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美国爱荷华州爱荷华大学医学院放射肿瘤学系 b美国爱荷华州爱荷华大学医学院外科学系 Ç美国霍顿综合癌症中心 d美国爱荷华州爱荷华市退伍军人事务医疗中心 *通讯作者：美国爱荷华州爱荷华大学医学院医学实验室B180放射肿瘤学，自由基和放射生物学系，美国IA 52242. 电话：+1 319 335 8015（办公室），+ 1 319 335 8019（秘书）; 传真：+1 319 335 8039. ude.awoiu@rentteub-yrrag（GR Buettner） 出版商的最终编辑版本可在Biochim Biophys Acta上获得 抽象自从发现维生素Ç以来，其已知的生物功能的数量不断扩大。抗坏血酸和维生素C ^这两个名称都反映了它的抗坏血酸特性，因为它在结缔组织中合成胶原蛋白。抗坏血酸作为电子给体，在铁状态下保持铁，从而保持胶原羟化酶的完全活性; 与各种双加氧酶的平行反应影响多种基因的表达，例如通过 HIF系统，以及通过细胞组织状语从句：表观的遗传景观。事实上，抗坏血酸的所有已知生理和生化功能都归因于其作为电子供体的作用。捐赠一个或两个电子的能力使得AscH -一种极好的还原剂和抗氧化剂。抗坏血酸容易经历pH依赖性自氧化，产生过氧化氢（H 2 O 2）。在催化金属存在下，这种氧化加速。在这篇综述中，我们表明抗坏血酸的化学和生物化学性质有助于其抗氧化剂及其促氧化剂特性。最近的药代动力学数据表明，静脉内（IV）给予抗坏血酸可以绕过严格控制 道，从而产生高度升高的血浆水平; 非常高水平的抗坏血酸可以作为前体药物来释放大量的ħ 2 ö 2。肿瘤对这一新知识重新引起了人们的兴趣，并引发了对药理学抗坏血酸的临床潜力的新研究。对药理学抗坏血酸的作用机制的了解和理解为其用于治疗疾病提供了理论基础，尤其是使用静脉内递送药理学抗坏血酸作为治疗癌症的佐剂。 关键词：抗坏血酸，氧化应激，过氧化氢，癌症，药理学，营养学 1.简介在由于维生素C ^的发现80年（抗坏血酸，ASCH 2 ;抗坏血酸盐，阿希-）[ 1，2 ]，已知其生物学的功能的数目不断扩大由于抗坏血酸的易氧化塔性，首先了解其作为抗坏血酸维生素的作用是一项重大挑战。作为水溶性还原剂和供体抗氧化剂，AscH -可以经历两次连续的单电子氧化，从而形成抗坏血酸根（Asc · -）和脱氢抗坏血酸（DHA）（图1）。抗坏血酸可以通过酶促或非酶促从抗坏血酸根和DHA再生。抗坏血酸容易经历pH依赖性自氧化产生过氧化氢[ 3 ]。在催化金属存在下，这种氧化加速[ 4 ] 。抗坏血酸还可以具有促氧化作用。实际上，铁和抗坏血酸的组合长期以来被用作氧化系统; 这两种试剂的组合被称为Udenfriend系统和用于烷烃，芳烃和其它氧化[羟基化5，6 ]。此外，抗坏血酸还可作为许多酶的还原辅助因子，例如属于Fe 2+的羟化酶-2-氧代戊二酸依赖的双加氧酶家族。 从肠道吸收抗坏血酸的控制非常严格[ 7 ]。然而，最近的药代动力学数据表明静脉注射抗坏血酸可以绕过这种严格控制，导致血浆水平高度升高[ 8 ]。因为抗坏血酸容易氧化生成H 2 ö 2，药理抗坏血酸已被提议作为用于递送H的前药2 Ò 2至肿瘤[ 9 - 12]。这一新知识为抗坏血酸在癌症治疗中的争议作用提供了见解。在这篇综述中，我们介绍了抗坏血酸的基本化学和生物化学，它们可能在高剂量，抗坏血酸盐治疗癌症的机制中发挥作用。 2.化学与生物化学抗坏血酸（AscH 2，维生素C）是具有两个可电离的羟基的水溶性酮内酯。它有两个p K a，p K 1是4.2，p K 2是11.6; 因此，抗坏血酸单阴离子AscH -是生理pH下的主要形式（图1）。抗坏血酸是一种极好的还原剂，很容易经历两次连续的单电子氧化，形成抗坏血酸根（Asc · -）和脱氢抗坏血酸（DHA）。由于未配对电子的共振稳定，抗坏血酸根相对不起反应; 它容易破坏抗坏血酸和DHA（k obs = 2×105 M -1s -1，pH 7.0）[ 4 ]。 2Asc · - + H + ↔AscH - + DHA。 （1） 这些特性使抗坏血酸成为有效的供体抗氧化剂[ 13 ]。 纯抗坏血酸是一种白色结晶粉末，极易溶于水，形成无色溶液。抗坏血酸钠通常含有大量的黄色氧化产物。在pH值在6和7.8之间时，抗坏血酸溶液的纯度和浓度可以通过其吸光度容易地确定，ε265 = 14,500 M -1 s -1 [ 14 ]。 抗坏血酸很容易氧化。氧化速率取决于pH值，并被催化金属加速[ 14 ]。在没有催化金属的情况下，抗坏血酸的自发氧化在pH 7.0时非常缓慢[ 15 ]。这种自动氧化，即在不存在催化金属的情况下氧化，通过抗坏血酸二价阴离子Asc 2- [ 16 ]发生。在pH 7.0时，维生素C的优势种是AscH -（99.9％），低浓度的AscH 2（0.1％）和Asc 2-（0.005％）。Asc 2-的量pH值增加一个单位，增加10倍; 这将使自氧化速率提高10倍。在空气饱和的磷酸盐缓冲液（pH7.0）中，估计观察到的抗坏血酸自氧化的假一级速率常数大约为10。-7 -10 -6 s -1，pH 7.0 [ 15 ]，与Asc 2-，反应2 [ 17 ] 的真正自动氧化的速率常数≈300M- 1 s -1一致。 （2） 因此，真正的自动化确实非常慢。在大多数实验室设置，抗坏血酸的氧化是通过在缓冲器即进入缓冲器实验室设备[不定催化金属以及金属催化的15，18 ]。在具有污染金属的近中性缓冲液中，抗坏血酸的氧化和随后的损失可以非常快。 3.生物合成和摄取植物和大多数动物从葡萄糖合成抗坏血酸。在原始鱼类，两栖动物和爬行动物中，抗坏血酸合成发生在肾脏中，而肝脏是哺乳动物中合成的位点。人类，其他灵长类动物，几内亚猪和一些食用水果的蝙蝠不能合成抗坏血酸，因为编码L-古洛糖酸内酯氧化酶（GLO）的基因（抗坏血酸合成的最后一步所需的酶）不起作用[ 19 ]。