原花青素抗腫瘤作用及機(jī)制研究進(jìn)展

張峰源 綜述，趙先英，張定林，季衛(wèi)剛，劉毅敏△ 審校

(1.第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)員旅十五隊(duì)，重慶 400038；2.第三軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院化學(xué)教研室，重慶 400038)

原花青素(proanthocyanidins，PC)是植物王國中廣泛存在的一類多酚化合物的總稱，是一種有著特殊分子結(jié)構(gòu)的生物類黃酮，占葡萄籽提取物的85％。低聚PC的生物適應(yīng)性好,生物利用度高,毒性低。近年來的研究表明，PC能抑制多種腫瘤細(xì)胞生長，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[1]，而且還能拮抗化療藥物對正常細(xì)胞的毒性[2]，具有較好的防癌、抗癌功效[3-4]。PC的抗癌細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)其凋亡作用及其機(jī)制已成為近年來天然抗腫瘤藥物的研究熱點(diǎn)之一。本文就PC抗腫瘤作用及機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 PC抗前列腺癌

PC具有抗前列腺癌細(xì)胞增殖的作用。有研究顯示，PC對前列腺癌PC-3細(xì)胞的生長有顯著的抑制作用，并呈明顯的量效和時效關(guān)系[5]。研究還發(fā)現(xiàn)，PC將PC-3細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期，通過caspase途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。孫怡等[6]用細(xì)胞線粒體膜電位的變化來研究PC誘導(dǎo)前列腺癌PC-3細(xì)胞凋亡的機(jī)制，研究發(fā)現(xiàn)PC誘導(dǎo)PC-3細(xì)胞凋亡的機(jī)制與降低線粒體膜電位有關(guān)。用100、200、300 μg/mL PC分別作用于PC-3細(xì)胞24 h后，細(xì)胞線粒體膜電位強(qiáng)度下降。隨著PC作用濃度的增加，弱熒光細(xì)胞顯著增多，300 μg/mL PC作用24 h后，弱熒光的細(xì)胞增加到87.3％。100 μg/mL PC作用細(xì)胞24 h，5.64 ％的細(xì)胞出現(xiàn)早期凋亡，84.7％的PC-3細(xì)胞呈現(xiàn)線粒體膜電位降低；300 μg/mL PC處理后，PC-3細(xì)胞凋亡率和壞死率分別為44.86％、50.81％。研究表明PC可在體外誘導(dǎo)PC-3細(xì)胞凋亡，其機(jī)制與降低線粒體膜電位有關(guān)。利用PC作用于大鼠的腎細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)PC對腎細(xì)胞的毒性較小，從而為臨床應(yīng)用PC預(yù)防和治療前列腺癌提供了依據(jù)。

PC不僅僅對前列腺癌PC-3細(xì)胞起抑制作用。有研究發(fā)現(xiàn)，利用PC處理人雄激素依賴性前列腺癌細(xì)胞株LNCaP細(xì)胞后，發(fā)現(xiàn)PC也可引起體外前列腺癌LNCaP細(xì)胞形態(tài)的明顯改變[7]。用不同濃度100、200、300 μg/mL的PC對LNCaP細(xì)胞作用后，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞增殖抑制率分別為27.1％、72.1％、86.4％。經(jīng)檢測證實(shí)300 μg/mL PC處理LNCaP細(xì)胞72 h可引起36.5％的凋亡率，通過利用不同濃度的PC，不同的時間作用于前列腺癌LNCaP細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞增殖抑制率隨PC濃度和作用時間的延長而增強(qiáng)，結(jié)果表明PC可在體外抑制前列腺癌LNCaP細(xì)胞增殖,并促進(jìn)其凋亡且有時間劑量效應(yīng)。

2 PC抗卵巢癌

PC對卵巢癌的預(yù)防和治療也有很好的療效。有研究報道PC對卵巢癌細(xì)胞的生長抑制及誘導(dǎo)凋亡的作用[8]。用不同濃度的PC不同時間處理卵巢癌順鉑耐藥細(xì)胞COC1/DDP，檢測處理后細(xì)胞的細(xì)胞周期及其細(xì)胞的凋亡情況，發(fā)現(xiàn)PC可引起COC1/DDP細(xì)胞形態(tài)明顯的凋亡，對COC1/DDP具有明顯的增殖抑制的作用，當(dāng)超過一定濃度也會誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞的凋亡，并且隨著藥物濃度的增加，凋亡率顯著增加，呈劑量-時間依賴性。

