雷公藤红素抗肿瘤作用研究进展

李文龙 朱国福 钟伟才 潘颖宜

(上海中医药大学，上海市蔡伦路1200号，201203)

雷公藤为卫矛科植物雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook.f.)的根或根的木质部。雷公藤红素(Celastrol，又名南蛇藤素)属于三萜类化合物，为雷公藤的主要活性成分之一。在体外较低剂量的雷公藤红素即可抑制多种肿瘤细胞的生长，包括白血病、鼻咽癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、胃癌、结肠癌、前列腺癌、膀胱癌、骨髓瘤、胶质瘤等相关肿瘤细胞。且有文献报道雷公藤红素对在体培养的肿瘤细胞或组织也有较强的抑制作用，包括前列腺癌［1－2］、胶质瘤［3－5］、小鼠黑色素瘤［6］等。我们通过查阅近十年有关雷公藤红素的文献，综述了雷公藤红素的抗肿瘤作用研究状况。

1 雷公藤红素的抗肿瘤作用机制

1.1 抑制肿瘤细胞转移 转移是恶性肿瘤发展到一定阶段，肿瘤细胞从原发部位经淋巴、血管或体腔等途径到达其他部位继续生长的过程。转移与肿瘤患者的生存质量、生存时间密切相关，肿瘤治疗失败的多数与转移相关，故能否抑制肿瘤细胞转移是目前癌症研究的热点之一。Yadav VR等［7］研究发现雷公藤红素通过下调CXCR4趋化因子受体的表达而抑制结肠癌和胰腺癌细胞的侵袭和转移。Kim Y等［8］研究发现雷公藤红素是通过抑制NF－κB介导的MMP－9表达而抑制PMA诱导的乳腺癌细胞侵袭和迁移。Zhu H等［9］研究发现雷公藤红素抑制人肺癌95－D和小鼠黑色素瘤B16F10细胞的细胞外基质(ECM)的黏附，并可在体内抑制注入B16F10绿色荧光蛋白基因的C57BL/6小鼠模型的肺转移，这表明雷公藤红素在体外和体内均有较好抗转移活性。

1.2 影响细胞周期 肿瘤细胞可处于无限增殖，是细胞周期调控失调的结果。将肿瘤细胞阻滞于某一细胞周期也是目前癌症疗法之一。文献报道，雷公藤红素可将人结肠癌细胞HCT－116［10］、人急性早幼粒白血病细胞 HL －60［11］、多发性骨髓瘤细胞 KMS26［12］等细胞周期阻滞于G0/G1期，且马永岚等［11］研究认为雷公藤红素是通过调P－Akt和Cyclin D1蛋白表达而诱导HL－60细胞周期阻滞于G0/G1期。但湛达河［13］，陈国柱［14］等研究发现雷公藤红素是将不同肿瘤细胞阻滞在G2/M期而发挥抗癌作用，可见雷公藤红素是种有潜力的细胞周期特异性药物，但其对细胞周期的具体作用及机制还有待进一步研究。