因此，饮食摄入变得至关重要，即它是一种维生素。 典型的人类饮食中含有抗坏血酸和DHA; 吸收发生在小肠的肠细胞中。而抗坏血酸中的Na细胞积累+依赖性维生素C转运体（SVCTs），DHA被吸收经由中的Na +非依赖性，随后通过细胞内还原[便利葡萄糖转运（生产过剩）20 - 24 ]。在生理条件下，血浆中的DHA浓度非常低，2μM或更低，而血浆葡萄糖水平显着更高（2-5mM）。因此，细胞内高抗坏血酸浓度大多是由于抗坏血酸的由SVCT1（SLC23A1）和SVCT2（SLC23A2）[摄取25，26 ]。人类SVCT1（K m≈65-240μM）主要存在于肠和肾小管细胞的刷状缘表面，介导吸收和再吸收[ 21 ]。肠道吸收和肾脏再吸收决定了抗坏血酸的生物利用度。由于SVCT1对抗坏血酸的亲和力有限，血浆抗坏血酸浓度受到严格控制[ 8 ]。SVCT2（ķ 米 ≈8-62μM）的范围内的神经，神经内分泌，外分泌和内皮组织以及成骨细胞中[发现25，27 ]。SVCT的两种同种型是在抗坏血酸水平[变化敏感28，29]。已经观察到高细胞内抗坏血酸降低了人血小板和肠上皮细胞系Caco-2TC7中的SVCT，而低水平上调了SVCT。此外，SVCT1和SVCT2对L-抗坏血酸都非常特异; 抗坏血酸-2-O-磷酸，DHA，葡萄糖和2-脱氧葡萄糖不通过SVCT转运。SVCT对L-抗坏血酸的亲和力高于D-异抗坏血酸; 它们依靠钠来产生穿过质膜的电化学梯度，从而提供摄取抗坏血酸所需的能量[ 27]。最近已经确定抗坏血酸类似物6-溴-6-脱氧-L-抗坏血酸对SVCT具有完全特异性但不是GLUT1或-3，作者证明了6-溴-6-脱氧-L-抗坏血酸被吸收通过人类皮肤成纤维细胞的SVCT，而不是通过GLUTs积累DHA的中性粒细胞[ 30 ]。已经假设SVCT途径在正常生理条件下维持细胞内抗坏血酸水平，而GLUT介导的DHA摄取仅限于特定的氧化条件，例如在活化的嗜中性粒细胞的周围环境中发现的那些[ 30 ]。鉴于癌症的发展和进展被认为具有炎症成分[ 31]，抗坏血酸很可能在细胞外环境中被氧化，然后被肿瘤和基质细胞吸收[ 32 ]。 DHA以低于抗坏血酸（K m = 0.2 mM）的亲和力（K m = 0.8 mM）摄取，但成人空肠摄取的最大摄取率与DHA和抗坏血酸相似（V max 28 vs. 35 pmol s -当葡萄糖不存在时，1 mg-蛋白-1）[ 33 ]。尽管DHA的结构与葡萄糖具有相似性，但葡萄糖对DHA摄取的影响因细胞类型而异。在脂肪细胞，中性粒细胞，成骨细胞和平滑肌细胞中，DHA的摄取在很大程度上受到生理浓度的葡萄糖的抑制，其在星形胶质细胞，肠细胞和肾小管细胞中的发生程度较小[ 27]。]。哺乳动物促进葡萄糖转运蛋白GLUT1和GLUT3以与葡萄糖相似的效率介导DHA转运。GLUT4以比2-脱氧葡萄糖更高的亲和力转运DHA（K m = 0.98 对 5.2 mM），但V max低得多[ 34 ]。鉴于：（1）抗坏血酸的细胞摄取是由葡萄糖和胰岛素调节[ 35，36 ]; （2）抗坏血酸输注已被证明可增强健康受试者和糖尿病患者的葡萄糖摄取和全身葡萄糖处理[ 37 ]，显然需要对抗坏血酸输注和组织摄取的影响进行更多研究。 人红细胞表达大量的GLUT1，但没有SVCT蛋白[ 38 ]。在红细胞中的抗坏血酸水平类似于从它们被带到[等离子体39，40 ]。据推测，红细胞循环并释放抗坏血酸以帮助维持抗坏血酸的血浆水平。除红细胞外，细胞内抗坏血酸浓度高于细胞外液。研究表明，抗坏血酸在中性粒细胞，淋巴细胞，单核细胞和血小板中累积至毫摩尔浓度（表1）。在循环淋巴细胞中，口服抗坏血酸补充剂的健康年轻女性可以达到4 mM [ 41]。细胞内抗坏血酸不仅有助于细胞内还原环境，还可以通过质膜转移电子来淬灭细胞外氧化剂[ 42 ]。此外，似乎有从星形胶质细胞到神经元的受控制的抗坏血酸外流，从而支持抗氧化防御[ 43 ]。此外，从细胞中释放抗坏血酸还可以减少非转铁蛋白结合的铁，从而刺激细胞摄取铁[ 44 ]。 表格1抗坏血酸含量的人体组织。
脑脊液中的抗坏血酸水平约为血浆的三至四倍。 在人类和动物组织，抗坏血酸的最高浓度是在肾上腺和垂体腺（表1）[ 45 - 48 ]。抗坏血酸是多巴胺β-羟化酶催化反应中的生理还原剂，其在肾上腺髓质的嗜铬颗粒中将多巴胺转化为去甲肾上腺素。同样，脑垂体中的肽酰甘氨酸α-酰胺化单加氧酶也需要高浓度的抗坏血酸盐来催化许多肽的羧基末端甘氨酸残基的酰胺化反应。另外，抗坏血酸的毫摩尔水平也在眼组织[发现46，49]。这可以保护这些组织免受太阳辐射造成的潜在损害。由于来自肺部的组织经常暴露于相对高浓度的氧和ROS，抗氧化酶和低分子量抗氧化剂（例如抗坏血酸）用于保护细胞和组织免受氧化损伤。呼吸道衬里液中的抗坏血酸盐水平与血浆中的相似或更低[ 50 ]。然而，摄入维生素C相对较高的吸烟者的上皮衬里液和肺泡巨噬细胞中的抗坏血酸含量似乎增加[ 51 ]。这种抗坏血酸含量的增加表明存在针对来自香烟烟雾的ROS的适应性防御机制。 人体细胞培养实验通常缺乏抗坏血酸，因为这些细胞不能合成这种维生素; 此外，在典型的细胞培养基配方中没有维生素C的来源。然而，培养的细胞在培养基中补充时会吸收抗坏血酸，抗坏血酸-2-磷酸以及DHA。DHA通过葡萄糖转运蛋白在几分钟内迅速转运到细胞中，而抗坏血酸及其磷酸盐需要SVCT并且可能需要几个小时[ 52 ]。抗坏血酸2-磷酸酯最有可能被膜酯酶水解，产生的抗坏血酸被转运到细胞中[ 53 ]。与相同浓度的抗坏血酸盐相比，细胞通过细胞内的抗坏血酸积累抗坏血酸2-磷酸盐的速度稍慢，达到相同的细胞内浓度[ 54 ]。然而，抗坏血酸2-磷酸酯不会在培养基中氧化，因此不像抗坏血酸盐那样产生H 2 O 2。因此，当研究细胞培养物中维生素C的生物学时，优选使用抗坏血酸2-磷酸酯。通过载体介导的机制可以在细胞内实现毫摩尔浓度的抗坏血酸（表2）。有DHA的细胞中不可检测量作为细胞内DHA容易被生物还原剂和酶系统[阵列降低55，56 ]。 表2培养细胞中的抗坏血酸。
