香葉木素防治癌癥作用機(jī)制的研究進(jìn)展

孔宇馳

（鞍山師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，遼寧 鞍山 114007）

黃酮類化合物是一種主要存在于植物（如水果和蔬菜等）中的多酚類化合物，是植物次生代謝產(chǎn)物。黃酮類化合物的種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，大致可分為6 類：異黃酮、黃酮、黃烷醇、黃酮醇、黃酮和花青素[1]。黃酮類化合物是許多中草藥的有效成分，因其具有多種重要的生理、生化作用，引起了國內(nèi)外化學(xué)家的廣泛重視。已有研究表明黃酮類化合物能清除生物體內(nèi)的自由基，具有抗氧化作用[2]。黃酮類化合物具有很多重要的藥理作用，對許多人類疾病具有治療價值，如減少脂質(zhì)過氧化以及骨質(zhì)疏松等疾病的發(fā)病率、抗菌、抗病毒、抗炎癥、抗過敏、抗糖尿病并發(fā)癥等，且毒副作用極小，對人類的衰老、心血管病等退變性疾病的預(yù)防和治療也有重要意義[3]。研究表明黃酮類化合物能夠調(diào)節(jié)活性氧（ROS）清除酶活性，參與阻止細(xì)胞周期，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、自噬，并抑制癌癥細(xì)胞增殖和侵襲，可見黃酮類化合物具有一定的抗癌作用[4]。黃酮類化合物在有效地抑制體內(nèi)癌細(xì)胞生長的同時，對人體機(jī)體的正常組織細(xì)胞造成的損傷較輕微，所以黃酮類化合物作為一種新型的抗癌癥藥物已經(jīng)備受關(guān)注[5]。香葉木素的化學(xué)名稱為3′,5,7- 二羥基-2-(3-羥基-4- 甲氧基苯基)-4- 苯并吡喃酮，是一種主要存在于柑橘、菊花和橄欖中的甲氧基類黃酮化合物，主要以游離和糖苷的形式存在。香葉木素比其他黃酮類化合物的酸性較強(qiáng)，通常以結(jié)晶狀態(tài)存在，難溶于水，易溶于乙醇等有機(jī)溶劑，具有豐富的藥理活性[6-7]。

癌癥是指由體內(nèi)異常細(xì)胞過度增長和分裂形成的腫瘤，這些細(xì)胞可以侵入并破壞周圍組織，并可能轉(zhuǎn)移到其他部位[8-13]。臨床治療癌癥的化學(xué)藥物雖然能夠有效抑制腫瘤細(xì)胞的發(fā)展，但其對人體正常組織的傷害也十分嚴(yán)重，并且會產(chǎn)生強(qiáng)烈的毒副作用，給癌癥患者帶來無盡的痛苦[14]。香葉木素作為一種毒性極小的天然化合物，能夠特異性作用于靶蛋白，抑制癌細(xì)胞的繁殖，成為廣大研究者關(guān)注的熱點[15]。本文總結(jié)了近些年香葉木素的抗癌作用機(jī)制，以期為香葉木素作為一種天然無毒副作用的新型癌癥治療劑的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

1 香葉木素的生物活性

香葉木素從植物中分離得到，可以通過醇提、萃取、層析、色譜層析、結(jié)晶等提取工藝完成，也可以以天然橙皮苷為先導(dǎo)化合物，進(jìn)而得到香葉木素[16-17]。香葉木素表現(xiàn)出廣泛的藥理活性，如抗氧化、抗炎、抗腫瘤、抗菌、抗血栓、免疫調(diào)節(jié)、保護(hù)氧自由基引起的細(xì)胞膜損傷、預(yù)防糖尿病等作用[18-23]。香葉木素可以抑制細(xì)胞內(nèi)丙三醛和活性氧的形成，促進(jìn)抗氧化酶如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶的作用，可見香葉木素具有一定的抗氧化活性[24]。也有研究證明香葉木素可以通過PKC/P38 途徑誘導(dǎo)人成骨細(xì)胞的分化，對糖尿病也具有治療作用[25-26]。香葉木素可以通過調(diào)節(jié)CYP 3A4 和CYP3A5 酶活性而保護(hù)咪達(dá)唑侖造成的肝損傷，通過調(diào)節(jié)CYP 家族分子的酶活性，降低腫瘤細(xì)胞的藥物代謝速度[27-28]。香葉木素還具有明顯的抗炎作用，可以通過減少TNF-α 誘導(dǎo)的IL-1β、IL-6、IL-8、和MMP1 的產(chǎn)生，進(jìn)而抑制類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎[29]。香葉木素具有保護(hù)腎臟的作用，其能通過促進(jìn)TUG1/Nrf2/HO-1 信號通路，減輕膿毒癥引起的腎組織炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激[30]。也有研究發(fā)現(xiàn)香葉木素通過激活Nrf2 和抑制MAPK 通路減輕順鉑誘導(dǎo)的急性腎損傷[31]。