1.3 诱导肿瘤细胞凋亡 细胞凋亡是细胞在多种基因调控下程序性死亡的方式，细胞凋亡与增殖调控机制失衡则导致肿瘤的发生。文献报道，雷公藤红素可诱导多种肿瘤细胞凋亡，但作用途径各有异同。Fas基因属TNF受体家族，Fas蛋白与Fas配体结合后，可通过激活胱天蛋白酶(caspase)级联反应，导致靶细胞走向凋亡。徐银海等［15］研究发现人急性髓系白血病HL－60细胞经雷公藤红素作用于后，用流式细胞仪检测到细胞发生凋亡，且Fas和FasL表达阳性率明显升高。Mou H等［16］研究发现雷公藤红素也可通过激活线粒体和Fas/FasL相关途径而诱导非小细胞肺癌A549细胞的凋亡。PI3K/Akt信号通路可以阻止肿瘤细胞启动程序性死亡，促进肿瘤细胞增殖，抑制细胞凋亡［17］。马永岚等［11］研究发现，雷公藤红素对 P－Akt及CyclinD1蛋白及基因表达水平均有不同程度的抑制作用。Kannaiyan R等［18］研究也表明雷公藤红素可通过激活c－jun氨基末端激酶信号通路，抑制PI3 K/Akt信号通路而发挥诱导肿瘤细胞凋亡的作用。王晓南等［19－20］运用 Western Blot法检测 Caspase 家族及Akt信号通路相关蛋白表达情况，发现雷公藤红素可活化Caspase－3、－8以及降低 Akt信号通路中p－Akt，Surv ivin和Bcl－2的表达而诱导白血病K562细胞凋亡。同时研究发现雷公藤红素可下调Notch1信号通路以及NF－κB蛋白表达从而白血病U937细胞凋亡。NF－κB是免疫、炎症和应激反应的重要调节因子，能上调与肿瘤发生和进展阶段相关的癌基因而导致肿瘤的发生。眭振宇［21］用流式细胞仪分析发现雷公藤红素单用或联用5－FU都可诱导人胃癌细胞株SGC－7901细胞凋亡，且联用时细胞的凋亡更为明显;用RT－PCR法检测细胞NF－κB mRNA的表达，发现雷公藤红素可能是通过抑制细胞NF－κB基因表达来诱导细胞凋亡。雷公藤红素诱导人骨髓瘤细胞U266［22］，口腔鳞状癌细胞 Tca8113［23］等凋亡的作用也是通过抑制NF－κB基因表达而发挥的。Bcl－2家族主要包括抑制凋亡的Bcl－2亚族和促进凋亡的Bax亚族。鲍一笑等［24］研究发现雷公藤红素可引起人肥大细胞白血病细胞系HMC－1的凋亡。表现为细胞成凋亡形态改变，DNA琼脂糖凝胶电泳出现梯形条带，流式细胞仪检测出细胞在G1期前出现凋亡峰，并进一步研究发现其可上调促凋亡基因Bax和下调抑凋亡基因Bcl－2的表达。Caspase家族也与细胞凋亡密切相关。Yang HS等［25］研究发现雷公藤红素可通过活化caspase－7，－8，－9而诱导人乳腺癌细胞MCF－7凋亡。谢勇等［26］研究发现雷公藤红素可通过Caspase－3活化及PARP蛋白裂解而诱导胃癌细胞株MGC803凋亡。另外，Dai Y等［27］研究发现雷公藤红素可通过促进抗凋亡蛋白 Mcl－1裂解和激活促凋亡蛋白NOXA的表达来诱导前列腺癌细胞PC－3凋亡。

1.4 抑制血管新生 血管新生是一个受严格调控的多步骤过程，是实体肿瘤生长和转移的必要条件，也是肿瘤恶化的重要步骤［28］。通过抑制新血管生成，中断肿瘤的营养供给而达到治疗目的，这是近年来探讨治疗肿瘤的一个新途径。柯长洪等［29］研究发现雷公藤红素可破坏人脐带血管内皮细胞HUVECs的细胞骨架，在体外可抑制其增殖，并诱导其凋亡。孙成法等［30］研究认为雷公藤红素在体外可能通过影响内皮细胞株ECV30黏附分子ICAM－1等的表达而抑制血管生成。Pang X等［2］研究表明雷公藤红素通过抑制AKT/mTOR信号通路而抑制血管新生依赖的肿瘤生长。Huang L等［31］研究发现雷公藤红素可有效抑制乏氧诱导内皮细胞的迁徙和小管形成和乏氧诱导的肿瘤细胞侵袭，而后进一步对其机理进行探究，Western blot检测发现雷公藤红素可显著降低乏氧诱导的HepG2细胞核内HIF－1α核蛋白表达;RT PCR检测雷公藤红素对常氧及乏氧条件下均可抑制的HepG2细胞HIF－1αmRNA表达;故下调HIF－1α基因及蛋白的表达可能是雷公藤红素抗血管新生的机理之一。

1.5 其他 实体肿瘤中普遍存在10%～50%的乏氧细胞，其对射线及化疗药物有较强的耐受作用，故在临床使用放化疗疗法时常需辅助使用放射或化疗增敏剂。湛达河等［32］研究发现雷公藤红素对鼻咽癌CNE－1细胞株有明显的放射增敏效应。Lee JH等［33］认为雷公藤红素增强肺癌细胞辐射敏感性的是通过抑制HSP90 介导的。Kannaiyan R［34］，Davenport A［35］等研究均表明雷公藤红素也可增加肿瘤细胞对化疗的敏感性。肿瘤细胞产生多药耐药性也是肿瘤治疗失败的重要原因之一。胡婕等［36］等通过测定人慢性粒细胞白血病红白血病急变细胞株K562/A02的药敏性及耐药逆转性，以及细胞内ADM浓度、P－gp蛋白表达来研究雷公藤红素逆转多药耐药的效果。结果表明K562/A02细胞对ADM的耐药性是K562细胞的79.78倍。经雷公藤红素作用后，ADM对K562/A02细胞的IC50显著下降，逆转倍数为117.860倍，细胞内的ADM浓度显著增加;并发现经雷公藤红素K562/A02作用后细胞的P－gp表达下调，提示雷公藤红素可逆转肿瘤细胞的耐药性，且机制可能与下调P－gp表达有关。另外，调节雌激素受体的表达［37－38］;破坏微管蛋白二聚体，靶向引发处于有丝分裂期的肿瘤细胞死亡［39］也可能为雷公藤红素发挥抗癌作用的途径。