一抗坏血酸。 b L-抗坏血酸。 c脱氢抗坏血酸。 d Thomas J van't Erve，个人交流。 在生理条件下，DHA迅速水解成2,3-L-二酮古洛糖酸盐（2,3-DKG），这是非常不稳定的[ 57 ]。2,3-DKG随后脱羧，产生L-木糖酸盐和L-赖氨酸盐; 这些化合物可以进入磷酸戊糖途径[ 58 ]。或者，L-赤藓酮糖和草酸盐可以由2,3-DKG降解产生。已经提出高反应性L-赤藓酮糖快速糖化和交联蛋白质。事实上，在糖尿病和白内障形成期间，人们提出在人类晶状体中发生抗坏血酸依赖性蛋白质修饰。草酸单烷基酰胺，一种先进的糖基化终产物（AGEs）是人类晶状体蛋白与DKG和抗坏血酸的其他降解产物一起孵育诱导的主要产物[ 59]]。草酸钙是人体中的抗坏血酸击穿的主要终端产品之一，它在易感人群[泌尿空间结晶为草酸钙潜在的60，61 ]。然而，在一项涉及16名肾功能正常的癌症患者的研究中，静脉注射抗坏血酸盐的剂量范围为0.2至1.5 g kg -1，导致输注后6 h内排出大约30至80 mg的草酸。 [ 62 ]。在原发性高草酸尿中，草酸排泄量在100 mg d -1和400 mg d -1之间。草酸盐肾钙质沉着症和草酸钙结石在数月至数年内发展[ 63]。总体而言，这些研究表明肾功能正常且抗坏血酸盐输注时间有限的患者不会立即形成草酸盐结石的风险。 4.生物功能4.1。抗坏血酸作为羟化酶的酶辅助因子除了上述单加氧酶之外，抗坏血酸还涉及许多生理和生化过程，包括由Fe 2+ -2-氧戊二酸依赖的双加氧酶家族成员催化的酶促反应。这些双加氧酶使用2-氧代戊二酸作为共底物，并且作为还原O 2所需的四个电子中的两个的来源; 它们将一个氧原子从O 2转移到琥珀酸产物，一个原子转移到蛋白质底物。抗坏血酸盐是维持铁状态的铁所必需的，从而保持这类酶的完全活性。反应3 [ 64，65 ]。 （3） 从胶原代谢中的羟化酶研究中收集了Fe 2+ -2-氧代戊二酸依赖性双加氧酶可以修饰蛋白质的证据。位于内质网腔内的胶原蛋白脯氨酰-4-羟化酶和脯氨酰-3-羟化酶负责将羟基插入到脯氨酰残基上，这对胶原的正确组装至关重要[ 66 ]。人体内至少有三种胶原蛋白脯氨酰羟化酶同工酶，各自具有不同的α亚基; 但它们都含有蛋白质二硫键异构酶（PDIs）作为β亚基，催化胶原蛋白合成过程中链内和链间二硫键的形成[ 67]]。胶原蛋白是细胞外基质（ECM）的主要成分，占总蛋白质量的约30％。I型胶原蛋白是间质ECM中的主要结构蛋白，而IV型在基底膜中很常见[ 68 ]。在细胞外基质胶原蛋白是针对入侵和癌细胞[转移的物理屏障的重要组成部分88，89 ]。抗坏血酸已被证明可刺激人皮肤成纤维细胞中I型和III型胶原蛋白的产生[ 70 ]。卡梅伦和鲍林提出，大剂量的抗坏血酸会通过阻止癌细胞的侵袭来抑制癌症的生长[ 71]]。最近，已经显示，作为重组蛋白产生的IV型胶原结构域抑制毛细血管内皮细胞的增殖和血管形成，从而抑制肿瘤生长[ 72 ]。然而，尚不清楚非常高水平的抗坏血酸是否会通过与胶原合成相关的机制影响癌症生长。 4.2。抗坏血酸作为HIF系统中的辅助因子作为双加氧酶家族的新成员，细胞质脯氨酰羟化酶已被证明可调节缺氧诱导型转录因子（HIF）[ 73 ]。这些酶没有PDI亚基，但氧的K m值高于胶原脯氨酰羟化酶。HIF蛋白由对氧敏感的HIF-α亚基和对氧不敏感的HIF-β亚基组成。在缺氧时，诱导HIF-α，进入细胞核，并与组成型表达的HIF-β形成异二聚体。在常氧中，HIF-α被脯氨酰羟化酶有效羟基化。羟基化的HIF-α然后与von Hippel-Lindau（pVHL）蛋白结合，后者是泛素连接酶复合物的一部分，导致蛋白质的泛素化和蛋白酶体降解[ 74]]。所有三种HIF脯氨酰羟化酶（PHD1，PHD2和PHD3）均识别C端羟基化位点，其亲和力高于N-末端羟基化位点[ 75 ]。此外，天冬酰胺酰羟化酶通过C-末端天冬酰胺残基的羟基化抑制HIF，阻断共激活因子募集。鉴于有由HIF [调控超过800个直接HIF靶基因产生超过60个基因产物76 - 78 ]，它是可能的抗坏血酸的可用性将对许多细胞功能，例如血管生成，细胞具有深远的影响生存，葡萄糖摄取，糖酵解和铁稳态。 作为Fe 2+ -2-氧代戊二酸依赖性双加氧酶家族的成员，HIF脯氨酰 - 和天冬酰胺酰羟基酶需要抗坏血酸作为还原剂以维持铁状态的铁。抗坏血酸与HIF脯氨酰羟化酶的K m值为140至300μM[ 65 ]，远低于健康个体中大多数细胞中抗坏血酸的毫摩尔浓度[ 55 ]。在SCID小鼠的淋巴瘤细胞模型中补充抗坏血酸已被证明可以降低HIF水平和肿瘤生长速度[ 79 ]。Lu等人。证明了抗坏血酸的抗肿瘤作用依赖于HIF羟化酶的活性[ 80]。通过分析子宫内膜肿瘤组织中抗坏血酸及其三种靶标GLUT-1，BNIP3和VEGF，Kuiper等。[ 81 ]发现HIF-1α及其靶标均在人类肿瘤组织中上调。具有较高抗坏血酸水平的肿瘤具有低HIF-1活化，而具有高HIF-1活化和侵袭性特征的肿瘤具有较低的抗坏血酸水平。这些重要发现表明，具有高组织水平的抗坏血酸可以防止HIF-1活化和侵袭性肿瘤行为。 作为HIF活化后产生的下游因子，VEGF在肿瘤血管生成中起重要作用。除了直接的细胞毒性作用外，药理学抗坏血酸还可以抑制Matrigel上生长细胞的毛细血管样管形成[ 82 ]。但是，它仍然是未知的通过药理学抗坏血酸血管生成的抑制是否是由于生产h的2 ö 2 [ 83 ]或通过HIF [抑制84 ]。 4.3。抗坏血酸作为组蛋白去甲基化的辅助因子新发现的含有Jumonji催化结构域的组蛋白去甲基化酶可以使三甲基化赖氨酸去甲基化，也属于Fe 2+ -2-氧代戊二酸双加氧酶家族[ 85 ]。