生物碱抗肿瘤转移机制的研究进展

彭丽雲，刘森 综述，朱名毅 审校

（右江民族医学院，广西百色533000）

生物碱抗肿瘤转移机制的研究进展

彭丽雲，刘森 综述，朱名毅 审校

（右江民族医学院，广西百色533000）

生物碱类；抗肿瘤；肿瘤转移；药理作用分子作用机制；综述

肿瘤转移和肿瘤耐药是导致肿瘤患者复发、预后差和死亡的主要原因，而且肿瘤转移还会增加肿瘤的抗药性。目前，国内外西医治疗肿瘤转移的方法有抗血管生成治疗、基因治疗、免疫治疗等，但是依然难以消灭转移癌细胞。生物碱是中草药中抗肿瘤的主要活性成分，大部分生物碱都有一定的抗肿瘤作用。近年来国内外学者从中药中分离得到了一批具有抗肿瘤转移活性的生物碱，弥补了现代医学抗肿瘤转移治疗的不足，成为防治肿瘤转移的一个有效方法，现将对这些研究成果作一综述。

1 肿瘤转移的过程

肿瘤转移是指肿瘤细胞离开原发生长组织部位，穿过细胞外基质和基底膜构成的组织屏障，侵袭到邻近正常组织的过程，转移方式有从肿瘤原发组织部位直接向周围组织扩张或扩散、肿瘤细胞通过血管向远端组织扩散和通过淋巴管向远端组织落户发展形成新肿瘤[1]。不同组织来源的肿瘤细胞在体内转移的靶器官是不一样的，即具有转移性的肿瘤细胞在机体自身相关因子的调控下向特定区域组织转移形成新的肿瘤病灶。目前，国外将肿瘤转移分为4个过程[2-3]：（1）肿瘤细胞脱离原发灶。当原位肿瘤生长到一定大小时，会形成一个特殊的肿瘤微环境，肿瘤细胞或者周围其他细胞会分泌一些活性因子，这些因子会改变细胞膜上糖蛋白结构、细胞表面电荷和细胞周围pH值等，使肿瘤细胞黏附能力下降，这些细胞就得以从原发组织中脱离下来，迁移或侵袭到周围血管或淋巴管。（2）肿瘤细胞迁移运动。脱离原发灶的肿瘤细胞形态改变，细胞表面迁移相关蛋白表达水平上调，细胞运动的能力增加，侵袭或迁移到血管或淋巴管内随血液或淋巴液流动被带到其靶向组织器官。（3）肿瘤细胞着床。随着淋巴液或血液肿瘤细胞到达其靶器官后，肿瘤细胞能够释放出一些细胞因子破坏正常上皮组织或周围结缔组织，形成一个适宜肿瘤细胞“定居”的微环境，利于肿瘤细胞的增殖。（4）肿瘤新生血管形成。肿瘤细胞增殖形成一定大小的肿瘤后，肿瘤内部的细胞会出现缺氧，则会促使肿瘤细胞或基质细胞分泌表皮生长因子（EGF）、血管内皮生长因子（VEGF）等促血管生成因子，这些因子能促进新血管的生成，而新生血管中血液的营养供应又有利于肿瘤细胞生长。寻找能阻断上述4个重要环节的靶向药物是国内外中西医研制抗肿瘤转移药物的基础。