研究發(fā)現(xiàn)，PC可以在體外抑制COC1/DDP細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)其凋亡，其作用機(jī)制可能與COC1/DDP細(xì)胞上的caspase-3蛋白表達(dá)有關(guān)。同時也用caspase-3蛋白的表達(dá)活性來研究PC誘導(dǎo)卵巢癌順鉑耐藥細(xì)胞凋亡的機(jī)制，用不同濃度的PC處理COC1/DDP細(xì)胞，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)經(jīng)過PC處理后細(xì)胞內(nèi)有caspase-3蛋白的表達(dá)，并且隨著藥物濃度增加，caspase-3蛋白表達(dá)也隨之增加，也呈現(xiàn)出劑量-時間依賴性[8]。為了深入了解PC對卵巢癌順鉑耐藥細(xì)胞中caspase-3蛋白的作用機(jī)制，Roy等[9]在研究卵巢JB6 C141細(xì)胞時，發(fā)現(xiàn)PC可以通過增大Bax/Bcl的比例，最終激活caspase-3蛋白的表達(dá)，促使腫瘤細(xì)胞凋亡[10]。在PC對卵巢癌SKOV3細(xì)胞增殖和凋亡的影響研究中發(fā)現(xiàn)PC也可通過降低survivin的表達(dá)，間接抑制caspase-3的活性從而促進(jìn)細(xì)胞的凋亡[11]。

3 PC抗乳腺癌

PC具有誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡的作用。當(dāng)用PC處理體外懸浮培養(yǎng)的乳腺癌MCF-7細(xì)胞時，發(fā)現(xiàn)乳腺癌MCF-7細(xì)胞有自身脫落凋亡的作用[12]，但是當(dāng)在懸浮培養(yǎng)的乳腺癌MCF-7細(xì)胞中加入PC后，卻發(fā)現(xiàn)當(dāng)PC的濃度為0.1 mmol/L時，導(dǎo)致懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞失去聚集成團(tuán)的能力，由此對乳腺癌MCF-7細(xì)胞的生長起到抑制和誘導(dǎo)其凋亡的作用。李麗等[13]用PC分別在體外處理人乳腺癌MCF-7細(xì)胞及其耐藥株MCF-7/ADR細(xì)胞，研究PC對多藥耐藥的逆轉(zhuǎn)作用，以及PC對GSTπ、TopoⅡα等多藥耐藥相關(guān)蛋白表達(dá)狀況。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)PC可使MCF-7/ADR細(xì)胞GSTπ表達(dá)下降，卻對TopoⅡα表達(dá)無相關(guān)影響。此實(shí)驗(yàn)證實(shí)PC具有多藥耐藥逆轉(zhuǎn)作用，其機(jī)制可能與降低腫瘤細(xì)胞內(nèi)GSTπ的表達(dá)有關(guān)。有關(guān)PC耐藥性機(jī)制的研究，許多研究者做了大量的實(shí)驗(yàn)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PC是通過抑制Pgp的表達(dá)，使得耐藥株MCF-7/ADR細(xì)胞具有耐藥性，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡[14]。

4 PC抗膀胱癌

PC對膀胱癌有預(yù)防和治療的功效。劉潔等[15]報道了PC對人膀胱癌細(xì)胞株BIU87細(xì)胞增殖和凋亡的影響，用BIU87細(xì)胞與50、100 、200 μg/mL的PC共同孵育24 h后 ，分別檢測PC對膀胱癌細(xì)胞株BIU87細(xì)胞的增殖抑制率以及細(xì)胞凋亡的情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同濃度(50、100、200 μg/mL)的PC對BIU87細(xì)胞的增殖抑制率分別為(13.0±1.5)％、(31.8±2.1)％、(48.6±1.8)％；凋亡率分別為(8.7±0.7)％、28.2±1.6)％、(48.5±0.7)％；細(xì)胞增殖抑制率和凋亡率均隨PC濃度的升高而增高，呈濃度依賴性。研究還發(fā)現(xiàn)，低濃度的絲裂霉素C(MMC)與PC聯(lián)合應(yīng)用，可以對膀胱癌細(xì)胞株BIU87細(xì)胞起到更好的效果。如果二者的濃度過高，反而會起到拮抗的作用。為了使PC對膀胱癌的作用發(fā)揮出最好的效果，有學(xué)者對MMC和PC兩種藥物在不同濃度下單獨(dú)及聯(lián)合應(yīng)用時的作用效果進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，希望可以得到二者協(xié)同發(fā)揮最好效果時的最佳濃度，從而利用二者起最大協(xié)同作用時的濃度有效的誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞凋亡[16]。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)MMC、PC單獨(dú)應(yīng)用時，BIU87細(xì)胞生長的抑制作用隨藥物濃度的增加而增加，呈現(xiàn)濃度依賴性，中效濃度分別為15.422、195.865 g/mL。當(dāng)MMC與PC聯(lián)合應(yīng)用時，其作用效果表現(xiàn)為在低濃度(0％～<37％)時呈協(xié)同作用(CI<1)，高濃度(37％～<100％)時呈拮抗作用(CI>1)，中效濃度為109.496 g/mL。