与该家族的其他成员一样，Jumonji蛋白具有结合Fe 2+的能力，使用2-氧代戊二酸作为底物，并且需要抗坏血酸以获得完全催化活性。此外，补充抗坏血酸还会导致组蛋白乙酰化增加以及人胚胎干细胞中HIF组蛋白去甲基化酶JMJD 1和2的表达增加[ 86 ]。因此，我们可以推测组织的表观遗传状态也可能依赖于抗坏血酸以保持Fe 2+ -2-氧代戊二酸双加氧酶的功能[ 87]]。的确，埃斯特班等人。[ 88 ]也假设补充抗坏血酸可以在诱导多能干细胞（iPSCs）的重编程过程中增强表观遗传修饰因子的功能，因为许多这些修饰物是抗坏血酸依赖性双加氧酶。考虑到癌细胞具有正常干细胞的共同特征[ 89 ]并且DNA高甲基化与癌症发展相关，抗坏血酸和其他营养补充剂可通过调节设定表观遗传密码的系统的组分来预防癌症[ 90 ]。 抗坏血酸作为还原剂以维持一系列酶的完全功能的必要性表明维生素C在维持细胞和组织的生化机制中的重要性。这些功能经常被忽视，因为许多研究人员只关注抗坏血酸的抗氧化能力。 4.4。抗坏血酸和癌症预防流行病学证据表明，维生素C丰富的食物防止癌症[发展起保护作用91 - 94 ]，抗坏血酸的血浆浓度已显示与癌症风险负相关[ 95，96 ]; 然而，大规模随机干预试验比较抗氧化剂（维生素A，C，E和β胡萝卜素）单独或组合给予补充剂还没有表现出保护作用[ 97 - 99 ]。营养素随机对照试验（RCT）的一个缺点是大多数营养素如维生素具有阈值行为[ 100 ]。例如，只有血清抗坏血酸水平在8μM或更低时才会出现坏血病[8 ]。维生素C的推荐膳食允许量（RDA）为每日75-125毫克; 一致的进气60毫克d的-1通常将防止坏血病30-45天一次摄取维生素C停止[ 101，102 ]。该抗坏血酸需要保持酶的阵列的全功能的事实表明优化进气将优化代谢以及预防癌症和其他退行性疾病[ 103，104 ]。 5.回收抗坏血酸5.1。减少抗坏血酸自由基有几种酶系统参与回收抗坏血酸根（Asc · -）和DHA。抗坏血酸通过NADH-细胞色素自由基的减少b 5还原酶已显示在大鼠肝[ 105 ]，其中，大多数还原酶活性的在外部线粒体膜被局部化。作为膜结合蛋白，NADH-细胞色素b 5还原酶也与内质网和质膜相关[ 106 ]。细胞色素b 5向抗坏血酸基团捐赠一个电子，从而从NADH吸取电子。另一方面，红细胞中的跨膜抗坏血酸还原酶可以利用来自NADH或细胞内抗坏血酸的电子从抗坏血酸根中再生细胞外抗坏血酸[ 107]]。质膜抗坏血酸根还原酶降低了氧化应激过程中血液中产生的抗坏血酸根，以及脂质氧化过程中α-叔丁基自由基还原产生的抗坏血酸根。通过从大鼠肝脏纯化的硫氧还蛋白还原酶（TrxR）减少抗坏血酸根，表明TrxR还可以作为细胞溶质抗坏血酸还原酶起作用，其可以补充细胞抗坏血酸再循环。因此，有几种生物化学途径用于抗坏血酸根的单电子还原以再生抗坏血酸。 5.2。减少脱氢抗坏血酸DHA是在生理pH下具有半衰期不稳定是在37℃下[5-15分钟108 - 110 ]。据估计健康人中DHA的浓度小于2μM; 由于AscH易氧化，许多报道的测量结果可能高估了DHA水平-在样品处理过程中。细胞外DHA可以使用细胞中存在的葡萄糖转运蛋白导入细胞，其中DHA可以通过谷胱甘肽（GSH）直接[ 111 ]或通过谷胱甘肽在细胞质中更有效地还原为抗坏血酸[ 112 ]。纯化的大鼠肝脏硫氧还蛋白还原酶也催化NADPH依赖性DHA的减少[ 113 ]。因此，来自NADPH的电子可以通过它找到通往DHA的途径 硫醇。 已发现纯化的牛肝PDI与DHA和GSH直接反应，催化DHA还原为抗坏血酸[ 112 ]。PDI具有DHA还原酶活性的发现很有意思，因为人胶原蛋白脯氨酰4-羟化酶具有PDI作为β亚基[ 69 ]。β亚基也可以作为DHA还原酶从DHA产生抗坏血酸，因为胶原羟化酶需要抗坏血酸以维持铁的铁状态。 3α-羟基类固醇脱氢酶属于氧化还原酶家族，其催化各种底物的NADPH依赖性氧化还原。Del Bello等。证明来自大鼠肝细胞溶质的NADPH依赖性DHA还原酶与3α-羟基类固醇脱氢酶相同[ 114 ]。该酶对DHA具有低亲和力（K m = 4.6mM），但对NADPH具有高亲和力（K m <5μM）。在病理条件下，GSH的减少和DHA的增加可激活3α-羟基类固醇脱氢酶。 因此，DHA具有许多用于其双电子还原以再生抗坏血酸的途径。由于DHA的相对不稳定性，抗坏血酸盐的快速减少也可以防止维生素C的损失。抗坏血酸盐参与各种生化功能，这些功能是各种酶系统功能的基础; 因此，有效的循环利用可以维持细胞和组织中的抗坏血酸。 从抗坏血酸根和DHA再生抗坏血酸将允许抗坏血酸盐氧化的许多循环，因此一分子抗坏血酸盐可以产生许多分子的H 2 O 2。当在癌症治疗中考虑药理学抗坏血酸时，这种机制是重要的，将在后面讨论。 6.抗坏血酸作为抗氧化剂来自健康人的血浆中抗坏血酸的典型浓度为约40-80μM（表1）。在这些水平下，抗坏血酸作为内源性抗氧化剂发挥作用; 例如，它作为维生素E的共同抗氧化剂，保护LDL免受过氧自由基水溶液诱导的可检测的氧化损伤[ 115 ]。热力学抗坏血酸盐容易向潜在有害的氧化自由基提供电子，如羟基自由基（HO ·），烷氧基自由基（RO ·），过氧自由基（LOO ·），硫醇基（GS ·）和生育酚基（TO ·）[ 13] ]。这种单电子氧化AscH -导致抗坏血酸根（Asc · -）的产生。抗坏血酸根是相对不起反应的，可以通过NADH-和NADPH依赖性还原酶还原为抗坏血酸[ 116 ]; ASC · -也可以经历pH依赖性歧化反应，导致形成抗坏血酸盐和DHA，反应1 [ 117，118 ]。 抗坏血酸的生理浓度已经显示出抑制由内皮细胞，巨噬细胞，铜离子引起的LDL氧化，和AAPH（2,2'-偶氮双（2- amidinoproprane）二盐酸盐）[ 119，120 ]。抗坏血酸作用的一个重要特征是其与维生素E的协同作用[ 121 ]。