姜黄素和维生素C对人胃癌细胞生长抑制的研究进展

张 宁(综述)，惠起源(审校)

(延安大学附属医院消化内科，陕西 延安 716000)

在我国发病率前10位癌症中，胃癌居第2位，手术是治疗胃癌的首选方式，但手术成功率依赖于确诊时肿瘤的分级与分期。大部分病例确诊时都已发展为中晚期(Ⅱ～Ⅳ期)，只有约10%的患者在早期可得到诊断，发生复发转移者需行术前或术后化疗[1]。目前胃癌化疗方案颇多，耐药情况不断出现，寻找新的化疗药物已成为当务之急。姜黄素具有抗肿瘤作用，且不良反应轻微、价格低廉，因而备受关注。维生素C在生物体内不仅发挥着营养作用，其在协同化疗药物抗肿瘤的同时，也独立发挥着抗肿瘤作用。

1 姜黄素

1.1概述 姜黄素是中药姜黄的活性成分，具有抗炎、抗氧化、抗突变、抗凝、抗人免疫缺陷病毒、抗动脉硬化的作用[2]。自1985年Kuttan等[3]首次提出姜黄素具有抗肿瘤作用至今，已证明其对食管癌EC-9706细胞、胃癌SGC-7901细胞、肝癌SMMC-7721细胞等具有生长抑制和诱导凋亡的作用[4-6]。姜黄素是一种极具开发价值的中药提取物，其不良反应小，安全性高，抗肿瘤作用明显，已成为国际天然药物研究领域的一个新热点[7]，美国国际研究所也将其列为第三代肿瘤化学预防药物进行临床试验[8]。

1.2理化特性及生物活性 姜黄素为橙黄色结晶粉末，是植物界稀有的具有二酮的色素，可溶于甲醇和乙醇，易溶于冰醋酸和碱溶液，分子质量为368.37 u。在碱性时，姜黄素呈红褐色，在中性、酸性时呈黄色，耐还原性，着色性强，一经着色不易退色，对光、热、铁离子敏感。姜黄素口服后在肠道可与葡萄糖醛酸结合，但其转化产物尚未明确。

1.3抗肿瘤机制的研究

1.3.1抗氧化作用 氧化作用在生物体病理生理过程中发挥着重要作用。外源性氧化可使细胞内活性氧类堆积，细胞自身有氧代谢也可产生活性氧，活性氧易与生物大分子反应，导致生物结构破坏。姜黄素是一种新型的抗氧化剂，其可减少有氧代谢过程中活性氧对机体的损伤，预防肿瘤的发生。姜黄素能抑制超氧阴离子、过氧化氢、一氧化氮等多种自由基的产生，其对这些自由基有很强的清除能力，能阻止过氧化氢等对机体多种组织、细胞的损伤，从而降低肿瘤的发生。

1.3.2调控细胞周期 细胞周期失控是肿瘤发生的一个重要环节。陈剑华等[9]研究报道，姜黄素作用于食管癌细胞Eca-109时，能阻滞细胞从G2期进入M期。通过对细胞周期蛋白B1及周期蛋白B1 mRNA表达的检测发现，姜黄素可能是通过降低周期蛋白B1的表达而减少周期蛋白B1-周期蛋白依赖性激酶1复合物的形成，从而抑制肿瘤细胞的增殖。Holy[10]报道，姜黄素作用于人乳腺癌巨噬细胞趋化因子7细胞24～48 h后，可将细胞阻滞于M期，抑制DNA合成，48 h后细胞形成多个微核，提示其阻断机制与细胞核异常装配有关。以上研究表明，姜黄素对细胞周期的影响是通过多种因素的复杂调控实现的，但其具体机制还有待进一步研究。

1.3.3诱导肿瘤细胞凋亡 细胞凋亡是基因控制的细胞自主有序性死亡。姜黄素可损伤肿瘤细胞内的线粒体，导致线粒体凋亡，使促凋亡蛋白Bax与抗凋亡蛋白Bcl-2比值增高，线粒体直接释放出细胞色素C，从而激活胱天蛋白酶3，产生胱天蛋白酶级联反应，使细胞内的重要蛋白降解，最终促进肿瘤细胞凋亡[11]。

