物,所述抗肿瘤药物包括2,5-呋喃二甲醇。所述抗肿瘤药物还包括药学上可接受的辅料。所述抗肿瘤药物的给药方式为口服或注射。本发明首次公开了2,5-呋喃二甲醇的新的医药用途,即可用于制备抗肿瘤药物,给治疗肿瘤提供了一种新的途径和手段。本发明指出2,5-呋喃二甲醇的毒副作用小,可对多种类型的肿瘤产生显著的抑制作用,具有良好的临床应用价值。(The invention belongs to the field of medicines, and discloses application of 2, 5-furandimethanol in preparation of antitumor drugs, wherein tumors comprise neuroblastoma, lung cancer, gastric adenocarcinoma and colorectal adenocarcinoma. An anti-tumor drug, which comprises 2, 5-furandimethanol. The anti-tumor medicine also comprises pharmaceutically acceptable auxiliary materials. The administration mode of the anti-tumor medicine is oral administration or injection. The invention discloses a new medical application of 2, 5-furandimethanol for the first time, namely the 2, 5-furandimethanol can be used for preparing anti-tumor medicaments, and provides a new way and means for treating tumors. The invention indicates that the 2, 5-furandimethanol has small toxic and side effects, can generate obvious inhibition effect on various tumors, and has good clinical application value.)
技术领域
本发明属于医药领域，特别涉及2,5-呋喃二甲醇在制备抗肿瘤药物中的应用。
背景技术
肿瘤是严重危害人类健康的多发重大疾病之一，对于早期肿瘤医学上已有较好的治疗手段，但对于恶性肿瘤主要还是通过治疗以提高患者的生活质量和延长存活时间，较难以彻底根除而不复发。虽然近几十年来对于抗肿瘤药物的研究已取得很多重大成果，但目前临床上使用的大多数抗肿瘤药物在杀灭肿瘤细胞的同时又杀伤正常的机体细胞，不仅影响了治疗效果而且给肿瘤患者带来了极大的痛苦。因此，人们仍需要不断致力于进行新型抗肿瘤药物的研究开发。
2,5-呋喃二甲醇通常作为一种药物制备的中间体，合成治疗神经退行性疾病的药物，如用于防治神经退行性疾病帕金森症的药物等(关贵彬等，中药与食品中共性成分5-羟甲基-2-糠醛的生物活性及其安全性研究进展[J].中国药师，2018,21:1456-1459)。而5-羟甲基-2-糠醛作为2,5-呋喃二甲醇的下游产物，也存在于山茱萸、何首乌、五味子和党参中，具有抗心肌缺血，抗氧化，降血压，降血糖及改善学习记忆功能。
但是目前国内外尚未有2,5-呋喃二甲醇的药理活性和毒性的相关资料，也未有2,5-呋喃二甲醇是否具有诱导癌细胞凋亡作用的报道，更没有将2,5-呋喃二甲醇用于制备抗肿瘤药物的先例。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种2,5-呋喃二甲醇在制备抗肿瘤药物中的应用。2,5-呋喃二甲醇对多种类型肿瘤(例如神经母细胞瘤、肺癌、胃腺癌和结直肠腺癌)具有良好的抑制效果，且不良反应小。
2,5-呋喃二甲醇在制备抗肿瘤药物中的应用，所述肿瘤包括神经母细胞瘤、肺癌、胃腺癌和结直肠腺癌。
