大蒜素抗肿瘤作用的研究进展

丛利家，张小洁综述，范红艳审校

(吉林医药学院:1.2011级药学本科班，2.2011级检验本科班，3.基础医学院药理教研室，吉林吉林132013)

大蒜素抗肿瘤作用的研究进展

Research progress on anti-tumor effects of allicin

丛利家1，张小洁2综述，范红艳3*审校

(吉林医药学院:1.2011级药学本科班，2.2011级检验本科班，3.基础医学院药理教研室，吉林吉林132013)

本文通过查阅近十五年的大蒜素在对抗肿瘤的方面的文献，对大蒜素能够对抗肿瘤的类型方面做了总结。其能够对抗肿瘤的类型十分广泛，包括胃癌、直肠和结肠癌、食管癌、肝癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、膀胱癌及白血病等。机制大多是以抑制肿瘤细胞的增殖、诱导肿瘤细胞的凋亡为主。

大蒜素;癌症;研究进展

流行病学研究表明，长期摄入大蒜可以降低某些肿瘤(尤其是胃肠道和口腔肿瘤)的发生率。大蒜成分中的挥发性有机硫化物是其主要的生物活性物质，对动物体内的致癌物质有防御作用，能够有效的防治动物的不同癌症的发生［1］。挥发性有机硫化物包括一硫化物、二硫化物、三硫化物、四硫化物等，其中大蒜素(allicin)是粉碎的新鲜大蒜中提取的一种三硫化物，化学名二烯丙基三硫化物，具有良好对抗多肿瘤的作用，但其化学性质不太稳定，极易分解。目前国内外研究大蒜的抗肿瘤的功效主要是以大蒜素为主。大蒜素能阻断致癌物的合成、抑制致癌物的活化并有抗突变、抗畸变作用［2-3］。

1 抗胃癌

大蒜素对抗胃癌的研究非常的广泛，且对抗胃癌的机制也很多，包括抑制肿瘤细胞的增殖、诱导凋亡、影响细胞周期、影响细胞的宿主免疫、阻断致癌物N-亚硝基化合物的合成等。在抑制肿瘤细胞增殖方面，大蒜素可能通过下调过氧化物酶体增殖激活物受体(PPARγ)mRNA表达、抑制胃癌BGC823细胞增殖，从而发挥抗肿瘤的作用。最近研究表明，PPARγmRNA是在配体激活下参与调节许多与癌形成有关的基因，起到抗增殖、促凋亡、抑制细胞周期进程及诱导终端分化等抗肿瘤作用。有研究［4］将胃癌BGC823细胞株使用不同浓度(10、20、40 mg/mL)的大蒜素进行培养，经过24、48、72 h培养后，观察培养结果。用MTT法和 PCR技术分别观察细胞的抑制情况和PPARγmRNA的表达情况，结果证明大蒜素在作用72 h后能显著抑制细胞中PPARγmRNA的表达，并且随着药物浓度的增加，抑制作用更加明显，呈浓度依赖性。实验证明大蒜素能够使胃癌细胞内的NFκB蛋白与DNA结合的活性降低［5］，NFκB是一个转录因子的蛋白家族，负责与DNA结合，诱导相关基因转录。实验分为未处理正常培养的胃癌细胞、低血清处理的胃癌细胞和大蒜素处理的胃癌细胞三组，通过凝胶滞留(EMSA)方法分析胃癌细胞NFκB与DNA结合的活性，初步证明了大蒜素(25 mg/L)能使胃癌细胞内的NFκB蛋白与DNA结合的活性明显降低，从而抑制肿瘤细胞的增殖。王海燕等［6］研究发现，大蒜素对胃癌细胞和裸鼠移植瘤细胞均有明显的杀伤作用。此研究采用体内实验，将对数生长期的人胃癌细胞SGC-7901接种于裸鼠右大腿背侧皮下，制成移植模型，体外实验培养人胃癌细胞SGC-803，给予大蒜素与氟尿嘧啶(5-fluorouracil，5-FU)后，观察其生长状况。结果发现大蒜素较高浓度才能对SGC-7091有明显的抑制，且浓度在1 g/L时，抑制率为68.6%，在较低浓度就可以对SGC-803具有明显的抑制，且浓度在1 g/L时，抑制率为79.5%，大蒜素对两种细胞的杀伤率随着作用时间的延长而显著增加。在对肿瘤细胞的周期的影响上，王菊岩等［7］经实验证明，大蒜素可诱导caspase-3 mRNA(哺乳动物细胞凋亡的关键酶)的表达增强来干扰胃癌MKN45细胞正常细胞周期，促使细胞的凋亡。结果表明当大蒜的浓度为8 mg/L时，其增殖抑制率可达98%。

当大蒜素与长春瑞滨(vinorelbine，NVB)联合应用时，能促进胃癌细胞株P21和P27(细胞周期抑制蛋白)的表达，将胃癌细胞阻滞于G2/M期［8］。P21和P27被认为是细胞周期调控的重要负性调控因子，与肿瘤的发生、发展机制有关［9］。此实验应用MTT法，测定NVB、5-FU、丝裂霉素(mitomycin，MMC)对两种胃癌细胞株BGC-823和SGC-7901的增殖抑制率，经实验证明大蒜素(15 mg/L)联合三种药物后两种蛋白的表达均为阳性，两种细胞的NVB+大蒜素组，阳性的表达率均高于单一用药作用。而两种细胞的5-FU+大蒜素组和MMC+大蒜素组，阳性率与单一药物作用类似。因此大蒜素与细胞周期特异化疗药NVB联合应用后，通过上调P21、P27蛋白的表达使胃癌细胞阻滞于G2/M期，并呈浓度依赖型，而与5-FU和MMC的联合作用不显著。

2 抗结肠癌和直肠癌

实验证明大蒜素能够诱导结肠癌LoVo细胞凋亡，且低剂量大蒜素与喜树碱(CPT)联合应用能阻滞癌细胞周期，抑制癌细胞增殖［10］。大蒜素与CPT-11联合使用具有协同抗肿瘤作用，在24、48、72 h的IC50分别为32.23、10.47、6.85 mg/L。4.0、8.0 mg/L的大蒜素预处理 24 h后，IC50分别由单独使用的47.5 mg/L下降为7.2 mg/L，且使用CPT-11杀伤率提高6.4和6.6倍。

张力等人实验证实大蒜素可将直肠癌SW480细胞阻滞于G2/M期，且大蒜素与草酸铂联合使用可能具有协同抗肿瘤作用［11］。SW480细胞先经大蒜素(19.55 mg/L)诱导24 h后再与草酸铂联合应用时，草酸铂72 h的IC50值由原来单独应用的9.21 mg/L下降到1.07 mg/L，杀伤率提高7.61倍;SW480细胞中同时加入大蒜素与草酸铂，草酸铂72 h的IC50值亦由原来单独应用的9.21 mg/L下降到2.44 mg/L，杀伤效率提高2.74倍。提示大蒜素与抗癌药物草酸铂联合应用，增强了草酸铂对肿瘤细胞的细胞毒活性，且提前应用大蒜素效果更佳。

3 抗食管癌和胆管癌

大蒜素对食管癌细胞具有抑制增殖诱导凋亡的作用［12］，机制可能是通过线粒体通路来完成。实验证明当大蒜素及其前药(蒜氨酸+蒜氨酸酶)质量浓度为20 mg/L时，癌细胞生长的抑制率分别达到94.5%和96.7%，且大蒜素的前药抑制食管癌细胞的效果明显优于大蒜素，这可能与前药相对于大蒜素稳定有关。有研究［13］用MTT法检测大蒜素对FRH-0201细胞生长的影响，光镜和电镜观察FRH-0201细胞形态变化，采用凝胶电泳法、TUNEL法和FCM检测FRH-0201细胞凋亡情况，研究发现大蒜素浓度为2.5、5.0、10.0、20.0、40.0 mg/L时，对胆管的肿瘤细胞的抑制率分别为(8.2±0.8)%、(27.8±2.9)%、(57.4±5.6)%、(73.1±9.5)%、(93.4±10.1)%，证明大蒜素可以诱导胆管癌细胞的凋亡，且浓度越大，抑制能力越强。