1.3.4阻断肿瘤细胞的信号转导通路 姜黄素还可通过调控多种信号转导通路达到抗肿瘤的目的。肿瘤的发生机制与调节转录因子激活子蛋白1以及核因子κB有关，姜黄素可抑制调节转录因子激活子蛋白1和核因子κB的活性，从而抑制肿瘤细胞的增殖。

1.4抑制胃癌细胞生长 Mahady等[12]报道，姜黄素可抑制体内、外幽门螺杆菌的生长，是抗幽门螺杆菌的有效药物之一。王萍等[13]通过培养人胃癌MGC-823细胞，采用四唑盐比色法检测不同浓度的姜黄素对MGC-823细胞增殖的抑制作用，采用流式细胞仪观察其对细胞诱发凋亡的影响，结果显示姜黄素可抑制MGC-823细胞的生长，抑制率与其浓度呈正相关；流式细胞仪结果表明，姜黄素能使MGC-823细胞在用药48 h后出现凋亡高峰。曾呈军等[5]报道，姜黄素作用于体外培养的胃癌细胞SGC-7901后，采用四唑盐比色法检测发现，随姜黄素药物浓度的升高，胃癌细胞的增殖抑制率逐渐增加，存在浓度依赖性；经Hoechst33258染色后，在荧光显微镜下可见凋亡细胞的细胞核呈致密浓染或碎块状，颜色发白。以上研究均表明姜黄素与胃癌细胞生长关系密切，但其耐药性及与其他抗肿瘤药物联合应用有待进一步研究。

2 维生素C

2.1概述 维生素C是具有6个碳原子的多羟基化合物，易被氧化成脱氢维生素C。大剂量维生素C有改善肝功能的作用，是一种安全性极高的保肝药物，对肝癌的防治有重要意义。大剂量静脉注射维生素C可抑制膀胱癌、进展期肾细胞癌及B细胞淋巴瘤的生长[14-15]。陈雄等[16]通过transwell侵袭实验直接证实维生素C浓度>1 mmol/L时可显著抑制胰腺癌PANC-1细胞的增殖，减弱其侵袭性。

2.2理化特征 维生素C是血浆中最强的抗氧化剂，参与体内的氧化还原反应；维生素C可保持巯基酶的活性以及谷胱甘肽的还原状态，起到解毒作用；维生素C参与体内多种羟化反应，促进胆固醇代谢；其可增强机体的免疫应答，预防感染，增强吞噬细胞的吞噬作用，抑制病毒增生，清除机体内自由基，灭活致癌物质。

2.3抗肿瘤机制的研究

2.3.1抗细胞损伤作用 细胞癌变是氧自由基作用所致，维生素C在体内可清除氧自由基，起保护作用。顺铂和三氧化硒可造成细胞和基因毒性，维生素C可使细胞免受损伤，但对DNA修复的细胞动力学无影响，故认为维生素C可降低抗癌药的不良反应[17]。维生素C能够降低肿瘤细胞内的过氧化物酶，使H2O2的产生增多，当过氧化物酶缺乏时，H2O2在细胞内集聚杀伤肿瘤细胞[18-19]。肿瘤细胞内过氧化物酶的水平是正常细胞的1/100～1/10，这可能是维生素C在杀伤肿瘤细胞的同时不损伤其他细胞的重要原因。Ha等[20]认为，铁介导的氧化应激是维生素C引起人胃癌细胞株AGS凋亡效应的原因。Beck等[21]认为，维生素C主导的氧化还原循环所产生的氧化应激，能将乳腺癌细胞巨噬细胞趋化因子7杀死。陈珑等[22]的研究报道，维生素C诱导人胃癌细胞株MKN45 24 h后，细胞内超氧化物歧化酶的活性与对照组细胞相比显著下降，而丙二醛水平显著上升。

2.3.2杀伤肿瘤细胞的作用 在肿瘤组织中，缺氧诱导因子在基因表达中扮演着重要角色。维生素C可影响缺氧诱导因子的表达，从而影响致瘤蛋白基因的表达，抑制肿瘤的生长。维生素C能够影响肿瘤凋亡相关基因p53、c-myc和Bcl-2的表达，通过抑制DNA复合物的合成，促使细胞凋亡。此外，维生素C能增强抗肿瘤药物对一些肿瘤细胞的诱导杀伤作用。