一种抗肿瘤药物，所述抗肿瘤药物包括2,5-呋喃二甲醇。
所述抗肿瘤药物为人用抗肿瘤药物或动物用抗肿瘤药物。
优选的，所述抗肿瘤药物中2,5-呋喃二甲醇的质量含量为5-30％。
优选的，所述抗肿瘤药物还包括药学上可接受的辅料。
进一步优选的，所述药学上可接受的辅料包括渗透压调节剂、pH值调节剂、增溶剂、助溶剂、抗氧剂、抑菌剂、乳化剂、粘合剂和助悬剂中的至少一种。
所述药学上可接受的辅料包括但不限于以下种类：司盘、吐温、聚乳酸、淀粉、乙醇、羧甲基淀粉钠、硬脂酸镁、聚乙二醇和卡波姆。
优选的，所述抗肿瘤药物的制剂形式为凝胶剂、软胶囊剂、口服制剂、注射液、冻干粉针剂或大输液剂。大输液剂指容量大于等于50mL并直接由静脉滴注输入体内的液体灭菌制剂。
优选的，所述抗肿瘤药物的给药方式为口服或注射，所述注射的方式为静脉注射、肌肉注射、腹腔注射或皮下注射。
所述抗肿瘤药物为肿瘤细胞生长抑制剂。所述抗肿瘤药物中的有效活性2,5-呋喃二甲醇可抑制肿瘤细胞的生长，并诱导肿瘤细胞发生凋亡。
本发明采用神经母细胞瘤、肺癌细胞、胃腺癌和结直肠腺癌细胞进行体外肿瘤细胞试验，试验结果表明2,5-呋喃二甲醇可诱导多种类型的肿瘤细胞发生凋亡，具有很好的抗肿瘤效果。同时，本发明开展2,5-呋喃二甲醇对动物的毒性试验，结果表明2,5-呋喃二甲醇的毒副作用小，不会影响动物的正常活动，也不会引起机体器官的病变。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
1.本发明提供了2,5-呋喃二甲醇在制备抗肿瘤药物中的新应用，2,5-呋喃二甲醇对多种类型的肿瘤都具有良好的抑制生长和杀灭作用，具有广阔的临床应用前景；
2.通过大鼠的毒性实验表明，灌胃2,5-呋喃二甲醇溶液所产生的不良反应和毒副作用轻微，不会影响大鼠的正常活动，也不会引起器官的明显病变。
3.2,5-呋喃二甲醇的结构较为简单，获取难度较低，将2,5-呋喃二甲醇应用于制备抗肿瘤药物，有助于控制药物的成本。
附图说明
图1为实施例5中，空白对照组、中剂量组和高剂量组的大鼠经灌胃14d后肝、肾、脾的病理切片图。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
实施例1
2,5-呋喃二甲醇对人神经母细胞瘤SH-SY5Y的细胞毒性试验：
SH-SY5Y购自国家实验细胞资源共享服务平台(3111C0001CCC000026)。
完全培养基：100mL完全培养基中含有89.1mL RPMI-1640培养基、9.9mL胎牛血清和1mL青霉素-链霉素溶液。在青霉素-链霉素溶液中，青霉素的含量为10KU/mL，链霉素的浓度为10mg/mL。
换液：使用移液器移出培养瓶中的完全培养基，用2-3mL PBS溶液(磷酸盐缓冲溶液)洗涤细胞2-3次，加入4mL新鲜的完全培养基，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养。
传代：使用移液器移出培养瓶中的培养基，用2-3mL PBS溶液洗涤细胞2-3次，加入500μL含0.25％EDTA的胰酶消化1-2min，弃胰酶；加入3mL完全培养基终止消化，吹打混匀，保留1mL液体在培养瓶中并补充3mL新鲜的完全培养基，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养，每隔四天传代一次。
种板：使用移液器移出培养瓶中的培养基，用2-3mL PBS溶液洗涤细胞2-3次，加入500μL含0.25％EDTA的胰酶消化10s，弃胰酶，加入3mL完全培养基终止消化，吹打混匀，取10μL于血球计数板上计数，调整细胞密度为3×105个/mL，按照100μL/孔在96孔板上进行种板，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养24h。
给药：用基础培养基配制浓度为0μmol/L、22.5μmol/L、45μmol/L、90μmol/L、180μmol/L、360μmol/L、720μmol/L的2,5-呋喃二甲醇溶液，用移液器小心移去孔内液体，每孔分别加入100μL不同浓度的2,5-呋喃二甲醇溶液，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养24h。上述基础培养基购自赛默飞世尔。
