重楼抗肿瘤作用的分子机制研究进展

张珂 陈素梅 邓清华 马胜林⋆

·综述·

重楼抗肿瘤作用的分子机制研究进展

张珂 陈素梅 邓清华 马胜林⋆

恶性肿瘤已经成为严重威胁人类健康的常见病和多发病，其危害性仅次于心脑血管疾病，成为导致国内外人口死亡的三大原因之一。天然药物具有抗肿瘤作用明确、毒副作用小等特点，已成为肿瘤综合治疗的重要组成部分。目前已经批准上市的抗肿瘤药物中，＞60%为天然药物或者是以天然产物为先导化合物的合成和半合成衍生物，因此从天然植物中寻找新的具有抗肿瘤活性的药物可能为恶性肿瘤患者带来新的希望。重楼，又称七叶一枝花，蚤休，百合科植物，首载于《神农本草经》，具有清热解毒、消肿止痛、凉肝定惊的功效，广泛应用于抗菌、镇痛、止咳平喘等治疗。重楼组方的抗肿瘤作用也有上千年的历史，主要用于治疗恶性肿瘤的热症与实证。随着科技的发展及分析化学的技术的日益成熟，人们认识到重楼总皂苷（rhizomaparidis total saponin，RPTS）是重楼主要有效成分，总皂苷成分复杂，含有多种单体，具有药理活性的主要包括重楼皂甙Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、ⅦH 等，其中皂甙Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ具有较强细胞毒活性，对肝癌、肺癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌、白血病、鼻咽癌等多种肿瘤具有抗癌作用［1-10］，其作用机制受到人们的广泛关注，本文结合临床应用对重楼的抗肿瘤作用及其分子机制研究进展综述如下。

1 重楼的抗肿瘤作用

中药抗肿瘤作用具有多靶点、多环节、多效应的特点，可作用于肿瘤发生、发展等多个环节，重楼主要通过抑制肿瘤细胞增殖、诱导凋亡、抗血管生成、调节免疫等途径而发挥抗癌效应。

1.1 重楼抑制肿瘤细胞增殖 无限增殖是肿瘤细胞得以永久存活的基本条件之一，因此，抑制增殖是抗肿瘤药物发挥作用的有效途径。重楼在多种肿瘤中具有抑制细胞增殖的活性，张珂等［11-12］将不同浓度的重楼醇提取物作用于肺腺癌（A-549）、乳腺癌（MCF-7）、直肠癌（C-38）、鼻咽癌（CNC-2）、胃癌（SGC-7901）等多种细胞株，采用MTT法检测重楼醇提取物对肿瘤细胞增殖生长的影响，结果表明重楼对多种肿瘤细胞生长具有抑制作用，且在人胃癌SGC-7901 细胞中最为显著。江皓等［3］的研究证实不同浓度重楼皂甙Ⅰ能有效抑制PC-9 细胞的增殖，且呈时间浓度依赖性（P＜0.01）。江皓等［7］的研究还表明重楼皂甙Ⅰ对胰腺癌PANC-1细胞也有抑制增殖的生物学活性。另外，体内研究表明：重楼醇提取物对荷瘤鼠胃癌移植瘤的生长有明显的抑制作用，药物组移植瘤体积增长幅度明显小于空白组，差异有显著性（P＜0.05）［13］。重楼组方对小鼠肝癌H22实体瘤同样具有明显的抑制肿瘤生长的功效［14］。此外，重楼对食管癌、喉癌、宫颈癌、白血病等也有抑制增殖的作用［15］。

肿瘤细胞无限增殖是因为监测细胞内基因缺陷的检测点功能丧失及细胞周期紊乱所致，因此细胞周期在肿瘤细胞的生长调控中具有重要作用。最新研究表明：重楼醇提取物能够导致胃癌细胞阻滞在S期、G2/M期细胞比例显著下降［12］。而Jiang等［6］研究得知：重楼皂甙Ⅰ诱导吉非替尼抵抗的肺癌细胞株（PC-9ZD）发生G2/M期阻滞，尽管重楼诱导肿瘤细胞发生不同的细胞周期阻滞，但细胞周期的紊乱最终的结果将导致增殖无法继续，从而发挥抗肿瘤作用。