2.3.3调控细胞周期 维生素C可将肿瘤细胞阻滞于G0/G1期，从而影响DNA的合成，抑制细胞增殖。李勇等[23]将5 mmol/L的维生素C作用于肝癌SMMC-7721细胞48 h后，经流式细胞仪测定发现G2期细胞数量减少，S期细胞数量明显增加，肝癌细胞被阻滞于S期，并诱导肝癌细胞凋亡。

2.3.4阻止亚硝胺、玻璃酸酶的生成 亚硝胺是公认的诱发胃癌的原因。硝酸盐可以与动物蛋白代谢后所产生的胺结合生成亚硝胺，维生素C通过与胺竞争结合硝酸盐，从而减少亚硝胺的生成。当维生素C缺乏时则使亚硝胺的生成增加而诱发癌症。癌症的发生与玻璃酸酶有关，而维生素C可抑制玻璃酸酶的形成。

2.3.5阻止物理化学因素 紫外线、X射线等辐射会导致DNA损伤而诱发细胞癌变。周殿凤等[24]在不同浓度的维生素C对DNA紫外损伤的影响的研究中发现，<0.35 mmol/L维生素C对紫外线诱发的DNA损伤有保护作用，且保护效果随浓度的增大越来越好，0.35 mmol/L时效果最佳；当维生素C的浓度>0.35 mmol/L时可促进DNA的损伤，且其损伤程度随浓度的增加而增加。

2.4抑制胃癌细胞生长 正常情况下，胃可将维生素C以还原形式集中于胃液中并停留相对较长的一段时间。还原形式的维生素C不易被破坏，但当胃受到幽门螺杆菌感染或存在慢性萎缩性胃炎及胃黏膜不典型增生等癌前病变时，胃液中的维生素C水平会降低。这说明维生素C与胃癌发病存在着某种联系。陈珑等[24]研究提示，维生素C可以诱导胃癌细胞株MKN45凋亡，当维生素C<0.5 mg/mL时，增殖抑制作用比较微弱，而从1 mg/mL起抑制作用明显增强；1 mg/mL维生素C作用于MKN45 24 h时，抑制率>50%，倒置显微镜观察到贴壁的细胞皱缩、变圆、脱落，体积变小，呈典型的凋亡形态学改变；处理组MKN45细胞凋亡数量较对照组细胞显著增加。但当维生素C达到1.5 mg/mL时，细胞以坏死为主；DNA Ladder实验也证实1 mg/mL维生素C作用24 h后，MKN45 DNA降解为180～200 bp片段，电泳出现典型的凋亡细胞表现[24]。维生素C对各型胃癌细胞都有抑制作用，且在一定范围内随浓度的增加而抑制作用增强。

3 小 结

姜黄素对各类胃癌细胞均有抑制生长及诱导凋亡的作用，其具有不良反应轻、来源广、易获取、价格低等优点，使其具有广阔的应用前景。姜黄素与其他抗肿瘤药物，如顺铂、奥沙利铂等联合应用的效果也得到大量实验证实。但姜黄素的水溶性低、稳定性差、肠道转化、血清水平低、半衰期短等造成生物利用度小，是临床应用最大的障碍。目前正在探索新方法克服这些问题，如应用纳米结晶固体分散体、纳米粒、脂质体、胶束和磷脂复合物等改进其代谢途径，这些研究在提高姜黄素的生物利用率方面取得了较大突破，使姜黄素具有良好的开发前景。

目前有关维生素C与各种抗癌药物联合作用于各种肿瘤的研究工作已广泛开展。联用维生素C能够减少抗癌药物剂量，但不影响抗癌药物的凋亡率，如果将大剂量维生素C联合用于抗肿瘤治疗，不仅可减轻抗癌药物剂量，同时能够减少其对胃肠道，肾脏等的不良反应。关于维生素C新作用的研究越来越引起人们的关注，它和一些抗癌药物协同作用的机制有待进一步探讨，以期为临床上肿瘤治疗提供新的方法。

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