Alkaloids from Traditional Chinese Medicine against hepatocellular carcinoma



tải về 2.99 Mb.
Chế độ xem pdf
trang1/14
Chuyển đổi dữ liệu23.06.2022
Kích2.99 Mb.
#52445
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


Contents lists available at
ScienceDirect
Biomedicine & Pharmacotherapy
journal homepage:
www.elsevier.com/locate/biopha
Alkaloids from Traditional Chinese Medicine against hepatocellular
carcinoma
Caiyan Liu
a
,
1
, Shenshen Yang
a
,
1
, Kailong Wang
a
, Xiaomei Bao
a
, Yiman Liu
a
, Shiyue Zhou
a
,
Hongwei Liu
a
, Yuling Qiu
b
, Tao Wang
a
, Haiyang Yu
a
,

a
Tianjin State Key Laboratory of Modern Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin, 300193, China
b
School of Pharmacy, Tianjin Medical University, Tianjin, 300070, China
A R T I C L E I N F O
Keywords:
Hepatocellular carcinoma
Natural ingredient
Alkaloid
Mechanism
A B S T R A C T
Hepatocellular carcinoma (HCC) has become one of the major diseases that are threatening human health in the
21st century. Currently there are many approaches to treat liver cancer, but each has its own advantages and
disadvantages. Among various methods of treating liver cancer, natural medicine treatment has achieved pro-
mising results because of their superiorities of high e
fficiency and availability, as well as low side effects.
Alkaloids, as a class of natural ingredients derived from traditional Chinese medicines, have previously been
shown to exert prominent anti-hepatocarcinogenic e
ffects, through various mechanisms including inhibition of
proliferation, metastasis and angiogenesis, changing cell morphology, promoting apoptosis and autophagy,
triggering cell cycle arrest, regulating various cancer-related genes as well as pathways and so on. As a con-
sequence, alkaloids suppress the development and progression of liver cancer. In this study, the mechanisms of
representative alkaloids against hepatocarcinoma in each class are described systematically according to the
structure classi
fication, which mainly divides alkaloids into piperidine alkaloids, isoquinoline alkaloids, indole
alkaloids, terpenoids alkaloids, steroidal alkaloids and other alkaloids. Besides using them alone, synergistic
e
ffects created together with other chemotherapy drugs and some special preparation methods also have been
demonstrated. In this review, we have summarized the potential roles of several common alkaloids in the
prevention and treatment of HCC, by revising the preclinical studies, highlighting the potential applications of
alkaloids when they function as a therapeutic choice for HCC treatment, and integrating them into clinical
practices.
1. Introduction
1.1. Hepatocellular carcinoma and current treatment
Hepatocellular carcinoma (HCC) accounts for 70
–90% of all pri-
mary liver cancers. And globally, it is the sixth largest cancer and ranks
the fourth leading cause of cancer-related mortality, being responsible
for numerous deaths annually [
1
,
2
]. In China, every 67 s there will be
one person diagnosed with liver cancer, and every 74 s one died of it.
Therefore, it has become a major public health challenge. Carcino-
genesis often occurs as a result of biological or chemical damage to
normal cells and tissues in a multifactor and multistep process con-
stituted of aberrant signal transduction, genetic derangement and pro-
tein kinase activation [
3
]. As we all know, cancer development is
consisted of multiple complicated stages of initiation, promotion and
progression, among of which the promotion stage is reversible and
appears to be the most appropriate target stage for pharmacological
intervention. Therefore, more focus should be put on this stage [
4
]. The
incidence of liver cancer varies according to gender, etiology and age,
and it usually develops in the microenvironment that is characterized
by pro-in
flammatory, pro-angiogenic and profibrotic features. The
formation of liver cancer mostly progresses from chronic hepatitis to
cirrhosis, and then from cirrhosis to liver cancer. Liver
fibrosis is a re-
pair response to chronic injury that is recognized as the underlying
pathogenic driver of carcinogenesis. Liver cirrhosis is resulted from
alcoholism, hepatitis C infection, or chronic hepatitis B, who are the
primary risk factor of HCC. And the second most common cause is
nonalcoholic steatohepatitis [
5
,
6
]. According to the barcelona clinical
liver cancer (BCLC) staging classi
fication, HCC can be divided into 0, A,
B, C and D stages, and during each stage tumor volume, number,
https://doi.org/10.1016/j.biopha.2019.109543
Received 3 July 2019; Received in revised form 3 October 2019; Accepted 4 October 2019

Corresponding author.
E-mail address:
hyyu@tjutcm.edu.cn
(H. Yu).
1
These authors have contributed equally to this work.
Biomedicine & Pharmacotherapy 120 (2019) 109543
0753-3322/ © 2019 Tianjin University of Traditional Chinese Medicine. Published by Elsevier Masson SAS. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 
license (http://creativecommons.org/licenses/BY-NC-ND/4.0/).