1.2 重楼促进肿瘤细胞凋亡 抵抗细胞死亡（Resisting Cell Death）是肿瘤的十大特征之一［16］。张珂等［12］研究表明：重楼醇提取物对胃癌细胞具有显著诱导凋亡的潜能，而该研究进一步通过RT-PCR及Western Blot技术从基因及蛋白水平证实这一促凋亡作用可能与下调Survivin、ERK1/2及P21和上调P53的表达相关。江皓等［3］研究显示：重楼皂甙Ⅰ作用于肺癌24h、48h后药物组细胞凋亡率分别为19.90%和33.34%，凋亡率较空白组明显增加，这一作用可能与其抑制Bcl-2 的水平及上调促凋亡蛋白Bax及caspase-3 的表达相关。Jiang等［7］还发现重楼皂甙Ⅰ通过PI3K/Akt途径诱导胰腺癌PANC-1细胞凋亡。Lee等［17］研究发现，重楼皂苷D能够诱导乳腺癌细胞MCF-7和MDA-MB-231的凋亡，且下调凋亡抑制基因Bcl-2以及上调促凋亡基因Bax的表达，并且显著增加激活caspase-9凋亡路径。Cheung等［18］实验也表明重楼皂苷D诱导HepG2肝癌细胞发生凋亡，且机制可能是引起DNA片段化以及阻断线粒体的功能相关。

1.3 重楼抑制肿瘤血管生成 持续的血管生成是恶性肿瘤可持续生长的基础，新生血管的形成与肿瘤细胞分泌和激活血管生长因子有关［11］。有关血管生成的因子有30多种，其中VEGF是最重要的促血管生成因子，可作为肿瘤代谢及转移标记［19］。血小板源性生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF）家族成员之一的PDGF-B 是一种重要的血管生成因子，通过促内皮细胞增殖形成新生血管，为肿瘤生长与转移提供条件［20］。林云华等［15］发现：重楼醇提物能够抑制人脐静脉内皮细胞（HUVEC）的增殖和迁移，且显著减少鸡胚绒毛尿囊膜新生血管的形成。另外，还有研究表明：重楼醇提取物能够显著降低胃癌移植瘤组织中PDGF-B、VEGF的表达量（P＜0.05）［11］。胡静等［14，21］也证实重楼醇提取物在体外具有抑制血管内皮细胞增生、迁移和管腔形成，诱导血管内皮细胞凋亡，抑制血管内皮细胞DNA的合成的作用；同时体内研究发现重楼醇提取物可明显下调肿瘤组织微血管密度，这些研究均表明重楼及重楼提取物均有抗新生血管生成的作用。

1.4 重楼调节机体的免疫功能 重楼皂苷Ⅱ在小鼠成纤维细胞L2929 培养基中可引起刀豆球蛋白A 诱导的小鼠淋巴细胞增殖效应，并能促进小鼠粒巨噬细胞克隆形成细胞（GMCFC）增殖。重楼皂苷Ⅱ尚对植物血凝素（PHA）诱导的人外周全血细胞有促进有丝分裂作用；体内实验能增强C3H/ HeN小鼠的自然杀伤细胞活性，诱导干扰素产生；并可抑制S2 抗原诱导的豚鼠实验性自身免疫性眼色素层炎（EAU）发生发展，因此重楼皂苷Ⅱ是较强的免疫调节剂，李春江等［22］证实：重楼醇提物作用于乳腺癌移植瘤裸鼠模型后，重楼醇提物能够显著提高荷瘤裸鼠的胸腺指数显著升高（P＜0.01）；降低TNF-α和IL-4的水平，上调IFN-γ的表达水平，因此得知重楼醇提物处理后，机体内Thl/Th2平衡向Thl偏移，免疫应答增强。