SH-SY5Y的存活率测定：将CCK-8溶液(购自日本同仁化学)与基础培养基以1:10的比例配制混悬液，用移液器小心移去96孔板中孔内液体，并在每孔中加入110μL混悬液，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱孵育4h，酶标仪测定A450(A450指CCK-8在波长为450nm处的吸光值，可间接反映活细胞数量)。
测定结果如表1所示：
表1 SH-SY5Y的细胞存活率(n＝6)
注：同一列中字母不同即表示差异显著(P<0.05)
由表1可知，在低浓度处理时，2,5-呋喃二甲醇能促进SH-SY5Y细胞的生长，但随着2,5-呋喃二甲醇浓度的进一步升高，SH-SY5Y细胞的生长受到抑制，存活率开始下降，IC50值(半抑制浓度，指药物诱导50％肿瘤细胞发生凋亡时的药物浓度)为96.71μmol/L。
实施例2
2,5-呋喃二甲醇对人肺癌细胞A549的细胞毒性试验：
A549购自国家实验细胞资源共享服务平台(3111C0001CCC000002)。
完全培养基：100mL完全培养基中含有89.1mL RPMI-1640培养基、9.9mL胎牛血清和1mL青霉素-链霉素溶液。
换液：使用移液器移出培养瓶中的培养基，用2-3mL PBS溶液洗涤细胞2-3次，加入4mL新鲜的完全培养基，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养。
传代：使用移液器移出培养瓶中的培养基，用2-3mL PBS溶液洗涤细胞2-3次，加入500μL含0.25％EDTA的胰酶消化1-2min，弃胰酶，加入3mL完全培养基终止消化，吹打混匀，保留1mL液体在培养瓶中并补充3mL新鲜的完全培养基，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养，每隔两天传代一次。
种板：使用移液器移出培养瓶中的培养基，用2-3mL PBS溶液洗涤细胞2-3次，加入500μL含0.25％EDTA的胰酶消化1-2min，弃胰酶，加入3mL完全培养基终止消化，吹打混匀，取10μL于血球计数板上计数，调整细胞密度为5×104个/mL，按照100μL/孔进行种板，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养24h。
给药：用基础培养基配制浓度为0mmol/L、0.1mmol/L、0.3mmol/L、0.5mmol/L、0.7mmol/L、0.9mmol/L、1.2mmol/L、1.5mmol/L、2mmol/L的2,5-呋喃二甲醇溶液，用移液器小心移去孔内液体，每孔中分别加入100μL不同浓度的药液，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱继续培养24h。
A549的细胞存活率测定：将MTT母液(母液中MTT的浓度为5mg/mL)与基础培养基以1:4的比例配制混悬液，用移液器小心移去孔内液体，并在每孔中加入100μL混悬液，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中孵育4h，孵育结束后，小心弃去上清，加入250μL DMSO溶液，充分震摇5min后，酶标仪测定A490(A490指MTT在波长为490nm处的吸光值，可间接反映活细胞数量)。
测定结果如表2所示：
表2 A549的细胞存活率(n＝6)
注：同一列中字母不同即表示差异显著(P<0.05)
由表2可知，随着2,5-呋喃二甲醇浓度的升高，抑制了A549细胞的生长，IC50值为0.6967mmol/L。
实施例3
2,5-呋喃二甲醇对人胃腺癌细胞SGC7901的细胞毒性试验：
SGC7901购自国家实验细胞资源共享服务平台(3111C0001CCC000236)。