2 展望

雷公藤红素作为雷公藤的重要活性成分，其抗肿瘤作用日益受到重视。越来越多的研究表明，雷公藤红素对多种肿瘤都有预防和治疗作用，而其抗肿瘤作用与诱导肿瘤细胞凋亡以及抑制肿瘤细胞转移密切相关。随着雷公藤红素抗癌机制的越来越深入的研究，可为其临床应用奠定基础。因而雷公藤红素作为一种天然抗癌药物具有广阔的研究和应用前景。

［1］Yang H，Chen D，Cui QC，et al.Celastrol，a triterpene extracted from the Chinese"Thunder of God Vine，"is a potent proteasome inhibitor and suppresses human prostate cancer growth in nude mice［J］.Cancer Res，2006，66(9):4758 －4765.

［2］Pang X，Yi Z，Zhang J，et al.Celastrol suppresses angiogenesis－ mediated tumor growth through inhibition of AKT/mammalian target of rapamycin pathway［J］.Cancer Res，2010，70(5):1951 －1959.

［3］Huang Y，Zhou Y，Fan Y，et al.Celastrol inhibits the growth of human glioma xenografts in nude mice through suppressing VEGFR expression［J］.Cancer Lett，2008，264(1):101 －106.

［4］周幽心，姜华，陈学彬，等.雷公藤红素对荷SHG44胶质瘤裸鼠的抑瘤试验［J］.中国神经肿瘤杂志，2005，3(04):262 －266.

［5］Zhou YX，Huang YL.Antiangiogenic effect of celastrol on the growth of human glioma:an in vitro and in vivo study［J］.Chin Med J(Engl)，2009，122(14):1666 －1673.

［6］Abbas S，Bhoumik A，Dahl R，et al.Preclinical studies of celastrol and acetyl isogambogic acid in melanoma［J］.Clin Cancer Res，2007，13(22 Pt 1):6769－6778.

［7］Yadav VR，Sung B，Prasad S，et al.Celastrol suppresses invasion of colon and pancreatic cancer cells through the downregulation of expression of CXCR4 chemokine receptor［J］.J Mol Med(Berl)，2010，88(12):1243－1253.

［8］Kim Y，Kang H，Jang SW，et al.Celastrol inhibits breast cancer cell invasion via suppression of NF－kB－mediated matrix metalloproteinase－9 expression［J］.Cell Physiol Biochem，2011，28(2):175 －184.

［9］Zhu H，Liu XW，Cai TY，et al.Celastrol acts as a potent antimetastatic agent targeting beta1 integrin and inhibiting cell－extracellular matrix adhesion，in part via the p38 mitogen － activated protein kinase pathway［J］.J Pharmacol Exp Ther，2010，334(2):489 － 499.

［10］罗伟，陈卫昌.雷公藤红素对结肠癌细胞株HCT－116生长的影响及其作用机制［J］.苏州大学学报(医学版)，2009，20(05):874 －877.

［11］马永岚，易虹，杨飞兰，等.雷公藤红素下调HL－60细胞P－Akt与Cyclin D1蛋白表达及其诱导细胞凋亡的效应［J］.中国实验血液学杂志，2010，18(04):898 －902.

［12］谢勇，魏继平，王建宾.雷公藤红素诱导多发性骨髓瘤细胞系KMS26凋亡及对细胞周期的影响［J］.现代医药卫生，2009，25(18):2778－2780.

［13］湛达河，胡建兵，达世俭，等.雷公藤红素对鼻咽癌CNE－1细胞增殖抑制和放射增敏作用的初步研究［J］.癌症进展，2010，8(05):491－499.

［14］陈国柱，徐元基，杜芝燕，等.雷公藤红素对非小细胞肺癌细胞株H1299增殖与凋亡的影响［J］.生物技术通讯，2008，19(06):826－829.

［15］徐银海，严杰.雷公藤红素诱导人急性髓系白血病HL－60细胞凋亡及其机制的研究［J］.浙江大学学报(理学版)，2008，35(03):311－314.

［16］Mou H，Zheng Y，Zhao P，et al.Celastrol induces apoptosis in non －small－cell lung cancer A549 cells through activation of mitochondriaand Fas/FasL － mediated pathways［J］.Toxicol In Vitro，2011，25(5):1027－1032.

［17］牛国梁，张树友.PI3K/Akt信号传导通路与肿瘤［J］.现代生物医学进展，2010，10(20):3994 －3996，3990.

