黑蒜抑制胃癌機理研究進展

孫東寧，楊桂青，劉曉旭，王義善

（解放軍第107醫(yī)院國家中西醫(yī)結(jié)合腫瘤治療重點?？疲綎| 煙臺264002）

大蒜為百合科蔥屬多年生草本植物生蒜的地下鱗莖，西漢時自西亞和中亞傳入我國，至今已有兩千多年。大蒜味辛、甘，性溫，入脾、胃、肺經(jīng)，能“解滯氣、暖脾胃、消癥積、解毒殺蟲”。漢代陶弘景著《名醫(yī)別錄》認為大蒜“散癰腫魘瘡，除風(fēng)邪，殺毒氣”。唐代官修藥典《新修本草》認為其功用為“下氣，消谷，化肉”。研究證明，大蒜含有豐富的營養(yǎng)成分和藥理活性成分，可抗感染、抗氧化、抗腫瘤及防治心血管疾病。生蒜的有效成分為易揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)，其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，無法令人體更好吸收，使大蒜的臨床應(yīng)用受到限制。黑蒜是將大蒜帶皮在低溫條件下發(fā)酵60～90天，蒜瓣呈現(xiàn)出黑色，故名黑蒜。最新研究工藝為：第1段，冷凍處理30h；第2段，45℃條件下預(yù)處理100～150h；第3段，70℃～80℃條件下恒溫加熱120～150h；第4段，60℃～70℃條件下恒溫加熱200～300h；第5段，降溫至45℃，干燥100～120h［1］。黑蒜經(jīng)過酶化、熟化、干燥等加工過程，化學(xué)成分發(fā)生了很大變化，不但原有物質(zhì)含量提高，同時有一些新的功能性物質(zhì)的生成。現(xiàn)將黑蒜的化學(xué)成分、抗腫瘤作用研究綜述如下。

1 化學(xué)成分

黑蒜的藥理作用源于其豐富的化學(xué)成分，主要包括糖類、氨基酸類、脂質(zhì)類、維生素、無機鹽、微量元素、含硫化合物等。其中主要的生物活性物質(zhì)是大蒜素（二烯丙基二硫醚C6H10S20）和大蒜新素（二烯丙基三硫醚C6H10S3）等含硫化合物。張中義等［2］研究新鮮大蒜和黑蒜中的揮發(fā)性物質(zhì)，用GC-MS檢測出黑蒜中的50種化合物，相對含量較高的有28種，其中二烯丙基二硫醚相對含量17.53%，二烯丙基三硫醚相對含量15.52%。其它含量較高的還有3-乙烯基-3，4-二氫-1，2-二噻烷、2-乙基四氫噻吩、2-乙烯基-1，3-二噻烷、N，N’-二甲基硫脲等。研究表明，發(fā)酵黑蒜中揮發(fā)性含硫化合物總量較白蒜增加，刺激性氣味化合物含量減少，香氣化合物增加。另外黑蒜具有豐富的營養(yǎng)成分和極高的營養(yǎng)價值，黑蒜每100g中含水分53.6g、熱量1100kJ、糖41.4g、蛋白質(zhì)10.4g、脂肪5.1g、鈣13mg、鎂52mg、鐵2.1mg、鈉36mg、鉀930mg、鋅1.4mg、維生素B610.726mg、維生素B20.126mg、煙堿酸10.048mg［3］。同鮮大蒜相比，黑蒜中糖的含量是鮮蒜的5.1倍，蛋白質(zhì)含量是鮮蒜的2倍，而脂肪含量是鮮蒜的二分之一，鈣、鎂、鐵、鋅、鉀、維生素B2、維生素B6等微量元素和礦物質(zhì)含量也較鮮大蒜多。特殊的加工方法使得黑蒜保留了鮮大蒜的營養(yǎng)成分而“去性取用”，沒有刺激性氣味和味道，因此更容易被接受。

2 功 效

研究表明，黑蒜具有殺菌消炎、抗氧化、抗衰老、防癌抗癌、增強免疫、治療高血壓和心腦血管疾病、調(diào)節(jié)血糖、降血脂、保護肝臟、降膽固醇、抑制血小板積聚等多種功效［4］。