完全培养基：100mL完全培养基中含有89.1mL RPMI-1640培养基、9.9mL胎牛血清和1mL青霉素-链霉素溶液。
换液：使用移液器移出培养瓶中的培养基，用2-3mL PBS溶液洗涤细胞2-3次，加入4mL新鲜的完全培养基于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养。
传代：使用移液器移出培养瓶中的培养基，用2-3mL PBS溶液洗涤细胞2-3次，加入500μL含0.25％EDTA的胰酶消化1-2min，弃胰酶，加入3mL完全培养基终止消化，吹打混匀，保留1mL液体在培养瓶中并补充3mL新鲜的完全培养基，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养，每隔两天传代一次。
种板：使用移液器移出培养瓶中的培养基，用2-3mL PBS溶液洗涤细胞2-3次，加入500μL含0.25％EDTA的胰酶消化1-2min，弃胰酶，加入3mL完全培养基终止消化，吹打混匀，取10μL于血球计数板上计数，调整细胞密度为8×104个/mL，按照100μL/孔进行种板，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养24h。
给药：用基础培养基配制浓度为0mmol/L、0.1mmol/L、0.2mmol/L、0.3mmol/L、0.4mmol/L、0.5mmol/L、0.6mmol/L、0.7mmol/L、0.8mmol/L、0.9mmol/L的2,5-呋喃二甲醇溶液，用移液器小心移去孔内液体，每孔分别加入100μL不同浓度的药液，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养24h。
SGC7901的存活率测定：将MTT母液(母液中MTT的浓度为5mg/mL)与基础培养基以1:4的比例配制混悬液，用移液器小心移去孔内液体，每孔加入100μL混悬液，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中孵育4h，孵育结束后，小心弃去上清，加入250μL DMSO溶液，充分震摇5min后，酶标仪测定A490。
测定结果如表3所示：
表3 SGC7901的细胞存活率(n＝6)
注：同一列中字母不同即表示差异显著(P<0.05)。
由表3可知，随着2,5-呋喃二甲醇浓度的升高，抑制了SGC7901细胞的生长，SGC7901细胞的存活率开始下降，IC50值为0.3775mmol/L。
实施例4
2,5-呋喃二甲醇对人结直肠腺癌细胞HCT-8的细胞毒性试验：
HCT-8来自国家实验细胞资源共享服务平台(3111C0001CCC000104)。
完全培养基：100mL完全培养基中含有89.1mL RPMI-1640培养基、9.9mL胎牛血清和1mL青霉素-链霉素溶液。
换液：使用移液器移出培养瓶中的培养基，用2-3mL PBS溶液洗涤细胞2-3次，加入4mL新鲜的完全培养基于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养。
传代：使用移液器移出培养瓶中的培养基，用2-3mL PBS溶液洗涤细胞2-3次，加入500μL含0.25％EDTA的胰酶消化1-2min，弃胰酶，加入3mL完全培养基终止消化，吹打混匀，保留1mL液体在培养瓶中并补充3mL新鲜的完全培养基，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养，每隔两天传代一次。
种板：使用移液器移出培养瓶中的培养基，用2-3mL PBS溶液洗涤细胞2-3次，加入500μL含0.25％EDTA的胰酶消化1-2min，弃胰酶，加入3mL完全培养基终止消化，吹打混匀，取10μL于血球计数板上计数，调整细胞密度为8×104个/mL，按照100μL/孔进行种板，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养24h。