4 抗肝癌

我国是肝癌的高发国家，大蒜素能对抗不同的肝癌细胞。陈传军等［14］通过实验证明大蒜素32 mg/L连续作用48 h时，能使人肝癌HepG2细胞产生明显凋亡的特征，64 mg/L的大蒜素可大量杀死肝癌细胞。有实验证明大蒜素对肝癌SMMC-7721细胞也有显著的抑制生长和诱导凋亡的作用［15］。实验采用形态观察、MTT和TUNEL检测等方法，检测出大蒜素(100 mg/L)会使SMC-7721细胞产生明显的凋亡小体。大蒜素对于肝癌细胞MM45T.Li也有明显的抑制作用［16］，通过用MTT法检测药物效应，透射电镜及流式细胞仪等方法观察大蒜素处理后的细胞凋亡和周期的改变，结果发现大蒜素对MM45T.Li细胞生长有抑制作用;DAN琼脂糖凝胶电泳可见细胞凋亡特征性“DAN梯形”。大蒜素处理MM45T.Li细胞后细胞周期滞留于G0/G1期，表明大蒜素对鼠肝癌细胞MM45T.Li有抑制作用，且当Dm72 h=31.72 mg/ L时，γ=0.986 6。有实验证明大蒜素也能抑制表皮生长因子(EGF)的上调，从而降低肝癌细胞中表皮生长因子受体(EGFR)的表达。EGFR是原癌基因cerbB1的表达产物，而已有实验证明大蒜素抑制肝癌细胞的生长、促使其凋亡的途径之一，是通过大蒜素抑制了肝癌细胞EGFR表达作用而实现的。同时大蒜素还能抑制人肝癌细胞VEGF基因的表达。

大蒜素除了单独使用时会有良好的对抗肝癌细胞的作用，在与某些药物联合应用时也可以对抗肝癌细胞的增长。实验证明大蒜素与阿霉素联合应用可以通过共同诱导细胞凋亡，协同抑制人肝癌细胞生长［17］。单独应用时大蒜素与阿霉素的中效浓度分别是56.0 mg/L和4.9 mg/L，联合用药时下降为23和2.3 mg/L，CI=0.887，为协同效应。大蒜素与阿霉素单独及联合应用均可导致QGY-7701细胞出现凋亡的形态学变化。两种药物联合应用时的凋亡率高于各自单独用药。张玉碧等［18］研究发现大蒜素联合索拉菲尼对人HepG2细胞增殖有抑制作用，大蒜素浓度在2～23 mg/L的范围内对人的肝癌细胞HepG2的增殖呈时间-剂量依赖关系。并与索拉菲尼协同能降低肝癌细胞的增殖，从而起到抗肿瘤作用。

5 抗胰腺癌

胰腺癌是恶性度极高的消化道肿瘤。经王保才等［19］研究发现，大蒜素对人胰腺癌细胞株PANC-1的lC50为5.45 mg/L，也可使人胰腺癌细胞株PANC-1的细胞周期阻滞于G2/M期，从而为大蒜素治疗胰腺癌的研究提供了可靠的体外实验依据。

6 抗肺癌

肺癌的发病率和死亡率增长最快，是对人类健康和生命威胁最大的恶性肿瘤之一，近年来有关大蒜素对抗肺癌的研究也比较多。研究［20］采用了MTT法观察大蒜素对人肺癌A549细胞的剂量毒性情况，并用流式细胞仪观察大蒜素处理后A549细胞周期分布的变化，结果发现当大蒜素的浓度范围在10～80 mg/L时，随着浓度的增加细胞凋亡数量明显增加，抑制率从0%逐渐升高到44.4%，表明大蒜素对肺癌细胞A549增殖确实具有抑制作用，大蒜素可将肺癌细胞A549停滞G2/M期。沈立等［21］通过实验证明，大蒜素与紫杉醇联合应用可具有协同抗肺癌作用，大蒜素可明显抑制肺癌细胞 A549的生长，9.30 mg/L大蒜素作用A549细胞24 h后，与对照组比较，G0/G1期的细胞明显减少，而G2/M期明显增加(P＜0.05)。大蒜素与紫杉醇联合使用后，紫杉醇72 h后的IC50值由单独应用的9.21 mg/L下降至1.07 mg/L;细胞凋亡率53.2%增至97.0%。