维生素E是脂溶性的; 它是LDL和脂质膜氧化的主要抗氧化剂[ 122 ]。其单电子氧化产物α-叔丁氧基可以被抗坏血酸还原。双电子氧化产物生育酚醌经历环断裂，因此维生素E损失[ 123]。在这种情况下，抗坏血酸盐对维持维生素E和抑制脂质氧化很重要。已经表明，补充血浆抗坏血酸盐浓度加倍会导致吸烟者维生素E消失率降低[ 124 ]。这是抗坏血酸维持维生素E 的首次体内示范，最有可能通过“回收”。 LOO · + TOH→LOOH + TO · （4） AscH - + TO · →Asc · - + TOH。 （5） 抗坏血酸显然是一种共同抗氧化剂，即使在负载铁的人血浆中也能保护脂质氧化[ 125 ]。在人血浆中，脂质过氧化物（胆固醇酯氢过氧化物）仅在血清抗坏血酸耗尽时才能检测到; 铁诱导的脂质过氧化被抗坏血酸以浓度依赖性方式抑制[ 126 ]。具有铁超负荷的豚鼠具有更大的氧化性脂质损伤，其通过口服补充抗坏血酸来抑制[ 127 ]。因此，在催化铁的存在下，抗坏血酸的强健营养水平保护免受氧化损伤。 7.抗坏血酸的促氧化作用在催化性金属离子的存在下，抗坏血酸还可以发挥促氧化作用[ 14，128，129 ]。抗坏血酸是一种优良的单电子还原剂，可以将铁（Fe 3+）还原成铁（Fe 2+）铁，同时被氧化成抗坏血酸根（反应6）。取决于配位环境，Fe 2+可以容易地与O 2反应，将其还原为超氧自由基（反应7），其反过来又转化为H 2 O 2和O 2（反应8）。 AscH - + Fe 3 + →Asc · - + Fe 2+ （6） （7） （8） 在典型的Fenton反应中，Fe 2+与H 2 O 2反应生成Fe 3+和非常氧化的羟基自由基，反应9.抗坏血酸的存在可以使Fe 3+再循环回Fe 2+，其中转向将催化从H 2 O 2形成高反应性氧化剂。 Fe 2+ + H 2 O 2 →Fe 3+ + HO ·（Fenton反应）。 （9） 取决于浓度，抗坏血酸的脂质过氧化的模型中的效果可以亲或抗氧化剂[ 14，130 ]。文献中存在相当大的差异; 这种可变性似乎是实验和培养基中不同浓度和过渡金属离子形式的结果[ 131 ]。 取决于催化金属离子的可用性，抗坏血酸盐的促氧化作用在体内可能是重要的。在健康个体中，铁主要由铁结合蛋白如转铁蛋白和铁蛋白[隔离132，133 ]。转铁蛋白是一种在肝脏中合成的糖蛋白。它是主要的循环铁结合蛋白，具有高亲和力，但对铁的能力低; 这种铁基本上是氧化还原无活性[ 134]。转铁蛋白与细胞表面的转铁蛋白受体紧密结合。转铁蛋白 - 转铁蛋白受体复合物内化于内体，其在酸性条件下释放铁。释放的三价铁被还原并转运到细胞质中，在那里它被用于合成含铁蛋白质或结合铁蛋白（一种铁储存蛋白）。铁蛋白能够螯合多达4500个原子的铁，但通常只有20％饱和。存在于铁蛋白中的铁可以在螯合剂存在下通过适当的还原剂释放，或者通过溶酶体中铁蛋白的降解释放。 铁可以通过生物还原剂如硫醇，抗坏血酸和还原的黄素从铁蛋白中释放出来[ 135 ]。释放的铁使细胞能够合成细胞色素和含铁酶。然而，从铁蛋白的铁的不受控制的释放具有形成HO电位·，这可能会损坏关键细胞成分[ 136 - 138 ]。 在病理情况下，例如地中海贫血或血色素沉着症，存在非转铁蛋白结合的铁。因此，补充抗坏血酸盐而不给予铁螯合剂会导致有害作用[ 14 ]。缺血/再灌注引起的组织损伤是体内发生的催化金属可用性增加的另一个例子[ 139 ]。静脉抗坏血酸前血管手术增加抗坏血酸自由基和脂质氢过氧化物表明催化铁过程中与抗坏血酸的手术可能促进的铁诱导的脂质过氧化作用[的缺血阶段释放到循环中的浓度的140，141 ]。 在慢性炎症性疾病中也已证实催化金属离子水平升高[ 142 ]。在类风湿性关节炎的滑膜中存在增加的铁蛋白沉积。在滑膜炎患者的滑液中检测到抗坏血酸根，表明催化铁是导致抗坏血酸水平降低和DHA水平升高的部分原因[ 141 ]。此外，与健康受试者相比，脓毒症患者的抗坏血酸浓度降低，而催化铁水平升高[ 143 ]。 虽然没有直接的证据表明催化铁在肿瘤中增加，许多恶性疾病患者具有升高的血清或组织中铁蛋白的浓度[ 144 - 146 ]。儿童霍奇金淋巴瘤中存在升高的循环铁蛋白水平，并且存活率较低[ 147 ]; 血清铁蛋白水平已被证明与宫颈癌的疾病分期和肿瘤体积有关[ 148 ]。此外，冯等人的研究。[ 149]已经表明，正常小鼠的腹膜和皮下微血管对循环铁蛋白基本上是不可渗透的，但是在携带实体或腹水肿瘤的小鼠中，在基底层和血管外空间中发现循环铁蛋白，表明肿瘤血管对循环大分子是高渗透性的。作为铁蛋白。实际上，在患者乳腺癌组织的肿瘤细胞周围的基质和组织细胞中检测到铁蛋白染色[ 150 ]。胞外含金属的蛋白已被提出以对抗坏血酸[的促氧化效应所必需的10，129 ]，铁-铁蛋白的饱和可能是潜在的候选者作为催化铁的来源。Deubzer等人最近的一项研究。[ 151]表明神经母细胞瘤细胞释放的铁蛋白增强了药理抗坏血酸诱导的细胞毒性，表明高铁饱和度的铁蛋白可能是催化铁的来源[ 152 ]。与此相一致，抗坏血酸也被证明能够从细胞铁蛋白释放铁[ 158 ]。铁蛋白只是催化铁的来源之一; 细胞外铁螯合物存在于组织中，似乎在病理条件下会增加[ 159 ]。很显然，只有催化金属的低水平，需要大幅提高抗坏血酸[的氧化速率15，18]。这些观察结果提供了关于抗坏血酸的药理学浓度在治疗某些类型的癌症中具有潜力的机制的见解。 8.抗坏血酸和癌症治疗大剂量抗坏血酸在治疗癌症患者中的应用始于20世纪70年代。这些早期研究表明高剂量抗坏血酸的有益效果[ 155 - 158 ]。但是，有两个双盲，随机在梅奥诊所的临床试验没有显示出任何益处[ 169，160]。随后，使用抗坏血酸进行癌症治疗被认为是无效的，并被研究和医学界驳回。然而，这些研究存在显着差异。Cameron的小组给予患者静脉注射和口服抗坏血酸，而Mayo Clinic试验的患者仅接受口服抗坏血酸。