2 香葉木素的抗腫瘤作用

隨著近年來對香葉木素的深入研究，香葉木素對癌癥的防治作用也得到證實，已有研究表明香葉木素可以抑制多種癌癥的發(fā)生及發(fā)展，如直腸癌、肺癌、肝癌、前列腺癌等[32-37]。

2.1 前列腺癌

前列腺癌是男性常見的一種惡性腫瘤，通常生長緩慢，癌細(xì)胞可能會擴(kuò)散到其他器官，形成轉(zhuǎn)移，威脅生命[38-39]，因此尋找天然無毒的治療藥物具有重要的意義。

香葉木素作為一種植物類黃酮，已被證明對前列腺癌細(xì)胞具有抗增殖和抗癌作用。Oak 等[15]發(fā)現(xiàn)用香葉木素處理前列腺癌LNCaP 和PC-3 細(xì)胞后，細(xì)胞周期蛋白D1、Cdk2 和Cdk4 的表達(dá)水平顯著降低，使前列腺癌細(xì)胞阻滯于G1 和S 期，說明其對前列腺癌細(xì)胞有抑制作用。研究中還發(fā)現(xiàn)香葉木素可以通過改變細(xì)胞中Bax與Bcl-2的比例、降低前列腺癌細(xì)胞的c-Myc、cyclin D1和Cdk4的表達(dá)水平，激活caspase-3來抑制癌細(xì)胞的繁殖。Pakradooni 等[40]通過研究mTOR（mammalian target of rapamycin）通路，探究香葉木素在抑制前列腺上皮細(xì)胞（RWPE1） 中的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)香葉木素可以激活A(yù)kt/PKB 的信號通路，抑制細(xì)胞生長因子（IGF-1）和細(xì)胞因子（IL-6）誘導(dǎo)的rictor的表達(dá)。在細(xì)胞周期、生長和存活中起關(guān)鍵作用的下游通路p70S6 激酶也被抑制，同時伴隨著KIP1/p27 和INK4a/p16 的上調(diào)，可見香葉木素可以抑制細(xì)胞繁殖。陳燦偉[41]研究了香葉木素對前列腺癌PC-3 細(xì)胞增殖、凋亡、集落形成、遷移及黏附的影響，發(fā)現(xiàn)香葉木素能誘導(dǎo)PC-3 細(xì)胞發(fā)生凋亡，促進(jìn)凋亡相關(guān)蛋白Caspase-8和Bax表達(dá)，同時抑制抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)。此外，香葉木素能在體外抑制PC-3 細(xì)胞的集落形成、遷移及黏附能力。由此可見，香葉木素在體外能抑制PC-3 細(xì)胞的增殖、集落形成、遷移和黏附能力，同時能誘導(dǎo)PC-3 細(xì)胞發(fā)生凋亡。

2.2 結(jié)腸癌

結(jié)腸癌是一種常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，起源于結(jié)腸內(nèi)壁的細(xì)胞，是世界上第三大癌癥死亡原因，發(fā)病率和死亡率呈上升趨勢[42-43]。因此，結(jié)腸癌的治療逐漸成為國內(nèi)外科研工作者研究的熱點。

Sanaz 等[32]研究了香葉木素對小鼠結(jié)腸癌異種移植瘤HCT-116 的抗腫瘤特性，對小鼠進(jìn)行香葉木素治療，持續(xù)4 周，結(jié)果發(fā)現(xiàn)100 mg/kg 香葉木素處理的裸鼠腫瘤體積為（264±238.3）mm3，明顯低于未處理組（1 428.8±459.6）mm3，說明香葉木素對結(jié)腸癌細(xì)胞具有抑制作用；且香葉木素可以顯著降低小鼠結(jié)腸癌細(xì)胞HCT-116 的腫瘤生長速度。賈夢楠[44]同樣證實香葉木素能夠治療結(jié)腸癌。Xie 等[45]證實了香葉木素對人類結(jié)腸癌Colon205 細(xì)胞有抑制作用，IC50為82.9 μmol。

2.3 直腸癌

直腸癌是指從齒狀線至直腸乙狀結(jié)腸交界處之間的癌，是消化道最常見的惡性腫瘤之一。我國直腸癌發(fā)病率日益上升，近期國家癌癥中心發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，直腸癌發(fā)病率在全部惡性腫瘤中排名第三位[46]，尋找高效安全的治療藥物已迫在眉睫。