［18］Kannaiyan R，Manu KA，Chen L，et al.Celastrol inhibits tumor cell proliferation and promotes apoptosis through the activation of c－Jun N－terminal kinase and suppression of PI3 K/Akt signaling pathways［J］.Apoptosis，2011，16(10):1028 －1041.

［19］王晓南，吴青，杨旭，等.雷公藤红素对白血病细胞Akt信号通路的影响及在细胞凋亡中的作用［J］.中国中西医结合杂志，2011，31(02):228－232.

［20］王晓南，吴青，杨旭，等.雷公藤红素对U937细胞Notch 1、NF－κB信号蛋白通路的调控作用［J］.癌症，2010，29(04):422 －428.

［21］眭振宇.雷公藤红素对体外胃癌细胞增殖与凋亡的影响［D］:苏州大学，2009.

［22］Tozawa K，Sagawa M，Kizaki M.Quinone methide tripterine，celastrol，induces apoptosis in human myeloma cells via NF－kappaB pathway［J］.Int J Oncol，2011，39(5):1117 － 1122.

［23］He D，Xu Q，Yan M，et al.The NF － kappa B inhibitor，celastrol，could enhance the anti－cancer effect of gambogic acid on oral squamous cell carcinoma［J］.BMC Cancer，2009，9:343.

［24］鲍一笑，张璐定，李莉，等.雷公藤红素对HMC－1细胞凋亡相关基因表达的影响［J］.第二军医大学学报，2001，22(09):833 －835.

［25］Yang HS，Kim JY，Lee JH，et al.Celastrol isolated from Tripterygium regelii induces apoptosis through both caspase－dependent and －independent pathways in human breast cancer cells［J］.Food Chem Toxicol，2011，49(2):527 －532.

［26］谢勇，闫燕艳，尉杰忠，等.雷公藤红素诱导胃癌细胞株MGC803凋亡作用研究［J］.中药药理与临床，2010，26(05):31 －33.

［27］Dai Y，Desano J，Tang W，et al.Natural proteasome inhibitor celastrol suppresses androgen－independent prostate cancer progression by modulating apoptotic proteins and NF － kappaB［J］.PLoS One，2010，5(12):e14153.

［28］Folkman J.Angiogenesis［J］.Annu Rev Med，2006，57:1 －18.

［29］柯长洪，彭元，陈伟，等.雷公藤红素抑制血管内皮细胞增殖的AFM研究［J］.生物技术，2011，21(04):61 －66.

［30］孙成法，周幽心，褚容涛，等.雷公藤红素对内皮细胞E－selectin和ICAM－1及CD31表达的实验研究［J］.中国校医，2008，22(02):127－129.

［31］Huang L，Zhang Z，Zhang S，et al.Inhibitory action of Celastrol on hypoxia－mediated angiogenesis and metastasis via the HIF－1alpha pathway［J］.Int J Mol Med，2011，27(3):407 －415.

［32］湛达河.雷公藤红素对鼻咽癌CNE－1细胞的增殖抑制和放射增敏作用的初步研究［D］，2009.

［33］Lee JH，Choi KJ，Seo WD，et al.Enhancement of radiation sensitivity in lung cancer cells by celastrol is mediated by inhibition of Hsp90［J］.Int J Mol Med，2011，27(3):441 －446.

［34］Kannaiyan R，Hay HS，Rajendran P，et al.Celastrol inhibits proliferation and induces chemosensitization through down－regulation of NF－kappaB and STAT3 regulated gene products in multiple myeloma cells［J］.Br J Pharmacol，2011，164(5):1506 －1521.

［35］Davenport A，Frezza M，Shen M，et al.Celastrol and an EGCG pro －drug exhibit potent chemosensitizing activity in human leukemia cells［J］.Int J Mol Med，2010，25(3):465 －470.

［36］胡婕，张茵，马保根，等.雷公藤红素逆转K562/A02细胞多药耐药的实验研究［J］.实用癌症杂志，2011，26(03):226 －229.

［37］Jang SY，Jang SW，Ko J.Celastrol inhibits the growth of estrogen positive human breast cancer cells through modulation of estrogen receptor alpha［J］.Cancer Lett，2011，300(1):57 －65.

［38］Raja SM，Clubb RJ，Ortega － Cava C，et al.Anticancer activity of Celastrol in combination with ErbB2－targeted therapeutics for treatment of ErbB2 － overexpressing breast cancers［J］.Cancer Biol Ther，2011，11(2):263－276.

［39］Jo H，Loison F，Hattori H，et al.Natural product Celastrol destabilizes tubulin heterodimer and facilitates mitotic cell death triggered by microtubule－ targeting anti－ cancer drugs［J］.PLoS One，2010，5(4):e10318.