2 重楼对化疗的增敏作用

张珂等［11］采用不同剂量的重楼总皂苷（12.5mg/kg、25mg/kg、50mg/kg），及5-FU（5mg/kg）及联合用药组（重楼总皂苷25mg/kg+5-FU5mg/kg）作用于胃癌荷瘤小鼠，各组的增殖抑制率分别为6.62%、13.76%、26.72%、23.90%和31.91%；凋亡率分别为6.67%、13.12%、20.43%、19.22%和22.61%，即重楼总皂苷具有增强5-FU的化疗疗效的潜能。Cheung等［18］发现，重楼皂苷D具有抑制多西紫杉醇耐药的HepG2肝癌细胞作用，其耐药远低于多西紫杉醇、顺铂以及紫杉醇，其可能具有逆转耐药的作用，机制可能是引起耐药性肝癌细胞HepG2的DNA片段化以及阻断线粒体的功能相关。另外，有研究表明重楼单体皂苷Ⅶ具有显著抑制顺铂耐药的人肺腺癌A549/DDP细胞增殖的作用，且能够促细胞凋亡作用，因此，重楼总皂苷及其单体均有增强化疗敏感性的潜能［23］。

3 重楼对放疗的增敏作用

Jiang［9］等研究发现：重楼皂甙Ⅰ能够增强吉非替尼耐药细胞株PC-9ZD的放疗敏感性，SER值为1.77，且显著增加放疗所致的细胞凋亡，这一放疗增敏潜能可能与抑制Bcl-2 的表达及上调促凋亡蛋白Bax及caspase-3、P21的水平，诱导PC-9ZD细胞发生G2/M期阻滞相关。另外，该研究小组还进一步在胰腺癌细胞中进行研究，结果表明：重楼皂甙Ⅰ联合放射线明显降低胰腺癌PANC-1细胞的克隆形成率，放疗联合组细胞凋亡率及G2/M期细胞比例较对照组明显增多（P＞0.01），这一放疗增敏作用机制可能与诱导caspase-3、Bax蛋白表达增加，Bcl-2蛋白表达降低，引起细胞G2/M期阻滞有关［8］。

4 重楼对热疗的增敏作用

董锐增等［4］在胃癌MKN-45 细胞株中进行检测重楼皂苷Ⅰ联合加热的抗肿瘤效应，研究表明：重楼皂苷Ⅰ作用于MKN-45细胞24h后，MNK-45 细胞凋亡率由（4.3±1.1）%升高至（37.8±3.5）%。PPI（IC30）联合加热后，细胞存活率由（61.2±3.4）%降至（40.7±3.1）%（P＜0.05），重楼皂苷Ⅰ的热疗增敏作用可能与上调p21的蛋白表达相关。Zhao等［24］也将重楼皂苷Ⅰ与热疗（43℃）联合作用于肺癌PC-9细胞株，结果表明重楼皂苷Ⅰ能够增强热疗对肿瘤细胞增殖抑制的潜能。

5 总结

综上所述，中药重楼及其提取物对多种肿瘤均有抑制增殖、促进凋亡、诱导细胞周期阻滞和抗新生血管生成的作用，不同组分提取物的抗肿瘤作用方式尚有区别：如重楼皂苷Ⅰ具有肿瘤细胞增殖抑制作用和放疗、热疗增敏作用；而重楼皂苷Ⅱ具有免疫调节作用。随着科学技术的发展和进步，利用新的研究手段进一步分离、纯化重楼提取物中的有效成分，甚至活性单体，将有利于抗肿瘤中药的开发和研究，且对于阐明重楼提取物中活性成分的抗肿瘤作用机制和靶点具有重要的意义。

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浙江省中医药重点研究计划项目（2011ZZ011）

310002 杭州市肿瘤医院放疗科（张珂 陈素梅）310006 杭州市第一人民医院（邓清华 马胜林）

*通信作者