invasiveness and Child
– Pugh are different [
5
–7
]. Moreover, the in-
cidence of liver cancer varies signi
ficantly among different regions,
with the highest incidence in East Asia, followed by sub-Saharan Africa,
Southeast Asia and Southern Europe. While Northern Europe and
Americas have the lowest incidence rates [
5
,
6
]. Therefore, it is urgent
to determine an e
ffective adjuvant method to further reduce the pro-
gress of HCC.
So far, there are many therapies targeting HCC, including orthotopic
liver transplantation, liver resection, ablative technique, interventional
therapy, radiotherapy, biotherapy therapy, molecular targeted therapy
and Chinese medicine treatment [
7
–10
]. However, these therapies have
their own advantages and disadvantages and they do not always pro-
duce optimal patient outcomes [
7
–10
] (
Table 1
). For instance, liver
transplantation contains deceased donor liver transplantation and
living donor liver transplantation, which could improve the survival
rate of patients to a certain level. Meanwhile allograft shortage, life-
long immunosuppression, higher rate of recurrence due to
“fas-
ttracking
”/regeneration and donor morbidity have been demonstrated
[
11
]. Similarly, liver resection also has disadvantages such as inferior
recurrence-free survival, high-risk in patients with advanced cancer and
cirrhosis [
11
]. Ablative technique is minimally invasive, safe, simple,
and relatively inexpensive. But repeated treatment must be used to
achieve e
fficacy and it is important to note that ablative technique is
limited by tumor size and location [
9
]. Most liver cancers are not de-
tected till progression stage. Biotherapy and molecular targeted therapy
are major therapeutic method in the intermediate and terminal stages
but usually do not exert much in
fluence. Meanwhile, targeted drug also
has undesirable side e
ffects and excessive use may shorten the survival
of patients. The low sensitivity of HCC cells makes chemotherapy add
little to the overall survival rate of patients with HCC.
However, there is no recognized best treatment option. Therefore,
more e
ffective treatment methods of HCC are desired, especially some
special targeted agent treatment methods. According to the World
Health Organization (WHO), vast majority of global population living
in developing countries depend on traditional medicines derived from
plant for their primary health care. In recent years, researchers have
found that many traditional Chinese medicines, as well as monomeric
compounds extracted from certain Chinese medicines have outstanding
anti-tumor e
ffect, such as phenylpropanoids, flavonoids, saccharide,
alkaloids, etc [
12
–15
]. At present, natural medicine drugs are becoming
the mainstream of anti-tumor drug with their superiority. For instance,
there have been many reports on alkaloid anti-tumor e
ffect because of
their low toxicity, strong e
fficacy and high specificity, and some of
them have been used clinically to treat HCC. In this paper, the review
mainly focuses on the researches in the
field of alkaloids in liver cancer.
1.2. Alkaloids and HCC
Land and oceans can not only provide us forward-looking natural
sources for drug, but also provide a promising basis for potential new
chemical entities (NCES), especially the easily accessed terrestrial ori-
ginated plants. Terrestrial plants contain many active ingredients. For
example, alkaloids are one of them. Alkaloids, with a variety of biolo-
gical
activities,
are
generally
extracted
from
Ranunculaceae,
Papaveraceae,
Fangke,
Solanaceae,
Apocynaceae,
Rutaceae,
Leguminosae, and Polygonaceae. Of course, they also exist in a few
animals. In addition, alkaloids (called purine in past) are a general class
of nitrogen-containing basic organic compounds found in nature, which
possess the property of being alkali-like, and most of them have com-
plex cyclic structures. Nitrogen is contained in the ring and exerts sig-
ni
ficant biological activity. According to the chemical structure classi-
fication, they can be divided into piperidine alkaloids, isoquinoline
alkaloids, indole alkaloids, terpenoids alkaloids, steroidal alkaloids,
quinoline alkaloids and so on (
Fig. 1
). A large number of studies have
shown that alkaloids can treat a variety of cancers, including human
melanoma, breast cancer, pancreatic cancer, colon cancer, human oral
Table 1
Current clinical treatment methods of HCC and their advantages and disadvantages.
Treatment method
Advantage
Disadvantage
Suitable for BCLC stage
Liver Transplantation

Feasible and bene
ficial in advanced cirrhosis

Cures underlying liver disease

Limited to tumor size, number

Progression on waiting list

Allograft shortage

Life-long immunosuppression

High cost of surgery
A
– Early
Liver resection

Releases pressure on waiting list

Reduce hepatic occlusion time, reduce
postoperative ischemia-reperfusion injury

Progression of liver disease despite LR

High-risk in patients with CP B/ MELD > 9 cirrhosis

Inferior recurrence free survival
0
– Very early
Ablative technique

Minimally invasive, safe, simple, relatively
inexpensive

E
fficacy, targeted treatment

The trauma is small, the recovery is faster, and the
patient
’s quality of life is relatively high.

Limit the size of the tumor

Repeated interventions must be used to achieve e
fficacy

Scienti
fic and reasonable treatment standards have not yet
been formed
A
– Early
B
–Intermediate
Interventional therapy

Suitable for surgical failure or postoperative
recurrence

Minimally invasive, safe, and the patient
’s pain is
relatively light

Suitable for small liver cancer

May further compromise the hepatic blood
flow and cause
an acute deterioration of liver function

There are certain requirements for liver function in patients.
A
– Early
B
–Intermediate
Radiotherapy

The tumor shrinks to a size that can be surgically
treated (removable).

Relatively safe for the patient, it is painless and
usually does not require anesthesia)

Unable to kill all cancer cells in the tumor.

Unable to alleviate mass e
ffects in certain parts of the body,
such as the brain

Increased incidence of wound complications and poor
healing
0
– Very early
A
– Early
B
–Intermediate
Biotherapy therapy

Achieve the role of clearing the virus

No side e
ffects, safe

Regulate and enhance the body
’s immune function

The maximum e
ffect must be achieved after the patient’s
tumor burden is reduced.

There is a possibility of infection

High cost of treatment
0
– Very early
A
– Early
B
–Intermediate
C
– Advanced
D-End stage
Molecular targeted therapy

It has therapeutic e
ffects on primary tumor,
metastases and subclinical metastases

Can be taken orally, patient compliance is good
and achieve better therapeutic e
ffect

May kill normal cells and immune cells, prone to drug
resistance

Prone to recurrence and metastasis of tumor

The toxic side e
ffects make it difficult to perform, and
excessive use may shorten the survival of patients
0
– Very early
A
– Early
B
–Intermediate
C
– Advanced
D-End stage
C. Liu, et al.

tải về 2.99 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2022
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương