黑蒜抗肿瘤研究进展

杜瑞雪，李善姬，方今女

(1.延边大学医学院，吉林 延吉 133002;2.吉林医药学院公共卫生学院，吉林 吉林 132013)

癌症一直以来是人类难以攻克的难题。研究表明，与大蒜相比，黑蒜的有效成分含量增多，生物活性增强，具有更强的防癌抗癌作用[1]。黑蒜是普通大蒜经过高温、高湿处理制得的大蒜的加工品。大蒜加热处理过程使大蒜细胞内成分发生了一系列改变，尤其是糖类的羰基和氨基酸的氨基发生了美拉德反应，产生黑色素，大蒜颜色变成黑色[2]。本文将对就黑蒜的有效成分及其抗肿瘤作用进行综述。

1 黑蒜抗癌的有效成分

大蒜中的抗癌作用成分研究最多的是大蒜素及含硫化合物。大蒜素是大蒜的细胞膜经破坏后，蒜氨酸和蒜氨酸酶反应生成。而黑蒜发酵中的成分变化则产生不一样的生物活性。黑蒜中含有的生物活性化合物有酚类、黄酮类、丙酮酸、硫代硫酸盐、S-烯丙基半胱氨酸(SAC)和S-烯丙基巯基半胱氨酸(SAMC)等[3]。黑蒜中的大蒜素经高温发酵已发生转化，增加了其他种类的含硫化合物的产生。SAC和SAMC是主要的水溶性含硫化合物，二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫化物、二烯丙基三硫化物和二烯丙基四硫化物是脂溶性含硫化合物。发挥抗氧化作用和抗癌作用的主要成分有酚类、含硫化合物等。其中抗癌作用最重要的含硫化合物是SAC和SAMC[4]。除此以外，黑蒜加工过程使大蒜中的蛋白质转化为氨基酸，进而促进人体吸收，这对提高人体免疫力、减轻疲劳程度、防癌抗癌有一定的作用[5]。另外黑蒜中的微量元素，如硒、锗也对抗癌起到重要作用[6]。

2 流行病学研究

最近流行病学研究表明，大蒜对胆道癌、胃癌、结肠癌等都有一定降低发生风险的作用。在上海，摄入洋葱、大蒜和葱组成的大蒜食物组与胆囊癌呈负相关，即摄入抗炎食物可降低胆道癌发生的风险[7]。意大利的病例对照研究中，频繁摄入洋葱和大蒜等葱属食物可以降低胃癌发生风险[8]。韩国的调查研究发现,日常饮食中摄入大蒜同样可以降低胃癌发生风险[9]。大蒜含有多种硫化物，包括二烯丙基三硫化物，具有抗癌活性。Meta分析发现，高、低和任何大蒜摄入都与胃癌的风险降低有关，高摄入量的风险降低最显著，大蒜摄入似乎与胃癌风险降低有关[11]。在一项有5个前瞻性队列的Meta分析中，大蒜或大蒜补充剂的消耗与降低结肠直肠癌风险不显著相关[10]。所以大蒜降低癌症风险摄入量以及抗癌的原理和机制还需要进一步高质量的实验证据。

3 动物实验研究

动物实验显示，黑蒜可以抑制小鼠胃癌、肝癌、结肠癌的生长率。有研究发现,黑蒜提取物能明显抑制荷瘤小鼠肿瘤的生长[12]。进一步检测小鼠内超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和白细胞介素-2，发现表达量增加，说明黑蒜抑制胃癌细胞生长和凋亡与其抗氧化性和免疫调节能力密切相关。将昆明小鼠移植H22肝癌细胞后，发现黑蒜水提液对肝癌肿瘤均有明显的抑制生长作用，抑瘤有效率可大于40%[13]。黑蒜提取液联合γ射线照射对结肠癌Ht-29小鼠移植瘤有生长抑制作用，可延迟肿瘤生长时间，提高放疗增敏比[14-15]。YANG等[16]研究了黑大蒜提取物联合γ射线有生长抑制作用，对大肠癌小鼠移植瘤的影响发现，黑蒜提取物可以增强辐照保护作用。