2 中药生物碱抗肿瘤的作用机制及其进展

2.1 苦参碱类苦参碱是广泛存在于豆科植物苦参、苦豆子和广豆根等中草药中的有效成分，属于四环的噻嗪啶类，其化学式为C15H24N20，分子骨架为2个噻嗪啶的杂体。苦参碱除了具有抗呼吸系统疾病、抗心血管疾病、抗炎和抗病毒等作用外，还具有较强的抗肿瘤作用。目前发现苦参碱能够抑制人胰腺癌细胞株SW1990、高转移性人卵巢癌细胞HO-8910PM、人鼻咽癌细胞系CNEl-GL、人肺高转移巨细胞癌细胞PG、人低多发性骨髓瘤细胞RPMI8226和人肺腺癌细胞株A549的侵袭和转移能力。栾兆吉[4]通过Matrivgel黏附实验、Transwell小室迁移实验和Matrivgel侵袭实验的研究，发现苦参碱能够抑制人肺腺癌A549细胞的黏附、迁移和侵袭能力，而且其抑制作用呈浓度依赖性，浓度越大抑制作用越强；苦参碱抑制A549细胞的侵袭转移能力可能与基质金属蛋白酶-9（MMP-9）有关，苦参碱的浓度越高下调MMP-9 mRNA及蛋白的表达越显著，抑制侵袭转移能力越强。与苦参碱同属于喹诺里西啶类生物碱的氧化苦参碱也要一定的抗肿瘤转移能力。Yu等[5]认为苦参碱抑制人肝癌细胞SMMC-7721的侵袭作用与核因子-κB（NF-κB）信号通路有关，NF-κB信号通路抑制剂PTDC能够减少MMP-9的表达从而抑制SMMC-7721细胞的侵袭。李飞等[6]用2 mg/mL的氧化苦参碱处理胰腺癌SW1990细胞，作用1 h后细胞的体外黏附抑制率为35.23%，而作用24 h后划痕实验细胞的愈合时间为对照组的2倍，作用24 h后细胞穿过Transwell小室的数量为（91.9±9.6）个，比对照组的（144.2±17.2）个明显减少；氧化苦参碱抑制胰腺癌SW1990细胞的黏附、迁移和侵袭能力，可能与抑制MMP-2和VEGF的表达有关。

2.2 小檗碱类小檗碱又称黄连素，是从中草药小檗科等提取到的一种常见异喹啉生物碱，其分子式是C20H18NO4Cl。小檗碱的盐酸盐（俗称盐酸黄连素）常用于肺炎双球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、阿米巴原虫、链球菌等肠道感染。但是近年的研究发现小檗碱对食管癌、前列腺癌、尤文肉癌和乳腺癌等具有明显的抗肿瘤作用，其作用机制可能与阻滞细胞周期、促进细胞凋亡和抑制癌细胞的蛋白合成有关。而小檗碱抑制肿瘤转移的作用也有相关文献报道。颜克强[7]用小檗碱处理膀胱癌T24细胞，小檗碱浓度越大T24细胞穿过Transwell小窒和ECM胶的数目越少；同时小檗碱对乙酰肝素酶的mRNA和蛋白的表达具有抑制作用，并呈时间依赖性和浓度依赖性，所以他认为小檗碱可能通过降低膀胱癌细胞的乙酰肝素酶mRNA和蛋白表达，来抑制膀胱癌细胞的侵袭和迁移能力。徐西强[8]则从体外和体内实验证实盐酸小檗碱有很好的抗肿瘤转移的作用，发现10、50、100 μg/mL的盐酸小檗碱都能显著降低人骨肉瘤细胞U2OS及MG-63细胞的迁移率，浓度越大细胞的迁移能力越弱；盐酸小檗碱也能降低U2OS及MG-63细胞穿过微孔膜的能力，盐酸小檗碱浓度与穿过微孔膜的细胞数成反比；Western blotting检测发现盐酸小檗碱能够下调基质金属蛋白酶MMP-2和MMP-9的表达，也就是说盐酸小檗碱通过下调MMP-2、MMP-9的表达以减低U2OS及MG-63细胞的侵袭能力。体外MG-63细胞移植瘤实验也发现盐酸小檗碱不仅能够显著降低的MMP-2和MMP-9的表达，还能上调肿瘤转移抑制因子nm-23的表达。

2.3 紫杉醇类紫杉醇是从中药短叶红豆杉树皮中分离出的二萜类生物碱，目前在临床上已经广泛用于乳腺癌、食道癌、晚期卵巢癌和肺腺癌等的治疗。而法国罗纳普朗克乐安公司研发的紫杉醇的衍生物-多西紫杉醇，其抗瘤谱更广泛，是晚期卵巢癌和非小细胞肺癌的首选药物。含紫杉醇的全身化疗方案不仅能够提高合并腹腔种植转移的晚期胃癌的疗效和延长生存期，而且耐受性较好[9]。周龙恩等[10]发现紫杉醇可抑制人乳腺癌高转移株MDA-MB-435细胞黏附于细胞外基质成分层粘连蛋白或纤维粘连蛋白，抑制作用与剂量成正比；同时抑制细胞通过Transwell小室的基底膜；紫杉醇可能通过阻止微管蛋白解聚，以降低长梭形伸出伪足的迁移细胞比例，达到抑制细胞迁移的作用。而徐律韵[11]认为紫杉醇抑制人肝癌细胞SMMC-7721黏附和侵袭转移的潜能，与其抑制黏着斑激酶（FAK）有密切关系，FAK作为整合素依赖性信号传导通路中的基础分子，能够通过交联反应活化多条信号传导通路来调节肿瘤细胞的恶性表型和侵袭转移等行为。在淋巴结转移瘤的动物实验中发现，紫杉醇能够明显降低转移淋巴结质量[12]。许俊等[13]用紫杉醇干预人肝细胞癌HCCLM3移植瘤模型，紫杉醇组肺转移灶数为（48.33±16.73）个明显低于对照组的（75.75±33.62）个，紫杉醇可能通过下调VEGF的表达和减少肿瘤血管密度来抑制肺转移的作用。