5 PC對其他腫瘤的作用

近年來報道，PC不僅僅局限于對以上腫瘤細(xì)胞有明顯的治療效果，而且對其他腫瘤細(xì)胞也有著較明顯的治療效果。為了研究PC是否可以誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞的脫落和凋亡，利用細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察、細(xì)胞染色實(shí)驗(yàn)和流式細(xì)胞儀檢測方法觀察PC對懸浮培養(yǎng)的胃癌細(xì)胞生長狀態(tài)和細(xì)胞周期的影響以及誘導(dǎo)脫落凋亡作用的方法進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究[17]。通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)0.11 mmol/L PC可抑制抗脫落凋亡的胃癌細(xì)胞聚集成團(tuán)，0.15 mmol/L PC可阻滯懸浮培養(yǎng)的不同胃癌細(xì)胞于不同的細(xì)胞周期,并誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞發(fā)生脫落凋亡。

有研究用PC處理促癌劑TPA誘導(dǎo)過的小鼠皮膚腫瘤細(xì)胞,結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)PC處理過的小鼠，皮膚癌的發(fā)病率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對照組[18]。利用富含PC的松樹皮提取物(PMBE)處理肝癌BEL-7402細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，PMBE可能通過下調(diào)bcl-2基因的表達(dá)抑制BEL-7402細(xì)胞的生長,并誘導(dǎo)其凋亡[19]。研究報道PC可以誘導(dǎo)人口腔內(nèi)鱗癌細(xì)胞HSC-2及涎腺癌細(xì)胞增殖抑制基因(HSG)的凋亡[20]，其作用機(jī)制可能是通過激活caspase,使細(xì)胞角蛋白18 (cytokeratin18)發(fā)生降解從而促進(jìn)細(xì)胞的凋亡，同時對正常牙齦成纖維細(xì)胞的肝細(xì)胞生長因子(HGF)也起到了保護(hù)作用。Yamagishi 等[21]發(fā)現(xiàn)CLPr對PhIP誘導(dǎo)的大鼠胰腺癌細(xì)胞的活性有明顯的抑制作用。有研究利用PC處理經(jīng)氧化偶氮甲烷誘導(dǎo)后的大鼠結(jié)腸癌細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)喂小鼠以0.1％～1.0％的PC時，結(jié)腸癌的發(fā)病率降低了72％～88％ ，且鳥氨酸脫羧酶(ODC)活性降低了20％～56％[22]。Meeran等[23]發(fā)現(xiàn)PC可能通過caspase-3蛋白激活的凋亡通路誘導(dǎo)人上皮細(xì)胞癌細(xì)胞株A431的凋亡。Sato 等[24]研究發(fā)現(xiàn)葡萄籽提取物PC可以促進(jìn)缺血-再灌注后心臟收縮功能的恢復(fù)，心肌梗死范圍明顯減小，并且通過熒光顯示，PC能夠直接清除過氧自由基。梁慧敏等[25]發(fā)現(xiàn)PC作用于人肝SMMC-27721細(xì)胞使細(xì)胞甲胎蛋白mRNA表達(dá)量明顯下降，堿性磷酸酶活性明顯升高，對肝SMMC-27721細(xì)胞起到抗增殖和促分化作用。

6 結(jié) 語

綜上所述，PC誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和抑制腫瘤細(xì)胞生長的作用明顯，具有耐受性好，無致畸、致突變，基本無毒副作用等特性，而且在自然界中分布廣泛，資源豐富，因此，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。通過深入研究和不斷開發(fā)，PC有望成為一種高效低毒的抗腫瘤新藥。當(dāng)然，這些作用都還處于研究階段，其機(jī)制及藥理作用的靶點(diǎn)都還不是特別清楚，還有待于進(jìn)一步深入研究。

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