几年后，临床数据显示，当口服抗坏血酸时，血浆浓度受到严格控制[ 101 ]。口服剂量为200 mg时，稳态血浆浓度约为80μM。当剂量超过200毫克时，相对吸收减少，尿液排泄增加，生物可利用的抗坏血酸的比例减少[ 7]。即使最大口服剂量为3 g，每日6次，峰值血浆值也不超过≈220μM[ 8 ]。相反，当静脉内施用抗坏血酸盐时，可以实现毫摩尔浓度。事实上，在癌症患者中10克抗坏血酸的输注导致的1血浆浓度至5mM [ 161，162 ]。因此，仅静脉内施用抗坏血酸盐可以产生高血浆水平，即药理学水平。 8.1。过氧化氢的产生和去除的作用在体外，抗坏血酸中心对H的产生毒性2 ö 2在它的氧化[由抗坏血酸9，10，12，163，164 ]。当抗坏血酸盐处于毫摩尔水平时，抗坏血酸盐的真正自动氧化，即在不存在催化金属的情况下，通过反应2将产生相当大量的H 2 O 2。例如，在pH 7.4的含有20mM抗坏血酸盐的水溶液中，抗坏血酸二价阴离子Asc 2-的浓度约为1μM。这将导致H 2 O 2的通量在典型的细胞培养实验中，大约10nM s -1。 培养基和血清中的催化铁（可能还有铜）会增加抗坏血酸氧化速率和相关的H 2 O 2产生。Clement等。发现Dulbecco对Eagle's MEM（DMEM）的修饰产生的H 2 O 2比RPMI 1640更多，在孵育6小时的过程中抗坏血酸浓度增加[ 165 ]。除了偶然的铁，DMEM 在配方中含有0.25μMFe（NO 3）3，这可能有助于更大的H 2 O 2产量在DMEM中，而不是来自RPMI。血清通常含有10至50μM的总铁，这也可能是导致抗坏血酸在不同培养基中可变毒性的另一个因素; 然而，这些铁中的一些会因氧化还原而失活，因为它会被转移蛋白[ 134 ]; 毫无疑问，存在高度可变量的铁，其具有非特异性过氧化物酶活性[ 166 ]。该铁将主动催化抗坏血酸的氧化。因此，典型细胞培养基中存在的催化铁的量是高度可变的。即使仔细注意细节，即使在同一组实验中，这也会导致实验结果的相当大的变化。 当存在于细胞培养基中时，α-酮酸如丙酮酸和α-酮戊二酸直接与H 2 O 2反应[ 172 ]; CH 3（= O）（= O）OH + H 2 O 2 →CH 3 C（= O）OH + CO 2 （10） 这将导致抗坏血酸的毒性明显降低[ 168 ]。因此，在设计和解释来自实验的数据时必须考虑培养基中α-酮酸的存在，其中抗坏血酸盐的氧化和相关的H 2 O 2产生是研究的核心。 因为细胞快速和有效地除去细胞外ħ 2 ö 2，观察到毒性或细胞杀伤由抗坏血酸引起的是细胞密度[的反函数151，153，169 ]。有一系列细胞内抗氧化酶参与去除H 2 O 2，如过氧化氢酶，谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化物酶。虽然在心脏线粒体中检测到适度的过氧化氢酶活性[ 170 ]，但过氧化氢酶主要位于哺乳动物细胞的过氧化物酶体中。同时给予过氧化氢酶抑制剂氨基-1,2,4-三唑可增强抗坏血酸对Ehrlich腹水细胞的毒性体外 [ 171 ]。使用含有人过氧化氢酶cDNA的腺病毒构建体，Du等人。[ 12 ]证明过表达细胞内过氧化氢酶保护细胞免受抗坏血酸诱导的细胞毒作用。这些结果提供了支持H 2 O 2在抗坏血酸盐诱导的毒性中的基本作用的证据。 细胞溶质谷胱甘肽过氧化物酶（GPx1）是另一种去除过氧化物的抗氧化酶，广泛分布于组织中。GPx1催化GSH依赖性将H 2 O 2还原成水。Gaetani等人。[ 172，173 ]已经表明，H的细胞内浓度2 ö 2在人红细胞成反比过氧化氢酶和GPX-1的活性。GPx1负责消除低浓度的H 2 O 2 ; 然而，在高通量的H 2 O 2中，GSH对GPx1的再循环成为限速[ 174 ]; 在H 2 O 2的高通量下过氧化氢酶是主要负责去除H 2 O 2的酶[ 175 ]。 另一种有助于去除细胞内H 2 O 2的抗氧化系统是过氧化物酶家族，特别是过氧化物酶2（Prx2）。Prx2是红细胞中第三丰富的蛋白质[ 176 ]。人Prx2与H 2 O 2反应的速率常数为1.3×10 7 M -1 s -1 [ 177 ]，与过氧化氢酶相似（1.7×10 7 M -1 s -1 [ 178 ]）。这些互补酶系统用于去除细胞内H 2 O 2在红细胞中也将使这些细胞成为H 2 O 2的有效汇。 8.2。抗坏血酸诱导的体外细胞毒性陈等人。[ 9，11 ]已经证明，某些癌细胞已经与正常细胞相比灵敏度提高到抗坏血酸诱导的细胞毒性。在一项补充研究中，杜等人。[ 12 ]证明胰腺癌细胞对抗坏血酸的药理浓度比正常细胞对细胞更敏感。在朝向抗坏血酸正常细胞和癌细胞之间的灵敏度的差异可能是由于抗氧化酶和癌细胞[ROS的高内源水平的低的水平179 - 181 ]。过氧化氢酶，谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化物酶在癌细胞中的相对较低活性可能有助于降低H 2 O的去除效率2和对抗坏血酸诱导的细胞毒性的敏感性增加。 抗坏血酸盐的氧化速率通常是溶液中催化活性铁和铜的水平的函数。细胞培养基中的铁显着促进H 2 O 2产生的速率。去铁胺（Desferal®或DFO）是一种铁螯合剂，使得铁在抗坏血酸氧化方面具有催化活性[ 15 ]。虽然亲水，DFO是细胞可渗透的; 短期暴露于DFO无法有效获取不同来源细胞的细胞质不稳定铁池（LIP）[ 182 ]。然而，将细胞短期预培养至DFO似乎可以保护细胞免受抗坏血酸诱导的毒性[ 184]。这些观察结果表明，DFO可有效获取内体铁[ 182 ]或与细胞膜相关的铁[ 183 ]。其它细胞培养研究已经表明，铁2+在媒体实际上可以保护细胞免受由暴露于细胞外小时的氧化性损伤2 ö 2 [ 184，185 ]。