2.4 喜树碱喜树碱是从中药珙桐科植物喜树中提取出的一种生物碱，主要通过遏制DNA拓扑异构酶，从而有效抑制癌细胞生长，临床上通常使用喜树碱治疗大肠癌、原发性肝癌和膀胱癌等。近年来发现喜树碱及其衍生物有抑制肿瘤转移的作用。王芳[14]通过实验发现喜树碱对小鼠黑色素瘤B16F10与层黏蛋白的黏附抑制率为13%；还能使运动细胞的百分率从48%降至22%，运动速率从0.29 μm/min降到0.25 μm/min。在人纤维肉瘤HTI080细胞分泌Ⅵ型胶原酶的实验中，喜树碱能够还能抑制MMP-2和MMP-9的分泌。喜树碱的衍生物伊立替康能够降低黑色素瘤MV3细胞表面整合素αM和MMP-2的表达，同时能够降低人乳腺癌MCF-7细胞表达TIMP-1。在小鼠黑色素瘤自发转移实验中，对照组小鼠的肺转移结节数为7.4个，喜树碱干预后肺结节转移数降低到1.0个，其减少肺结节转移可能与降低VEGF表达、提高E-钙黏蛋白表达和提高NM23基因水平有关。而余杨等[15]发现基喜树碱与吡柔比星间隔给药可以减少裸鼠腺样囊性癌的肺移动瘤面积。喜树碱的另一衍生物MONCPT对黑色素瘤B16F10细胞的迁移和侵袭有明显的抑制作用，且呈一定的量效关系；同时对B16F10细胞小鼠移植瘤模型肺转移也有明显的抑制作用，呈现明显的量效关系，MONCPT抗肿瘤转移的机制可能是通过抑制修饰通路蛋白细胞外信号调节激酶（ERK）的磷酸化来降低HIF-1α的活性，从而抑制MMP-9蛋白的表达[16]。

2.5 其他生物碱马钱子碱是从马前科植物马钱子中提取的弱碱性吲哚型生物碱，水溶性差，其含量仅次于士的宁。马钱子碱具有抗肿瘤、镇痛抗炎、免疫调节等作用，同时对神经系统、心血管系统、骨骼系统等也有一定的药理作用。马钱子碱能够抑制人肝癌SMMC-7721细胞的生长，主要通过促进肝癌细胞FAS基因和蛋白表达的增加，从而诱导肝癌细胞凋亡，而马钱子碱不影响肝癌细胞PCNA和Cyclin D1的表达[17]。同时，有学者发现马钱子碱也能抑制人肝癌SMMC-7721细胞的侵袭转移能力[18]，马钱子碱能够抑制人肝癌SMMC-7721细胞的基质黏附能力，与药物剂量成正相关；320 μg/mL马钱子碱时细胞运动迁徙率和侵袭率分别为17.46%和2.52%，与40 μg/mL相比迁徙率和侵袭率均明显下降。