3 抑制胃癌機理研究

3.1 抑制腫瘤細胞生長

1979年研究人員發(fā)現(xiàn)在大蒜產(chǎn)地山東省蒼山縣是山東省胃癌最低發(fā)縣（胃癌標(biāo)化死亡率為2.08/10萬），原因是該縣居民常年以大蒜佐餐。山東省流行病學(xué)調(diào)查又進一步證實居民食大蒜的量與胃癌死亡率呈顯著地負相關(guān)（r=-0.726）［5］。通過回顧性觀察4552癌癥患者，累計觀察22315人年。結(jié)果表明少食大蒜組人群的胃癌死亡率顯著高于多食大蒜組，大蒜不僅能直接對癌細胞發(fā)生作用，而且能阻斷致癌物的合成，從而降低胃癌的發(fā)病率［6］。葛小剛等［7］應(yīng)用MTT、RT-PCR及Western blot等方法觀察細胞形態(tài)、P38及Caspase-3蛋白及基因的表達，發(fā)現(xiàn)大蒜素對胃癌細胞SGC7901生長有抑制作用，其發(fā)生機制可能與大蒜素作用下胃癌細胞p-P38、Caspase-3表達量增加有關(guān)。許多化學(xué)抗癌物能誘導(dǎo)細胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生，活性氧產(chǎn)生后導(dǎo)致線粒體功能喪失如線粒體跨膜電位的耗散，然后導(dǎo)致細胞色素C從線粒體釋放至細胞質(zhì)，這種細胞色素C的釋放又會導(dǎo)致Caspases-9的活化，進而進一步活化Caspases-3，導(dǎo)致DNA斷裂，從而使細胞凋亡［8］。肖曉嵐等［9］探討二烯丙基三硫（DATS）誘導(dǎo)人胃癌細胞系MGC-803凋亡與細胞內(nèi)活性氧（ROS）之間的關(guān)系，結(jié)果LDATS作用于MGC-803細胞24h后，細胞凋亡率明顯上升，細胞內(nèi)活性氧水平與DATS呈濃度依賴性升高。用抗氧化劑NAC預(yù)處理細胞，能抑制細胞內(nèi)活性氧水平的升高及DATS誘導(dǎo)的細胞凋亡。楊加勝［10］報道大蒜素可以誘導(dǎo)癌細胞凋亡小體的形成和核固縮，從而顯著地抑制腫瘤細胞的生長。

3.2 誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡

對端粒酶的影響。端粒酶在細胞中的主要生物學(xué)功能是通過其逆轉(zhuǎn)錄酶活性復(fù)制和延長端粒DNA來穩(wěn)定染色體端粒DNA的長度，高活性的端粒酶往往容易誘導(dǎo)惡性腫瘤的發(fā)生，因此下調(diào)端粒酶活性是抑制惡性腫瘤發(fā)生的有效手段。孫麗等［11］報道大蒜素對裸鼠胃癌移植瘤生長和端粒酶的活性有抑制作用，且呈現(xiàn)量效相關(guān)性。

對caspase蛋白表達的影響。細胞凋亡是一個主動地、信號依賴的過程。細胞凋亡信號傳導(dǎo)的關(guān)鍵是caspase的激活，大量資料顯示在腫瘤細胞的凋亡中存在caspase的活化。Caspase家族是存在于哺乳動物細胞中的一類蛋白，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)16個成員，其中caspase-3被認為是哺乳動物細胞凋亡的關(guān)鍵酶。大蒜中的二烯丙基三硫（DATS）能活化caspase，特異的capsase-3抑制劑可抑制DATS誘導(dǎo)的MGC803細胞凋亡［12］。Caspases-8被稱為啟始caspase，Caspases-3屬于效應(yīng)caspase的一種。當(dāng)細胞接受來自死亡受體介導(dǎo)的配體信號，Caspases-8前體自身剪切而活化，進而激活信號通路下游的Caspases-3，這些效應(yīng)caspase的活化會大范圍地降解細胞蛋白，從而執(zhí)行細胞凋亡的最終步驟［13］。Oommen等［14］發(fā)現(xiàn)大蒜素作用腫瘤細胞可引起caspase-3，caspase-8，caspase-9的活化和poly polymerase的降解。

