表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）抗泌尿系肿瘤的研究进展

高漓，葛波 综述；张天禹，审校

（1.桂林医学院附属医院 泌尿外科，广西 桂林 541001；2.桂林医学院第二附属医院 泌尿外科，广西 桂林 541001）

表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin-3-gallate, EGCG）作为一种从天然植物中提取的儿茶素类单体，具有多种功效，因EGCG有在抗肿瘤和抗氧化等方面的作用，在过去几十年中，由于来自细胞、动物和流行病学研究的证据越来越多，再加上具有平日饮茶习惯的人也越来越多，便有学者研究将饮茶与各种健康益处联系起来，例如各种癌症（前列腺癌，乳腺癌，肺癌，皮肤癌，胰腺癌，结肠癌）的化学预防，以及慢性炎症、心脏病、糖尿病和神经退行性疾病。本文将从EGCG抗泌尿系肿瘤方面的分子层面机制，收集国内外一些最新的研究进展作一简单综述，为国内的药理研究科研人员在EGCG抗泌尿系肿瘤的研究提供所需的基础理论。

1 诱导肿瘤细胞凋亡作用

绿茶从一种传统饮料逐渐转变为提取多种具有健康益处的药理活性的分子来源。并已证实可诱导肿瘤细胞的体内凋亡，细胞凋亡是一种生理类型的细胞死亡，由Kerr、Wyllie等人最先提出细胞凋亡这一概念，是目前大多数癌症治疗的主要治疗目标。由于对细胞凋亡的抵抗是癌症发展的早期标志，有可能在根据此策略治疗癌症的方法开始时就已经受到潜在影响[1-2]。

1.1 诱导细胞自噬

已知EGCG通过增加自噬相关的细胞凋亡来有效抑制肿瘤的形成和发展。自噬是一种重要的细胞降解过程。在此过程中，从细胞中除去受损的大分子以维持细胞完整性功能[3]。自噬最初形成自噬体以吞噬受损的胞质蛋白或细胞器，然后自噬体与溶酶体融合以产生自噬溶酶体。自噬体成熟受一系列激酶调节，如哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin, mTOR）[4]， 以及参与自噬诱导的启动子Beclin1和LC3BII/I[5]。PI3K/Akt和mTOR通路通过将Beclin1的作用从自噬转变为细胞凋亡来联系细胞凋亡和自噬[6]。

1.2 p53 途径

p53是一种抑癌基因的产物，在维持细胞稳态中起着关键作用，在正常生理条件下，p53是一种短命的蛋白质，其稳定性主要受泛素化的调控[7]。当细胞受到外界不同程度的刺激后，p53蛋白的稳定性和活性在多种信号通路对p53蛋白翻译修饰下发生变化，启动细胞学效应引发细胞发生周期阻滞、凋亡、衰老和分化等[8]。Hofmann等[9]研究发现，p53和NF-kB细胞信号传导途径的激活并使细胞进入凋亡状态是EGCG抑制肿瘤细胞增殖的机理。

1.3 线粒体的途径

EGCG以及多酚类化合物已被证明抑制线粒体F0F1-ATPase/ATP合酶，并随后影响线粒体功能和腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate,ATP）水平[10]。EGCG可能阻断呼吸链复合物和ATP合成酶的活性，导致氧化磷酸化合成的ATP减少，因此EGCG诱导ATP产生负调控可能是一种新的癌症治疗药理学策略，并且已被证明通过调节Akt和Hsp27诱导人膀胱癌细胞（TSGH-8301）亚G1期阻滞的G0/G1期阻滞信号通路，由此得出结论：线粒体与EGCG诱导的多种细胞凋亡途径均有关，EGCG可调控线粒体生物合成。线粒体生物合成是一个大规模扩增过程，表明新配备线粒体膜、线粒体和核编码蛋白，由于线粒体基因组编码能力有限，大多数蛋白质由核基因编码，在细胞质中转化，并导入线粒体中[11]。

2 抑制血管生成

基于体外和体内肿瘤模型的累积数据证实了EGCG的抗血管生成特性。已经提出了各种分子机制，例如抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡，抑制血管生成因子的表达，抑制受体的磷酸化，以及抑制血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）与其受体的结合。例如，绿茶提取物显著降低了人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells, HUVEC） 中Flt-1和KDR/Flk-1的表达，表明它们可能通过降低VEGF受体的表达而对肿瘤血管生成和转移具有预防作用[12]。EGCG被认为是唯一抑制VEGF与其受体结合的儿茶素。它能够降低VEGF的表达，从而通过阻断细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases, ERK）和Akt磷酸化来调节VEGF的表达[12]。此外，EGCG显著降低HIF-1α的表达，HIF-1α是VEGF表达的强效激活剂[12-13]。它也能够阻断VEGF的信号转导事件，如ERK1/2的磷酸化，VEGF-R1和VEGF-R2的自身磷酸化，以及人脐动脉中早期生长反应转录因子-1（early growth response-1, Egr-1）在内皮细胞的表达[14]。最近，有研究发现，EGCG对各种癌症类型中的一些miRNA和各种细胞/分子途径的激活/抑制都有影响[15]。例如，用低浓度的Polyphenon-60（绿茶提取物）孵育MCF-7细胞48小时导致23 种miRNA的显著变化[16]。随着越来越多的研究在未来开展，一些新的microRNA（miRNA）和miRNA的新作用将参与抗血管生成。