已有研究表明，香葉木素在防治直腸癌方面具有一定功效。吳遠(yuǎn)等[33]探討了香葉木素對結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖、凋亡和遷移的影響，并進(jìn)一步分析其機(jī)制是否與調(diào)控STX17-AS1/miR-383-5p有關(guān)。方法采用細(xì)胞計數(shù)試劑盒（CCK-8）試驗、菌落形成試驗、劃痕愈合試驗、流式細(xì)胞術(shù)和實時定量PCR（RT-qPCR）技術(shù)，分析10、20、40 μmol/L 的香葉木素對HCT116 細(xì)胞存活率、菌落形成、劃痕愈合率、細(xì)胞凋亡及STX17-AS1和miR-383-5p表達(dá)的影響。采用RT-qPCR 方法檢測了29 例結(jié)直腸癌患者癌組織及癌旁組織中STX17-AS1和miR-383-5p的相對表達(dá)水平。采用雙熒光素酶報告系統(tǒng)分析其靶向相關(guān)性，將STX17-AS1的小干擾RNA 和STX17-AS1的miR-383-5p模擬物分別轉(zhuǎn)染到HCT116 細(xì)胞中，并分析抑制STX17-AS1或過表達(dá)miR-383-5p對HCT116 細(xì)胞增殖、凋亡和遷移的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同濃度香葉木素處理后，細(xì)胞活力、菌落形成數(shù)量和劃痕愈合率顯著降低，細(xì)胞凋亡率升高，STX17-AS1表達(dá)水平降低，并提高HCT116 細(xì)胞中miR-383-5p的表達(dá)水平。STX17-AS1直接與miR-383-5p結(jié)合，抑制STX17-AS1，顯著降低細(xì)胞活力、菌落形成數(shù)量和劃痕愈合率，細(xì)胞凋亡率升高，并增強(qiáng)HCT116 細(xì)胞中miR-383-5p的表達(dá)水平。因此，香葉木素通過下調(diào)STX17-AS1/miR-383-5p抑制結(jié)腸癌細(xì)胞增殖和遷移，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

2.4 肺癌

肺癌是一種惡性腫瘤，通常起源于肺組織中的細(xì)胞。肺癌的主要癥狀包括持續(xù)性咳嗽、咳嗽帶血、呼吸困難、胸痛、聲音嘶啞、體重減輕、乏力等，其中非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）占所有肺癌的80%～85%[47]。

香葉木素在防治肺癌方面的作用已受到業(yè)界學(xué)者們廣泛關(guān)注。Chen 等[34]以非小細(xì)胞肺癌NSCLC 細(xì)胞、正常細(xì)胞系HLF-1 和BEAS-2B 以及免疫缺陷小鼠為模型，研究了香葉木素對肺癌的抑制作用。采用MTT 法、流式細(xì)胞術(shù)和熒光探針DCFH-DA 分析細(xì)胞活力、凋亡和ROS 的變化。通過Western blotting 和實時RT-PCR 檢測蛋白和mRNA 的表達(dá)，測量腫瘤的生長。發(fā)現(xiàn)香葉木素通過破壞PI3K/Akt/GSK-3β/Nrf2 通路的ROS 積累，選擇性地誘導(dǎo)NSCLC 細(xì)胞凋亡。因此，在NSCLC 的輔助治療中，香葉木素可能是一個很有前途的候選藥物。Song 等[48]研究發(fā)現(xiàn)香葉木素可抑制HCC827 和A549 細(xì)胞的增殖和克隆形成。盧平方[49]也發(fā)現(xiàn)香葉木素對小細(xì)胞肺癌NCI-H446 細(xì)胞增殖、凋亡均有影響。陳林[50]發(fā)現(xiàn)香葉木素對非小細(xì)胞肺癌A549 細(xì)胞株增殖生長有抑制作用。香葉木素能夠通過上調(diào)p53、Bax、Bak 蛋白，下調(diào)Bcl-2蛋白，誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌A549 細(xì)胞凋亡。宋長山[3]發(fā)現(xiàn)香葉木素對人肺腺癌HCC827 和A549 細(xì)胞系均具有增值抑制和促進(jìn)調(diào)亡的作用，其機(jī)制可能是通過caspases通路的活化促進(jìn)細(xì)胞凋亡和通過調(diào)節(jié)p53/p21 等周期蛋白的表達(dá)水平使細(xì)胞周期阻滯于G2/M期從而抑制細(xì)胞增殖。