對第2信號系統(tǒng)cAMP、PKC途徑的影響。cAMP是細胞凋亡通路中的一個重要環(huán)節(jié)，cAMP升高可誘導(dǎo)腫瘤細胞向凋亡方向發(fā)展。李勇等［15］認為大蒜素通過對第2信號系統(tǒng)cAMP、PKC的影響，增強細胞始動基因fas，促進基因bax的表達，抑制凋亡基因bc1.2的表達，增強細胞凋亡率，并使胃癌細胞凋亡。

對cyclin D1和P27表達的影響。蘭泓等［16］用25g/mL大蒜素處理BGC823細胞24h，cyclin D1蛋白表達下調(diào)，P27 KiP1蛋白表達上調(diào)，處理48h后上述變化更明顯，而mRNA水平未見明顯改變。

3.3 對腫瘤細胞周期的影響

周期在腫瘤細胞的生長調(diào)控中具有重要作用，通過改變細胞周期來阻止腫瘤細胞的增殖已受到人們的普遍關(guān)注［17］。馬銳等［18］實驗表明大蒜素對傳代培養(yǎng)人胃癌細胞SGC-7901和BGC-823的生長均有明顯抑制作用，且呈濃度依賴性，細胞周期被阻滯在G2/M期。哈敏文等［19］研究指出大蒜素能使MGC-803及SGC-7901兩種細胞周期阻滯于M期；其機制可能與其上調(diào)細胞的p21WAF1和p16INK4基因表達有關(guān)。陳鐵軍等［20］闡述了大蒜素誘導(dǎo)人胃癌SGC-7901細胞阻滯作用機制是大蒜素可以促進微管解聚，提高促成熟因子（MPF）的重要成分eyelin B.在細胞內(nèi)的表達并促進其向核內(nèi)轉(zhuǎn)移，使細胞周期阻滯于M期。

3.4 抗氧化作用

氧化反應(yīng)和自由基損傷是引起細胞DNA損傷而導(dǎo)致細胞惡變的重要機制。特別是在促癌階段，由于促癌劑的作用使細胞產(chǎn)生大量的活性自由基，從而引起細胞DNA、RNA等大分子的氧化導(dǎo)致細胞突變癌變。大蒜素的有效成分中所含的巰基和親電子基團有清除活性氧和自由基的功能，從而對抗氧、自由基對細胞的毒害作用［21］。祝炳俏等［22］以白蒜和維生素C為對照研究黑蒜的抗氧化活性，結(jié)果黑蒜可以顯著降低血液和肝臟組織中丙二醛的含量，提高組織中抗氧化酶的活性，黑蒜降低丙二醛含量和提高谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性的作用明顯好于大蒜組和VC陽性對照組。

3.5 抗菌消炎作用

大蒜被稱作“廣譜抗生素”，其具有明顯殺菌作用的成分為白色油脂性液體硫化丙烯（C3H6S）和大蒜素，大蒜素具有很強的抗菌、消炎作用，對肝炎病毒、痢疾桿菌、霍亂弧菌有抑制作用，對Hp相關(guān)性胃及十二指腸潰瘍有很好的治療效果。有報道可用于治療慢性結(jié)腸炎、真菌感染性腸炎、慢性細菌性痢疾、圓孢子蟲病等。楊加勝［23］報道大蒜素能夠有效殺滅胃內(nèi)的幽門螺桿菌，不僅能夠預(yù)防胃潰瘍、胃炎的發(fā)生，而且對于已經(jīng)形成的胃潰瘍有很好的治療作用，從而可以有效降低胃癌發(fā)病率。