肖会君[19]对生物碱的抗肿瘤转移作用，也进行了一系列的研究，其通过Transwell趋化实验评价了18个博落回提取物的抑制肿瘤细胞迁移的作用，属于苯骈菲啶类生物碱的化合物1的抗肿瘤转移活性最强，化合物1能够下调乳腺癌DA-MB-231细胞中PKCζ的磷酸化水平，浓度越大抑制作用越强。赵川[20]还对转筋草提取物中的20个甾体生物碱化合物进行研究，其中化合物2、6、8、11、17、19对乳腺癌细胞MDA-MB-231趋化运动具有明显的抑制作用，化合物5对肺腺癌细胞A549趋化迁移也具有一定的抑制作用；Western blotting实验结果表明，化合物11能够显著抑制乳腺癌细胞MDAMB-231中整合素β1磷酸化，化合物2显著抑制乳腺癌细胞中PKCζ的磷酸化水平，化合物5显著抑制乳腺癌细胞MDA-MB-231及肺腺癌细胞A549中PKCζ的磷酸化水平。此外，从转筋草中分离得到的1个紫罗兰酮型生物碱化合物能够抑制乳腺癌DA-MB-231细胞的转移活性，化合物1显著抑制人乳腺癌细胞MDA-MB-231的趋化运动能力、伤口愈合能力和Transwell穿膜能力，化合物1可显著降低整合素β1、PKCζ和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（Akt）的磷酸化水平，并呈现浓度依赖性[21]。

千金藤素又名千金藤碱是从防己科千金藤属植物的块根中提取分离得到的一种双苄基异喹啉类生物碱，临床上能够促进骨髓组织增生，升高白细胞。在划痕实验中10 μg/mL的千金藤素能够显著的抑制胆管癌细胞KKU-M213和KKU-M214的愈合；同样浓度的千金藤素在Boyden小室实验中能够使迁移和侵袭的胆管癌细胞下降50%以上；实时荧光定量PCR检测发现千金藤素可能通过抑制ICAM-1和MMP-2基因的表达来抑制胆管癌细胞的转移[22]。汉防己乙碱也是从防己科千金藤属植物中提取的一种生物碱，在结肠癌CT26细胞建立的BALB/c小鼠移植瘤模型中，按10 mg/（kg·d）的剂量给小鼠腹腔注射5 d，25 d后发现能够使肺转移下降40.3%，而且存活时间也较对照组明显延长，汉防己乙碱并不影响小鼠的体质量[23]。

茄碱又称龙葵碱，是一种有毒的甾体生物碱，存在于马铃薯芽、龙葵和番茄等茄科植物中，其有抑制肿瘤细胞增殖和诱导凋亡的作用。在迁移和侵袭实验中，无毒剂量范围内的α-茄碱可显著的抑制人黑色素瘤细胞A2058和A375的迁移和侵袭，浓度越大抑制作用越明显。13.8 μm的α-茄碱作用A2058细胞24 h后，从基因和蛋白水平上抑制MMP-2和MMP-9的酶活性。在MMPs相关的信号通路上，α-茄碱可减少JNK1/2的磷酸化水平，而对ERK1/2的磷酸化没有影响；α-茄碱同样也能抑制磷酯酰肌醇3激酶（PI3K）和Akt的磷酸化，以及抑制NF-κB的活化。也就是说α-茄碱抑制黑色素瘤细胞A2058迁移和侵袭的作用，主要是通过抑制JNK、PI3K/Akt和NF-κB信号通路，以减少MMP-2/9的激活[24]。

黄细辛碱是从植物Boerhaavia diffusa Linn提取分离得到的一种生物碱，其对黑色素瘤B16F-10细胞的C57BL/6小鼠移植瘤有一定的抗转移作用，预先给药、同时给药和成模后给药对肺转移的抑制率分别是95.25%、93.9%和80.1%。黄细辛碱可能通过下调或者抑制VEGF、ERK-1、ERK-2、MMP-2和MMP-9途径来抑制黑色素瘤的肺组织转移[25]。

3 小结及展望

中草药中的生物碱由于具有作用广、化疗不良反应少及可提高机体免疫力等特性，在临床对肿瘤的化疗有较好疗效。目前对一些应用于临床的生物碱抗肿瘤作用机制已比较清楚。但是生物碱是否有抗肿瘤转移作用，以及生物碱是如何发挥抗肿瘤转移作用，还需要进一步研究。从天然药物中寻找具有抗肿瘤转移作用的生物碱将成为一个研究热点。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.05.019

:A

:1009-5519（2015）05-0690-04

2014-09-24）

2014年广西自治区级大学生创新计划项目（201410599030）。

彭丽雲（1994-），女，广西百色人，主要从事中药抗肿瘤相关研究；E-mail：272274550@qq.com。

朱名毅（E-mail：zhumingyi2009@163.com）。