尽管通过芬顿反应产生羟基自由基，但大多数不会诱导细胞损伤，而是通过与培养基组分的反应而消失。关键是H 2 O 2被移除。因此，解释来自铁，抗坏血酸，H的实验数据2 O 2或某些组合并不总是直截了当的。 已显示氧化应激增加组织中催化铁的水平。一系列电子顺磁共振（EPR）研究表明，紫外线可以增加皮肤中不稳定铁的含量[ 186 ]; 热应激诱导的氧化事件增加了肝脏中不稳定铁的水平[ 187 ]; 缺血再灌注增加了心脏中催化铁的水平[ 188 ]。此外，电离辐射和一些化疗药物已被证明能增加催化游离铁水平[ 189 - 191 ]。由于只需要非常低浓度的催化金属的带来抗坏血酸[迅速氧化192，193]，增加催化铁的方法可能会增强体内药理抗坏血酸的细胞毒性[ 194 ]。 基于卟啉的SOD模拟物具有氧化还原活性金属（Mn，Fe和Cu）中心和稳定的卟啉络合物。Mn卟啉配合物对O 2 · -的歧化涉及两个步骤，其中Mn中心在Mn（III）和Mn（II）之间循环：第一步是将Mn（III）还原为O 2 · -以产生Mn （II）和O 2和第二步氧化Mn（II）O 2 · -产生H 2 O 2并使锰恢复到静止状态，如Mn（III）卟啉[ 195]]。然而，在存在还原剂如抗坏血酸盐的情况下，Mn卟啉作为超氧化物还原酶而不是歧化酶起作用; Mn（III）可以被抗坏血酸还原成Mn（II），而Mn（II）可以与O 2反应形成O 2 · -，随后形成H 2 O 2和O 2，反应8. Mn卟啉的促氧化作用几个小组研究过抗坏血酸和抗坏血酸。加德纳等人。[ 196 ]已经证明MnTM-4-PyP 5+ 在体外催化抗坏血酸的氧化。钟等人。[ 197 ]已显示MnTM-4-PyP 5+对人前列腺癌细胞RWPE-2的协同杀伤和抗坏血酸。最近，田等人。[ 198 ]已经表明，MnTM-4-PyP 5+与抗坏血酸盐协同抑制前列腺癌，胰腺癌和肝癌细胞的生长。此外，两个的Mn（III）alkylpyridylporphyrins（MnTe的-2- PYP的细胞毒作用5+和MnTnHex -2- PYP 5+）和抗坏血酸已被证明在有Caco-2，HeLa细胞，HCT116，和4T1细胞[ 199，200 ]。亲脂性更强的MnTnHex-2-PyP 5+似乎更有效。鉴于几种锰卟啉已经在体内作为SOD模拟物进行了测试，并且它们本身在微摩尔水平上显示出低毒性[ 195]]，使用锰卟啉作为佐剂来提高药理抗坏血酸的功效具有很大的潜力。 8.3。动物研究中高剂量抗坏血酸如上所述，人体内口服抗坏血酸的摄取受到肠道和肾脏过滤的严格控制[ 7 ]。通过强饲法（0.5 mg g -1）接受抗坏血酸的大鼠将血液和细胞外浓度增加至<150μM的峰值水平[ 10 ]。相反，在接受腹膜内注射的大鼠中浓度达到接近3mM的峰值水平，而静脉内注射使峰值水平增加至> 8mM。在一项类似的研究中，小鼠静脉注射抗坏血酸（1 g kg -1），导致血药浓度达到15 mM [ 164 ]。在1g kg -1的饮用水中补充抗坏血酸仅将血浆浓度增加至<50μM。这些结果清楚地表明通过口服给药不能获得抗坏血酸的药理学浓度。 除了通过肠胃外给药达到毫摩尔水平的抗坏血酸之外，Chen及其同事[ 10 ]证明抗坏血酸根在细胞外液中形成，但在全血中检测不到。此外，在细胞外液中检测到H 2 O 2，但在血液中未检测到H 2 O 2 ; H 2 O 2与抗坏血酸根浓度相关。这些结果表明，血浆膜相关抗坏血酸自由基还原酶和高水平的过氧化氢酶，谷胱甘肽过氧化物酶，以及过氧化物酶使红细胞充当细胞外抗坏血酸自由基和H水槽2 ö 2 [ 176，107]。[在另一方面，抗坏血酸盐可以通过与在细胞外空间损坏的蛋白质相关催化铁被氧化201 - 203，209 ]。考虑到肿瘤血管的渗透性比在正常内皮高得多，肿瘤内皮可以允许大分子，如白蛋白的流出，到间质液[ 169，204 ]。积聚在腹水肿瘤小鼠腹腔中的液体蛋白质浓度比正常腹膜液高几倍，血浆蛋白质含量约为85％，包括白蛋白，其比例与发现的相似。在等离子体[ 205，206]。人白蛋白是血浆中最丰富的蛋白质; 并且具有与Cu 2+等金属离子结合的能力[ 207 ]。人白蛋白Asp-Ala-His-Lys的N-末端的前四个氨基酸形成Cu 2+的紧密结合位点[ 207 ]。事实上，差不多三十年前，Linus Pauling和他的同事[ 194 ]设计了一种铜：甘氨酰基甘氨酸组氨酸复合物，模仿白蛋白与铜的结合; 它增强了抗坏血酸对Ehrlich腹水肿瘤细胞的抗肿瘤活性。此外，细胞外液含有很少或没有过氧化氢酶活性，以及低水平的SOD和GPx [ 208 ]。因此，H 2 O 2由细胞外空间的抗坏血酸氧化产生的浓度可以累积到大于细胞内水平的浓度，导致穿过细胞膜进入细胞的净扩散速率，导致对癌细胞的毒性[ 10 ]。 药理学抗坏血酸抑制小鼠的肿瘤生长。在荷胰腺癌，治疗的肿瘤异种移植物与4克千克-1抗坏血酸（IP，每天两次）的肿瘤生长[率显著下降11，12，164 ]（表4）。在停止用药理学抗坏血酸盐治疗后，肿瘤生长速率增加。该比率与对照组中观察到的比率相似，即没有抗坏血酸（Du等，未发表的结果）。在该肿瘤模型中，作为单一药剂的药理学抗坏血酸盐是细胞抑制性的，而不是细胞毒性的。显然，使用静脉注射高剂量抗坏血酸作为癌症的单一药剂并不能治愈。为了测试标准化疗与抗坏血酸的联合作用，Espey等。[ 209 ]已经表明，在体外和裸鼠模型中，吉西他滨和抗坏血酸可以在胰腺癌中实现协同细胞毒性作用。这些数据为研究使用药理学抗坏血酸作为常规癌症化学疗法的佐剂提供了支持。 表4抗坏血酸在动物模型中的促氧化作用。