给药：用基础培养基配制浓度为0mmol/L、4mmol/L、8mmol/L、16mmol/L、32mmol/L、64mmol/L的2,5-呋喃二甲醇溶液，用移液器小心移去孔内液体，每孔分别加入100μL不同浓度的药液，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱中继续培养24h。
HCT-8的细胞存活率测定：将CCK-8溶液(购自日本同仁)与基础培养基以1:10的比例配制混悬液，用移液器小心移去孔内液体，每孔加入110μL混悬液，于37℃、CO2含量为5％的细胞培养箱孵育1h，酶标仪测定A450。
测定结果如表4所示：
表4 HCT-8的细胞存活率(n＝4)
注：同一列中字母不同即表示差异显著(P<0.05)
由表4可知，HCT-8细胞的存活率随着2,5-呋喃二甲醇浓度的升高而降低，IC50值为31.00mmol/L。
实施例5
2,5-呋喃二甲醇对大鼠的毒性试验：
取6-8周龄的SD大鼠，体重为180-220g。在温度为25℃，湿度为55-65％，12h光照，12h黑暗的条件下对大鼠进行适应性喂养5天。其中SD大鼠购自济南朋悦实验动物繁育有限公司，许可证号为：SCXK(鲁)20140007。
将18只SD大鼠随机分为空白对照组、中剂量组和高剂量组，每组6只。中剂量组为按照大鼠体重以300mg/kg的2,5-呋喃二甲醇用量进行灌胃，高剂量组为按照大鼠体重以2000mg/kg的2,5-呋喃二甲醇用量进行灌胃。试验前过夜禁食不禁水，空白对照组、中剂量组和高剂量组的灌胃体积均为2mL，空白对照组为灌胃蒸馏水，中剂量组和高剂量组灌胃2,5-呋喃二甲醇溶液(溶剂为水)，记录灌胃后4h内的毒性反应及死亡数量。连续灌胃14d并持续观察，记录大鼠体重变化、饮水量及饮食量。在14d的观察期结束后，处死大鼠，称量其脑、心、肺、肝、脾、肾的重量，并对肝、脾、肾做病理观察。
通过展开大鼠的行为学实验，发现大鼠在灌胃2,5-呋喃二甲醇溶液后的初期出现轻微昏睡现象，但在灌胃1小时后症状消失，且无其余不良反应，表明2,5-呋喃二甲醇对大鼠仅有轻微毒性。
灌胃后大鼠体重的变化如表5所示：
表5大鼠体重变化(n＝6，单位：g)
注：同一行中没有字母即表示差异不显著(P>0.05)
由表5可知，对照组、中剂量组和高剂量组的大鼠体重增长量差异不显著(P>0.05)，证实2,5-呋喃二甲醇不会对大鼠的生长发育产生抑制效果。
灌胃后大鼠的饮水量如表6所示:
表6大鼠饮水量(n＝6，单位：mL)
注：同一行中没有字母即表示差异不显著(P>0.05)。
由表6可知，对照组、中剂量组和高剂量组的大鼠饮水量的差异不显著(P>0.05)，证实2,5-呋喃二甲醇不会对大鼠的饮水中枢产生影响。
灌胃后大鼠的摄食量如表7所示：
表7大鼠摄食量(n＝6，单位：g)
注：同一行中没有字母即表示差异不显著(P>0.05)
由表7可知，对照组、中剂量组和高剂量组的大鼠摄食量的差异不显著(P>0.05)，证实2,5-呋喃二甲醇不会对大鼠的摄食量产生影响。
灌胃14d后大鼠的器官重量如表8所示：
表8大鼠器官重量(n＝6，g/100g大鼠体重)
注：同一行中没有字母即表示差异不显著(P>0.05)
由表8可知，在用2,5-呋喃二甲醇对大鼠连续灌胃14d后，空白对照组、中剂量组和高剂量组的大鼠中各器官重量均没有显著差异(P>0.05)。
如图1所示，通过对空白对照组、中剂量组和高剂量组的大鼠的器官进行切片，并用苏木精-伊红染色法进行染色，显微镜下观察。
处理组(即中剂量组和高剂量组)的肝细胞与空白对照组一致：肝细胞索围绕中央静脉呈放射状排列，肝细胞形态正常，无炎症浸润；
处理组的肾细胞与空白对照组一致：肾小球基本结构未见异常情况，肾间质未见纤维化；
处理组的脾细胞与空白对照组一致：有少量白髓成分，脾小结少，而且数量少，生发中心不明显。
结果表明各组大鼠中器官均未出现明显病变，证实2,5-呋喃二甲醇的毒副作用小，在高剂量下也不会引起动物器官的病变。
通过实施例1-5可以得出，2,5-呋喃二甲醇可诱导多种类型的肿瘤细胞发生凋亡，具有很好的抗肿瘤效果；2,5-呋喃二甲醇对动物体的不良反应和毒副作用轻微，不会影响动物体的正常活动，也不会引起器官的明显病变。因此，将2,5-呋喃二甲醇应用于抗肿瘤药物的制备，具有广阔的临床应用价值。