2.5 卵巢癌

卵巢癌是一種生長在卵巢上的女性生殖惡性腫瘤，其發(fā)病率和病死率均較高，其中90%～95%為卵巢原發(fā)性癌[51]。

香葉木素作為目前具有廣闊前景的抗腫瘤藥物，其功能活性在防治卵巢癌方面也備受矚目。Zhao 等[35]研究香葉木素對卵巢癌A2780 和SKOV3 細(xì)胞的影響及其潛在機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)香葉木素抑制了卵巢癌A2780 和SKOV3 細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，并誘導(dǎo)了它們的凋亡。香葉木素上調(diào)了Bax的水平，并使Caspase-3 和PARP斷裂，同時下調(diào)了Bcl2的水平。香葉木素抑制Nrf2 并誘導(dǎo)活性氧ROS 的產(chǎn)生，通過上調(diào)ROS 水平和抑制Nrf2，發(fā)揮抗腫瘤活性，表明香葉木素具有防止卵巢癌的功效。楊蕾磊[52]發(fā)現(xiàn)香葉木素對人卵巢癌細(xì)胞SK-OV-3 具有抑制作用，進(jìn)一步證明了香葉木素是治療卵巢癌的一種有前景的化療候選藥物。

2.6 皮膚癌

皮膚癌是指皮膚的惡性腫瘤，隨著生活環(huán)境的污染以及臭氧層破壞等多方面因素的影響，我國皮膚癌發(fā)病率逐年上升[53]。因此，尋找對皮膚癌具有效的治療藥物顯得尤為迫切。

研究發(fā)現(xiàn)香葉木素對B16F10 黑素瘤細(xì)胞增殖、遷移和管形成具有抑制作用[53]。該研究采用B16F10 小鼠黑色素瘤模型，在體內(nèi)觀察了香葉木素對腫瘤生長、血管生成和轉(zhuǎn)移的影響。結(jié)果表明，在B16F10 細(xì)胞中，香葉木素不僅抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移，還通過caspase途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[36]。此外，小鼠黑色素瘤模型顯示，在腫瘤進(jìn)展過程中，香葉木素通過抑制腫瘤血管的萌發(fā)和擴(kuò)張，顯著延緩腫瘤生長，表明香葉木素是一種潛在的皮膚癌輔助化療藥物。

2.7 肝癌

肝癌指肝臟的惡性腫瘤，包括原發(fā)性肝癌和繼發(fā)性肝癌兩種。肝癌是全球第6 大常見的惡性腫瘤，其中肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）占所有肝癌患者的85%～90%[54]。已有研究探討了香葉木素在肝癌治療方面的作用機(jī)理。Ma 等[37]發(fā)現(xiàn)香葉木素能顯著抑制HepG2細(xì)胞和HCC-LM3 細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。香葉木素促進(jìn)細(xì)胞周期阻滯于G2/M期。Western blot 結(jié)果顯示，香葉木素顯著抑制Bcl-2、cdc2、cyclinB1的表達(dá)水平，促進(jìn)Bax、cleaved-caspase3、cleaved-caspase8、cleaved-PARP、Bak、P53 及P21的表達(dá)水平。表明香葉木素可以抑制肝癌細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期阻滯。香葉木素還可通過靶向Chk2 誘導(dǎo)HepG2 細(xì)胞G2/M細(xì)胞周期阻滯。Vasilis 等[55]發(fā)現(xiàn)香葉木素聯(lián)合木犀草素通過cyp1a 催化的代謝、JNK 和ERK 的激活以及P53/P21 的上調(diào)對人肝癌HepG2 細(xì)胞發(fā)揮協(xié)同抑制作用，可見香葉木素在治療肝癌方面也卓有成效。

3 小結(jié)

隨著研究的不斷深入，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)多種黃酮類物質(zhì)可以有效抑制腫瘤細(xì)胞的生長。黃酮類化合物不僅能多位點、多角度的抑制癌細(xì)胞，還具有對機(jī)體毒性小等優(yōu)點。本文分析了近幾年來國內(nèi)外對香葉木素防治癌癥的相關(guān)文獻(xiàn)，對目前香葉木素防治癌癥的作用及機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，探討了香葉木素防治癌癥的作用及機(jī)制研究進(jìn)展情況。眾多研究表明香葉木素是一種很有前景的預(yù)防及治療癌癥的藥物，其可以抑制多種癌細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，同時香葉木素可以有效防止多種高發(fā)癌癥，如肝癌、前列腺癌、直腸癌等，可以通過多機(jī)制、多途徑、多靶點防治癌癥。由此可見，香葉木素在癌癥的預(yù)防與治療方面有被進(jìn)一步研究的意義和價值，探討香葉木素抗癌的作用及機(jī)制可以為香葉木素成為新型治療或輔助治療癌癥的天然藥物提供理論參考。香葉木素在其他癌癥治療中如何發(fā)揮其作用機(jī)制還有待深入研究，因此探究總結(jié)香葉木素對于多種癌癥的作用機(jī)制及相關(guān)的研究也將是科研工作者的一大研究熱點。