黑蒜抑制胃癌机理研究进展

孙东宁，杨桂青，刘晓旭，王义善

（解放军第107医院国家中西医结合肿瘤治疗重点专科，山东 烟台264002）

大蒜为百合科葱属多年生草本植物生蒜的地下鳞茎，西汉时自西亚和中亚传入我国，至今已有两千多年。大蒜味辛、甘，性温，入脾、胃、肺经，能“解滞气、暖脾胃、消症积、解毒杀虫”。汉代陶弘景著《名医别录》认为大蒜“散痈肿魇疮，除风邪，杀毒气”。唐代官修药典《新修本草》认为其功用为“下气，消谷，化肉”。研究证明，大蒜含有丰富的营养成分和药理活性成分，可抗感染、抗氧化、抗肿瘤及防治心血管疾病。生蒜的有效成分为易挥发化学物质，其化学性质不稳定，无法令人体更好吸收，使大蒜的临床应用受到限制。黑蒜是将大蒜带皮在低温条件下发酵60～90天，蒜瓣呈现出黑色，故名黑蒜。最新研究工艺为：第1段，冷冻处理30h；第2段，45℃条件下预处理100～150h；第3段，70℃～80℃条件下恒温加热120～150h；第4段，60℃～70℃条件下恒温加热200～300h；第5段，降温至45℃，干燥100～120h［1］。黑蒜经过酶化、熟化、干燥等加工过程，化学成分发生了很大变化，不但原有物质含量提高，同时有一些新的功能性物质的生成。现将黑蒜的化学成分、抗肿瘤作用研究综述如下。

1 化学成分

黑蒜的药理作用源于其丰富的化学成分，主要包括糖类、氨基酸类、脂质类、维生素、无机盐、微量元素、含硫化合物等。其中主要的生物活性物质是大蒜素（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。张中义等［2］研究新鲜大蒜和黑蒜中的挥发性物质，用GC-MS检测出黑蒜中的50种化合物，相对含量较高的有28种，其中二烯丙基二硫醚相对含量17.53%，二烯丙基三硫醚相对含量15.52%。其它含量较高的还有3-乙烯基-3，4-二氢-1，2-二噻烷、2-乙基四氢噻吩、2-乙烯基-1，3-二噻烷、N，N’-二甲基硫脲等。研究表明，发酵黑蒜中挥发性含硫化合物总量较白蒜增加，刺激性气味化合物含量减少，香气化合物增加。另外黑蒜具有丰富的营养成分和极高的营养价值，黑蒜每100g中含水分53.6g、热量1100kJ、糖41.4g、蛋白质10.4g、脂肪5.1g、钙13mg、镁52mg、铁2.1mg、钠36mg、钾930mg、锌1.4mg、维生素B610.726mg、维生素B20.126mg、烟碱酸10.048mg［3］。同鲜大蒜相比，黑蒜中糖的含量是鲜蒜的5.1倍，蛋白质含量是鲜蒜的2倍，而脂肪含量是鲜蒜的二分之一，钙、镁、铁、锌、钾、维生素B2、维生素B6等微量元素和矿物质含量也较鲜大蒜多。特殊的加工方法使得黑蒜保留了鲜大蒜的营养成分而“去性取用”，没有刺激性气味和味道，因此更容易被接受。

2 功 效

研究表明，黑蒜具有杀菌消炎、抗氧化、抗衰老、防癌抗癌、增强免疫、治疗高血压和心脑血管疾病、调节血糖、降血脂、保护肝脏、降胆固醇、抑制血小板积聚等多种功效［4］。

3 抑制胃癌机理研究

3.1 抑制肿瘤细胞生长

1979年研究人员发现在大蒜产地山东省苍山县是山东省胃癌最低发县（胃癌标化死亡率为2.08/10万），原因是该县居民常年以大蒜佐餐。山东省流行病学调查又进一步证实居民食大蒜的量与胃癌死亡率呈显著地负相关（r=-0.726）［5］。通过回顾性观察4552癌症患者，累计观察22315人年。结果表明少食大蒜组人群的胃癌死亡率显著高于多食大蒜组，大蒜不仅能直接对癌细胞发生作用，而且能阻断致癌物的合成，从而降低胃癌的发病率［6］。葛小刚等［7］应用MTT、RT-PCR及Western blot等方法观察细胞形态、P38及Caspase-3蛋白及基因的表达，发现大蒜素对胃癌细胞SGC7901生长有抑制作用，其发生机制可能与大蒜素作用下胃癌细胞p-P38、Caspase-3表达量增加有关。许多化学抗癌物能诱导细胞内活性氧的产生，活性氧产生后导致线粒体功能丧失如线粒体跨膜电位的耗散，然后导致细胞色素C从线粒体释放至细胞质，这种细胞色素C的释放又会导致Caspases-9的活化，进而进一步活化Caspases-3，导致DNA断裂，从而使细胞凋亡［8］。肖晓岚等［9］探讨二烯丙基三硫（DATS）诱导人胃癌细胞系MGC-803凋亡与细胞内活性氧（ROS）之间的关系，结果LDATS作用于MGC-803细胞24h后，细胞凋亡率明显上升，细胞内活性氧水平与DATS呈浓度依赖性升高。用抗氧化剂NAC预处理细胞，能抑制细胞内活性氧水平的升高及DATS诱导的细胞凋亡。杨加胜［10］报道大蒜素可以诱导癌细胞凋亡小体的形成和核固缩，从而显著地抑制肿瘤细胞的生长。