3 EGCG 抗泌尿系肿瘤机制

3.1 前列腺癌

EGCG在前列腺癌中表现出较好的功效。EGCG可在相对较长时间内干预而降低前列腺癌发生，特别是出现症状和确诊之前的前列腺癌[17]。很明显，活性氧和细胞抗氧化防御引起的氧化还原稳态失衡是前列腺癌（prostate cancer, PC）启动和进展的重要机制之一，多种遗传和环境因素之间的相互作用是PC发育的重要决定因素，在香港调查了PC风险与中国男性习惯性绿茶摄入量之间的关系，结果显示PC风险与绿茶消费量和EGCG摄入量呈负相关[18]。EGCG已经显示出对细胞内活性氧簇（reactive oxygen species, ROS）产生和抗氧化酶活性的影响[19]。除了抗氧化剂和促氧化剂活性外，EGCG的化学预防作用还涉及一些其他特定的机制，包括调节细胞表面受体及其信号通路的活性（即受体酪氨酸激酶，胰岛素样生长因子受体1），调节基因表达通过直接影响转录因子（如Sp1，NF-kB，AP-1，STAT1，STAT3和Nrf2）或间接表观遗传机制（DNA甲基化，组蛋白修饰和非编码调控表达miRNAs）[20]。此外，发现EGCG在不同水平干扰细胞内蛋白质稳态，例如靶向热休克蛋白（heat shock protein, HSP）和蛋白酶体功能，并干扰自噬通量[21-22]。此外，一些EGCG类似物已被确定为新型热休克蛋白90（Hsp90）抑制剂[23]。

3.2 膀胱癌

笔者之前评估过含有EGCG的绿茶提取物作为预防细胞肿瘤种植的潜在新型膀胱灌注药物。初步实验非常有希望，在实验动物的膀胱中进行30-60分钟的EGCG治疗与常用的丝裂霉素C相同或显示出明显的优越性。因此，EGCG可抑制尿纤溶酶原激活物（urinary plasminogen activator, uPA）和基质金属蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9, MMP-9），阻止癌细胞种植和癌症复发[24]。已经显示绿茶提取物EGCG能通过许多途径发挥促进健康的作用，例如抗氧化和抗炎途径，表现出基因表达活性，通过生长因子途径起作用。然而，体外和体内实验的结果经常相互矛盾，这可能与较差的EGCG生物利用度，和空气接触时开始的氧化，胃肠道失活，肝脏代谢或硬水有关[25]。对9项临床试验的Meta分析比较了其与卡介苗（bacillus Calmette-Guérin,BCG）进展的疗效。在26个月的中位随访期内，BCG组中7.67%的患者和丝裂霉素（Mitomycin, MMC）组中9.44%的患者发生肿瘤进展[26]。另一项综述发现MMC肿瘤复发率降低了38%。这不如BCG有效，但在大多数研究中认为MMC是一种可行的选择，因为它的副作用较 小[27]。

3.3 肾癌

EGCG是绿茶（Camellia sinensis）的活性成分和主要成分，在肾细胞癌（renal cell carcinoma,RCC）[28]中显示出抗肿瘤特性，并通过上调表达来抑制RCC中的肿瘤生长和侵袭性。 最近的一篇论文表明，EGCG可能在RCC的发展中发挥预防作用[29]。该研究评估了肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体（tumor necrosis factor-related apoptosis inducing ligand, TRAIL），EGCG和两者的组合对TRAIL抗性RCC细胞系786-O的影响。数据表明单独的EGCG提供了细胞活力的显著降低，但是通过下调c-FLIP，MC1-1和BCl-2，与TRAIL的共同处理提供了比单独的EGCG或TRAIL更大的细胞活力的显著降低。另一项研究报道，EGCG通过下调基质金属蛋白酶-2（matrix metalloproteinase-2, MMP-2）和基质金属蛋白酶-9（MMP-9）的表达诱导细胞凋亡，抑制RCC细胞系的增殖和迁移潜能[30]。通过多次独立实验可以清楚地看出，EGCG已被证明是一种极其可行的体外治疗方法。一个例子是一项广泛的流行病学研究，报告了绿茶消费与总体RCC肿瘤负荷之间的负相关[31]。另一种方法可能使用EGCG补充酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitors, TKI）或mTOR抑制剂，以观察与单独的TKI或mTOR抑制剂相比，该组合是否对肿瘤细胞特别敏感[32-33]。Sato等[34]的一项研究表明，通过EGCG预处理恢复连接蛋白32（Cx32）基因（一种肿瘤抑制因子）可通过Src的失活和RCC细胞中c-Jun氨基末端激酶（c-Jun NH2-terminal kinases, JNK）的激活来增强长春碱的化学敏感性。总之，这些研究表明EGCG可以用作肾细胞癌的预防和治疗方法。

4 其他作用机制

EGCG能够进入细胞核并结合富含CpG岛（CpG islands）的区域中的DNA和RNA[35]。虽然EGCG在细胞核中累积的确切机制仍不清楚，但这些相互作用可能在调节基因功能中起重要作用。还发现EGCG与多种蛋白结合，例如富含组氨酸的糖蛋白、激酶、抗凋亡蛋白和促凋亡蛋白，胰岛素样生长因子受体，蛋白酶体等。EGCG与这些靶标之间的相互作用可能在多个信号事件中起调节作用。此外，EGCG具有细胞类型和环境特异性反应。因此，在将来鉴定更多响应生理有效浓度的EGCG的分子靶标或生物标记物是重要的。这些未来的研究将有助于深入理解EGCG对各种癌症的化学预防和治疗机制，并将为EGCG作为临床治疗剂的癌症的靶向治疗提供更好的指导。

5 展望

综上所述，表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）是绿茶中具有生物活性的茶多酚。有关EGCG抑制肿瘤的机制，包括诱导凋亡、促进细胞自噬及各种通路方面越来越多地被人们所研究。越来越多的证据支持了EGCG在各种癌症和其他疾病的化学预防和治疗中的潜在作用。下一步科研人员可研究相关药物递送技术，这将对于EGCG的临床应用有很大的前景。