8.4。临床研究尽管使用口服抗坏血酸在梅奥诊所的两项临床试验未能显示出任何好处，许多病例报告提供了静脉注射抗坏血酸治疗[令人鼓舞的结果162，210，211 ]。但是，报告的大多数病例没有足够的细节或后续评估。Padayatty等。[ 212 ]根据美国国家癌症研究所（NCI）最佳病例系列指南检查了三个记录良好的病例。这些病例表明，大剂量静脉注射抗坏血酸治疗延长了晚期癌症患者的生存期。 除某些情况外，大多数患者静脉注射抗坏血酸治疗可能是安全的[ 213 ]。因为血液中产生的H 2 O 2的去除需要谷胱甘肽，而谷胱甘肽又需要由G6PD产生的NADPH，磷酸戊糖途径的限速酶[ 214 ]，高剂量的抗坏血酸可以诱导葡萄糖患者的血管内溶血 - -6-磷酸脱氢酶（G6PD）缺陷[ 215 - 217 ]。抗坏血酸氧化的一种终产物是草酸，它有可能在患有既往肾功能不全的患者的尿液空间中结晶为草酸钙[ 218]]。此外，大量的肿瘤内出血的罕见病例报告中晚期肿瘤患者下大剂量静脉抗坏血酸[ 155，219 ]。因此，一如既往需要谨慎，但有明确的迹象表明抗坏血酸在癌症治疗中的潜在作用。 在患者静脉内抗坏血酸三I期临床试验与抗坏血酸的晚期癌症测定血浆浓度和评估临床后果[ 162，220，221 ]。在Riordan及其同事的研究中，患者连续输注0.15至0.7 g kg -1 day -1，持续长达8周; 在Hoffer研究中，抗坏血酸以固定剂量0.4,0.6,0.9和1.5g kg -1每周给药三次; 在Monti等人的最新研究中。[ 221]，患者每次输注50,75和100克（每周3次输注）8周，同时给予静脉注射吉西他滨和口服厄洛替尼。在Riordan研究中，治疗期间血清中的抗坏血酸浓度范围为0.28至3.8mM。在Hoffer研究中，血浆抗坏血酸峰浓度范围为2.4至26 mM。当1.5克千克-1给药，血浆浓度的抗坏血酸超过10毫米≈4.5H [ 220 ]，水平已显示出诱导细胞杀伤在多种癌细胞[的9，11，12，164]。最后在Monti研究中，接受100g抗坏血酸盐的患者达到峰值血浆浓度在25和32mM之间。所有三项试验均表明，在肾功能正常的癌症患者中，大剂量静脉注射抗坏血酸盐耐受良好; 抗坏血酸输注与标准治疗化疗的组合不会增加毒性。 8.5。抗坏血酸和常规癌症治疗大剂量静脉内抗坏血酸的细胞毒性取决于抗坏血酸诱导的H 2 O 2产生。过氧化氢可以消耗细胞内GSH，引起氧化应激。在高剂量下，抗坏血酸作为促氧化剂杀死癌细胞。最初担心抗坏血酸可能会降低标准化疗和/或放射治疗的有效性尚未得到证实。许多报告显示，药理抗坏血酸实际上可能增加的几个化学治疗药物和放射的功效在体外 [ 164，222 - 224 ]（表3）。Espey等。[ 209]证明了吉西他滨的抗坏血酸的药理浓度在胰腺肿瘤细胞系中产生了协同的细胞毒性反应; 与单独使用吉西他滨相比，施用于携带胰腺肿瘤异种移植物的小鼠的吉西他滨 - 抗坏血酸盐组合一致地增强了对生长的抑制。病例报告[ 161，212 ]指示静脉抗坏血酸可与化疗和放疗被安全地使用，并且可能潜在地增强常规癌症治疗的效果。此外，静脉注射抗坏血酸已被证明可以改善乳腺癌患者在化疗/放疗和善后期间的生活质量[ 225]]。一些机构正在进行使用化疗和静脉注射抗坏血酸的组合的临床试验（www.）。 表3抗坏血酸在培养细胞中的促氧化作用。
9.观点许多实验室已经证实了药理学抗坏血酸盐对肿瘤生长的抑制作用（表4）。在鼠模型中血浆升高抗坏血酸水平验证以下ip施用[ 11，164 ]。它仍然是未知是否细胞和组织水平也升高[ 226，227 ]。补充500μMAc的人血小板30分钟显示SVCT2水平降低，而在Asc耗尽的血小板中，SVCT2表达高于天然血小板[ 29 ]。因此在体内需要研究抗坏血酸输注后SVCT表达水平的可能变化。另一个问题是药物抗坏血酸停止治疗后可能出现的短暂停药效应[ 228 ]。通过腹膜内注射4周每天接受抗坏血酸1g kg -1体重的雄性豚鼠的血浆和尿液水平升高; 然而，在撤除治疗后的几周内，平均血浆和尿酸抗坏血酸显着低于正常[ 229 ]。尚不清楚在高剂量静脉注射抗坏血酸后人体受试者是否会出现类似的反弹效应。F 2 -异前列烷是体内脂质过氧化的生物标志物的，其在血浆和尿量化已成为最可靠的方法来评估在人类和动物[系统性氧化应激230 - 232 ]。对于每天口服30-2500毫克抗坏血酸的健康年轻女性，血浆和尿液F 2 -异前列素没有变化[ 41 ]。尚不清楚在癌症患者中药物抗坏血酸输注后血浆F 2 -异前列素是否会发生变化。此外，由于药理学抗坏血酸盐是产生H 2 O 2的前药，因此应该有许多应用，其中H 2 O 2 通过药理抗坏血酸可以具有临床益处，如由病毒，细菌和其它病原体[传染病10，233 ]。 10.总结自发现以来已有八十多年，我们对抗坏血酸功能的认识已从预防坏血病发展到其作为癌症治疗药物的潜在用途。抗坏血酸使胶原羟化酶的Fe 2+保持活性状态; 因此它在胶原蛋白合成中起着关键作用; 与各种双加氧酶的平行反应影响多种基因的表达，例如通过HIF系统，可能还有细胞和组织的表观遗传景观。捐赠一个或两个电子的能力使抗坏血酸成为优秀的还原剂和抗氧化剂。然而，在催化金属存在下，抗坏血酸还具有促氧化作用，其中氧化还原活性金属被抗坏血酸还原，然后又与氧反应，产生超氧化物，随后产生H 2 O 2。 除了健康营养水平满足的生化功能外，最近的药代动力学数据表明，静脉注射抗坏血酸可以避免严格控制肠道和肾脏排泄; 因此，静脉注射抗坏血酸会产生高水平的血浆水平; 这种抗坏血酸会自动氧化，从而产生高通量的细胞外ħ 2 ö 2。该ħ 2 ö 2将容易扩散到挑战细胞内过氧化物去除系统的细胞中，引发氧化级联反应。这些高通量的ħ 2 ö 2似乎对正常细胞几乎没有影响，但可能对某些肿瘤细胞有害。对这些机制的了解和理解为使用高剂量抗坏血酸来治疗疾病提供了理论依据，从而使人们对使用抗坏血酸在癌症治疗中的兴趣重新燃起。只有在适当的临床试验设计的基础上更好地理解其基本作用机制，才能实现药物抗坏血酸在癌症治疗中的全部潜力。 |
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