3.2 诱导肿瘤细胞凋亡

对端粒酶的影响。端粒酶在细胞中的主要生物学功能是通过其逆转录酶活性复制和延长端粒DNA来稳定染色体端粒DNA的长度，高活性的端粒酶往往容易诱导恶性肿瘤的发生，因此下调端粒酶活性是抑制恶性肿瘤发生的有效手段。孙丽等［11］报道大蒜素对裸鼠胃癌移植瘤生长和端粒酶的活性有抑制作用，且呈现量效相关性。

对caspase蛋白表达的影响。细胞凋亡是一个主动地、信号依赖的过程。细胞凋亡信号传导的关键是caspase的激活，大量资料显示在肿瘤细胞的凋亡中存在caspase的活化。Caspase家族是存在于哺乳动物细胞中的一类蛋白，现已发现16个成员，其中caspase-3被认为是哺乳动物细胞凋亡的关键酶。大蒜中的二烯丙基三硫（DATS）能活化caspase，特异的capsase-3抑制剂可抑制DATS诱导的MGC803细胞凋亡［12］。Caspases-8被称为启始caspase，Caspases-3属于效应caspase的一种。当细胞接受来自死亡受体介导的配体信号，Caspases-8前体自身剪切而活化，进而激活信号通路下游的Caspases-3，这些效应caspase的活化会大范围地降解细胞蛋白，从而执行细胞凋亡的最终步骤［13］。Oommen等［14］发现大蒜素作用肿瘤细胞可引起caspase-3，caspase-8，caspase-9的活化和poly polymerase的降解。

对第2信号系统cAMP、PKC途径的影响。cAMP是细胞凋亡通路中的一个重要环节，cAMP升高可诱导肿瘤细胞向凋亡方向发展。李勇等［15］认为大蒜素通过对第2信号系统cAMP、PKC的影响，增强细胞始动基因fas，促进基因bax的表达，抑制凋亡基因bc1.2的表达，增强细胞凋亡率，并使胃癌细胞凋亡。

对cyclin D1和P27表达的影响。兰泓等［16］用25g/mL大蒜素处理BGC823细胞24h，cyclin D1蛋白表达下调，P27 KiP1蛋白表达上调，处理48h后上述变化更明显，而mRNA水平未见明显改变。

3.3 对肿瘤细胞周期的影响

周期在肿瘤细胞的生长调控中具有重要作用，通过改变细胞周期来阻止肿瘤细胞的增殖已受到人们的普遍关注［17］。马锐等［18］实验表明大蒜素对传代培养人胃癌细胞SGC-7901和BGC-823的生长均有明显抑制作用，且呈浓度依赖性，细胞周期被阻滞在G2/M期。哈敏文等［19］研究指出大蒜素能使MGC-803及SGC-7901两种细胞周期阻滞于M期；其机制可能与其上调细胞的p21WAF1和p16INK4基因表达有关。陈铁军等［20］阐述了大蒜素诱导人胃癌SGC-7901细胞阻滞作用机制是大蒜素可以促进微管解聚，提高促成熟因子（MPF）的重要成分eyelin B.在细胞内的表达并促进其向核内转移，使细胞周期阻滞于M期。

3.4 抗氧化作用

氧化反应和自由基损伤是引起细胞DNA损伤而导致细胞恶变的重要机制。特别是在促癌阶段，由于促癌剂的作用使细胞产生大量的活性自由基，从而引起细胞DNA、RNA等大分子的氧化导致细胞突变癌变。大蒜素的有效成分中所含的巯基和亲电子基团有清除活性氧和自由基的功能，从而对抗氧、自由基对细胞的毒害作用［21］。祝炳俏等［22］以白蒜和维生素C为对照研究黑蒜的抗氧化活性，结果黑蒜可以显著降低血液和肝脏组织中丙二醛的含量，提高组织中抗氧化酶的活性，黑蒜降低丙二醛含量和提高谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性的作用明显好于大蒜组和VC阳性对照组。