7 抗乳腺癌

乳腺癌是发生在乳腺上皮组织的恶性肿瘤，在英国、美国等发达国家的发病率较高，在中国的发病率是较低的，但是近年来我国乳腺癌发病率的增长速度较高发国家高出1～2个百分点。徐兴华等［22］通过实验证明，用20 mg/L的大蒜素能显著抑制乳腺癌高转移MDA-MB-23细胞的侵袭能力，侵袭的抑制率达33.27%。以人工重组基底膜侵袭小室观察大蒜素对人乳腺癌高转移细胞MDA-MB-23侵袭的影响，免疫细胞化学方法检测血管内皮生长因子和基质金属蛋白酶-9的表达等实验方法，证明了大蒜素确实对人乳腺癌高转移细胞株MDA-MB-231体外侵袭具有明显的抑制作用，此作用与降低肿瘤细胞的MMP-9和VEGF表达有关。

8 抗膀胱癌

经实验［23］证明，大蒜素对膀胱肿瘤有明显的对抗作用，这种效果可能与直接的细胞毒作用和免疫反应有关。大蒜素可能是一种有效的表浅膀胱癌内腔治疗药物，应用体外MTT实验表明，当大蒜素浓度0.1 mg/L时，有中度的细胞毒作用，抑制率为55.7%，25 mg/L时有明显的细胞毒作用，抑制率达98.6%。李永生等［24］也通过实验研究，证明大蒜素可增强长春新碱对膀胱癌BIU-78细胞增殖抑制作用，两者具有协同抗肿瘤作用。大蒜素诱导细胞凋亡的机制可能与下调细胞周期依赖性蛋白(CDK1)和细胞周期蛋白B1(CyclinB1)的表达有关。

9 抗妇科肿瘤

宫颈癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，但是近年来，宫颈癌年轻化的问题越来越突出。张敏［25］发现，不同浓度(6.25、12.5、25、50、75、100 mg/L)的大蒜素处理人宫颈癌Hela、Caski细胞24、48、72 h后，对宫颈癌Hela和ICaski细胞的生长有明显的抑制作用，且随时间和剂量增加抑制率明显上升。大蒜素在对抗妇科的肿瘤如卵巢癌等也有一定的功效［28］。在大蒜素浓度为0.625～2 000 g/L时，都能对卵巢癌细胞产生杀伤作用，但当大蒜素为高浓度(100～200 g/L)时，则有明显的细胞毒作用。

10 抗其他方面的肿瘤

研究表明大蒜素能有效抑制体外培养的淋巴瘤细胞增殖，并诱导细胞凋亡，具有显著的剂量和时间依赖效应［27］。魏万敏［26］研究证明大蒜素能抑制白血病细胞株K562细胞的增殖并诱导其凋亡，其作用机制可能与下调cox-2基因的表达、增加细胞casepse-3和casepase-9活性及降低线粒体膜电位有关。

综上所述，大蒜作为调味料在日常生活中被普遍使用且价廉易得，大蒜素更是具有良好的抗癌作用。目前的研究主要集中在大蒜素对抗胃癌和肝癌，在其他方面的肿瘤研究较少，而且大蒜素对抗肿瘤生长的确切作用机制尚不清楚，这些问题都需要我们更加深入的研究。假以时日，如果能将大蒜素制成抗肿瘤药物广泛推广至临床，由于原料廉价易得的优点，会大大降低癌症病人的治疗成本，提高病人的顺应性，减轻病人的负担，造福人类。所以大蒜素在对抗肿瘤方面的研究是非常有意义的，前景也是非常广阔的。

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R285

A

1673-2995(2015)03-0225-04

2014-10-11)

吉林省大学生创新创业训练计划项目.

丛利家(1992－)，女(满族)，本科在读.

范红艳(1975－)，女(汉族)，副教授，硕士.