3.6 阻斷體內(nèi)亞硝胺化合物的形成

亞硝胺化合物是一類很強的致癌物質(zhì)，人體內(nèi)不僅有亞硝胺前體物的存在，同時還具備合成亞硝胺化合物的其他條件。因此，降低消化道亞硝胺含量，抑制硝酸鹽還原菌形成對于防治消化道癌癥具有重要意義。王選杰等［24］報道用大蒜素治療30例萎縮性胃炎，服用大蒜素1個月后檢測，胃酸Hp指標(biāo)降至正常水平，且胃液亞硝酸鹽含量降低。胃區(qū)不適，飽脹，噯氣，泛酸，燒灼等癥狀有所減輕。提示大蒜素對抑制消化系統(tǒng)亞硝酸胺含量，治療慢性胃病有一定作用。

3.7 與抗腫瘤藥協(xié)同作用

馬銳等［25］實驗研究指出，大蒜素對人胃癌細胞株BGC-823、SGC790的增殖有抑制作用，具體表現(xiàn)為使細胞阻滯于G2/M期。大蒜素與G2/M期特異性化療藥聯(lián)合使用，可能具有協(xié)同抗腫瘤作用。馬銳等［26］進一步指出，大蒜素與細胞周期特異化療藥NVB聯(lián)合應(yīng)用的作用機理是通過上調(diào)對胃癌細胞周期抑制蛋白p21、p27蛋白的表達，使胃癌細胞阻滯于G2/M期，從而抑制腫瘤細胞增生。張鈞書等［27］研究紫杉醇聯(lián)合大蒜素對胃癌細胞MGC-803的增殖抑制和促凋亡作用及其分子機制，結(jié)果15～60μg/mL大蒜素和4～32μg/mL紫杉醇單用24h對MGC-803細胞均有明顯抑制作用，呈劑量依賴性。低劑量大蒜素（9μg/mL）聯(lián)合紫杉醇（1～16μg/mL）比單用紫杉醇作用更強（P＜0.05）。兩藥聯(lián)用bax基因mRNA和蛋白表達增加，而bcl-2mRNA和蛋白的表達減少。表明大蒜素可增強紫杉醇對胃癌細胞的增殖抑制作用，兩藥聯(lián)用可減少紫杉醇的劑量，其機制可能是通過增強MGC-803細胞的凋亡，后者與bax和bcl-2基因表達有關(guān)。

3.8 其他作用

有研究表明大蒜液可誘發(fā)胃黏膜合成和釋放內(nèi)源性前列腺素，阻止鹽酸對胃黏膜的損傷，抑制胃炎向胃癌的發(fā)展［28］。

4 總 結(jié)

中國是胃癌發(fā)病率和死亡率最高的國家之一，發(fā)病率和死亡率均是世界平均水平兩倍多［29］。2007年，在我國前10位癌癥中，胃癌發(fā)病率為第2位，死亡率為第3位。近年來胃癌的發(fā)病率逐年升高，且呈現(xiàn)發(fā)病年輕化趨勢。傳統(tǒng)的胃癌治療方法以手術(shù)根治為主，放療和化療為輔的治療。由于胃癌早期無明顯臨床表現(xiàn)而往往不被患者察覺，晚期胃癌大多失去手術(shù)機會，并且多已轉(zhuǎn)移至其他器官。放療和化療對延長患者生存期有顯著療效，但有嚴重不良反應(yīng)，嚴重影響患者的生活質(zhì)量，而且容易產(chǎn)生多藥耐藥性。

中醫(yī)藥抗腫瘤具有標(biāo)本兼治，毒副作用小，治療效果好的優(yōu)勢。黑蒜因為具有取材方便，作用廣泛，療效確切，安全穩(wěn)定等優(yōu)勢，在腫瘤治療的應(yīng)用前景廣闊。目前，對黑蒜的研究尚處在初級階段，許多問題亟待解決。相信隨著對腫瘤微環(huán)境的認識加深和與分子生物學(xué)、基因科學(xué)等前沿學(xué)科的聯(lián)系，對黑蒜的認識也會逐漸深化，黑蒜將成為腫瘤治療的新藥。

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