3.5 抗菌消炎作用

大蒜被称作“广谱抗生素”，其具有明显杀菌作用的成分为白色油脂性液体硫化丙烯（C3H6S）和大蒜素，大蒜素具有很强的抗菌、消炎作用，对肝炎病毒、痢疾杆菌、霍乱弧菌有抑制作用，对Hp相关性胃及十二指肠溃疡有很好的治疗效果。有报道可用于治疗慢性结肠炎、真菌感染性肠炎、慢性细菌性痢疾、圆孢子虫病等。杨加胜［23］报道大蒜素能够有效杀灭胃内的幽门螺杆菌，不仅能够预防胃溃疡、胃炎的发生，而且对于已经形成的胃溃疡有很好的治疗作用，从而可以有效降低胃癌发病率。

3.6 阻断体内亚硝胺化合物的形成

亚硝胺化合物是一类很强的致癌物质，人体内不仅有亚硝胺前体物的存在，同时还具备合成亚硝胺化合物的其他条件。因此，降低消化道亚硝胺含量，抑制硝酸盐还原菌形成对于防治消化道癌症具有重要意义。王选杰等［24］报道用大蒜素治疗30例萎缩性胃炎，服用大蒜素1个月后检测，胃酸Hp指标降至正常水平，且胃液亚硝酸盐含量降低。胃区不适，饱胀，嗳气，泛酸，烧灼等症状有所减轻。提示大蒜素对抑制消化系统亚硝酸胺含量，治疗慢性胃病有一定作用。

3.7 与抗肿瘤药协同作用

马锐等［25］实验研究指出，大蒜素对人胃癌细胞株BGC-823、SGC790的增殖有抑制作用，具体表现为使细胞阻滞于G2/M期。大蒜素与G2/M期特异性化疗药联合使用，可能具有协同抗肿瘤作用。马锐等［26］进一步指出，大蒜素与细胞周期特异化疗药NVB联合应用的作用机理是通过上调对胃癌细胞周期抑制蛋白p21、p27蛋白的表达，使胃癌细胞阻滞于G2/M期，从而抑制肿瘤细胞增生。张钧书等［27］研究紫杉醇联合大蒜素对胃癌细胞MGC-803的增殖抑制和促凋亡作用及其分子机制，结果15～60μg/mL大蒜素和4～32μg/mL紫杉醇单用24h对MGC-803细胞均有明显抑制作用，呈剂量依赖性。低剂量大蒜素（9μg/mL）联合紫杉醇（1～16μg/mL）比单用紫杉醇作用更强（P＜0.05）。两药联用bax基因mRNA和蛋白表达增加，而bcl-2mRNA和蛋白的表达减少。表明大蒜素可增强紫杉醇对胃癌细胞的增殖抑制作用，两药联用可减少紫杉醇的剂量，其机制可能是通过增强MGC-803细胞的凋亡，后者与bax和bcl-2基因表达有关。

3.8 其他作用

有研究表明大蒜液可诱发胃黏膜合成和释放内源性前列腺素，阻止盐酸对胃黏膜的损伤，抑制胃炎向胃癌的发展［28］。

4 总 结

中国是胃癌发病率和死亡率最高的国家之一，发病率和死亡率均是世界平均水平两倍多［29］。2007年，在我国前10位癌症中，胃癌发病率为第2位，死亡率为第3位。近年来胃癌的发病率逐年升高，且呈现发病年轻化趋势。传统的胃癌治疗方法以手术根治为主，放疗和化疗为辅的治疗。由于胃癌早期无明显临床表现而往往不被患者察觉，晚期胃癌大多失去手术机会，并且多已转移至其他器官。放疗和化疗对延长患者生存期有显著疗效，但有严重不良反应，严重影响患者的生活质量，而且容易产生多药耐药性。

中医药抗肿瘤具有标本兼治，毒副作用小，治疗效果好的优势。黑蒜因为具有取材方便，作用广泛，疗效确切，安全稳定等优势，在肿瘤治疗的应用前景广阔。目前，对黑蒜的研究尚处在初级阶段，许多问题亟待解决。相信随着对肿瘤微环境的认识加深和与分子生物学、基因科学等前沿学科的联系，对黑蒜的认识也会逐渐深化，黑蒜将成为肿瘤治疗的新药。

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