4 抗肿瘤机制研究

4.1 黑蒜的抗氧化作用与抗癌作用

日本生物学家在对具有抗氧化功能的300多种食品的对比中发现，黑蒜的抗氧化能力名列前茅。JUNG等[17]研究发现，酵母菌发酵黑蒜能提高黑蒜的抗氧化活性，可以降低成年大鼠的血糖水平和腹部脂肪含量，具有很强的抗氧化能力。期望将发酵黑蒜发展成一种保健品，能改善老年患者或受各种氧化应激影响的患者,以及糖尿病患者并发症。HA等[18]研究发现,与高脂模型组比较，高剂量黑蒜组过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性显著升高，可见黑蒜的强血糖代谢和抗氧化能力。

4.2 黑蒜提高免疫应答与抗癌作用

杨桂青等[14]建立结肠癌Ht-29小鼠皮下移植瘤模型，观察各组移植瘤生长速度和各治疗组移植瘤生长延迟时间，黑蒜提取液通过提高外周血白细胞计数和机体抗氧化能力提高对机的辐射保护作用。黑蒜提取物可以降低脂多糖诱导的RAW264.7巨噬细胞相关炎症因子的表达，阻断恶性循环通路，从而发挥防癌抗癌作用[19]。黑蒜提取液可以增加小鼠内NK细胞的杀伤活性，增加免疫应答分子NO的表达水平，在诱导瘤细胞凋亡、抗菌、抗病毒及胞内寄生虫中发挥着重要的免疫防御作用[20]。黑蒜具有调节高脂血症大鼠血糖血脂，提高机体抗氧化能力，增加脾分泌NO的作用[21]。

4.3 黑蒜诱导细胞凋亡途径与抗癌作用

YANG等[16]研究了黑大蒜提取物联合γ射线有生长抑制作用，对大肠癌小鼠移植瘤的影响。黑蒜提取物能延长肿瘤生长时间，提高放射敏感性，下调移植瘤组织中bcl-2的表达，上调bax的表达。因此，能提高胱天蛋白酶-9(caspase-9)表达，还可以通过增加外周血白细胞数量和抗氧化能力来增强辐射防护。体外培养胃癌SGC-7901细胞，检测细胞凋亡发现黑蒜可以明显促进细胞的凋亡[12]。杨桂青等[22]研究了黑蒜提取液对Lewis肺癌细胞的放射增敏作用，黑蒜提取液可以明显降低bcl-2表达，促进bax高表达，从而发挥对bcl-2的拮抗作用，促进肿瘤细胞的凋亡。黑蒜水溶性衍生物SAC治疗人卵巢上皮性癌细胞系A2780细胞后，G1/S期阻滞和诱导凋亡，伴随着前体caspase-3、PARP-1和Bcl-2的表达降低，caspase-3和bax的表达增加。SAC处理可显著抑制A2780细胞的迁移，并显著降低Wnt5a、p-Akt和c-jun的蛋白表达，这是参与细胞增殖和转移的关键蛋白[23]。SAC联合小檗碱抑制Akt介导的细胞增殖，实验采用Den+CCl4诱导动物肝癌模型，研究发现Akt依赖的PMD2-HDAC1导致P53脱乙酰化是其降解的可能原因，蛋白磷酸酶2的激活以及JNK的抑制在30 d的治疗后诱导细胞凋亡[24]。黑蒜可降低癌细胞的运动能力、侵袭力和基质活性，降低人胃癌细胞中MMP-2和MMP-9的表达，从而抑制癌细胞生长[25]。

4.4 黑蒜影响信号通路与抗癌作用

YU等[26]研究发现，黑蒜提取液通过PI3K/Akt信号通路对结肠癌HT-29细胞生长起到抑制作用。实验建立荷瘤小鼠模型，免疫组织化检测AKT蛋白表达，免疫印迹法检测PTEN蛋白表达，Realtime-PCR检测caspase-9的表达，显示黑大蒜提取液对小鼠结肠癌的抑瘤率达49.93%，黑蒜提取液抑制Akt蛋白表达，但增强PTEN和caspase-9的表达。SENGUPTA等[27]用SAC和小檗碱联合干预HepG2细胞，观察到SAC和小檗碱暴露通过腺苷酸环化酶cAMP蛋白KyaseA轴减少核因子κB核转位，并最终逃避细胞型Fas相关死亡域样白介素-1β转换酶抑制蛋白抑制。药物治疗过程中有效的RIP1 K63多聚泛素化和持续性MKK3/MKK6表达通过P53增强caspase-8活性。结果显示SAC联合小檗碱有效地降低Rb磷酸化，导致微小核因子E2F的表达，结束细胞增殖。

5 结 语

综上所述，黑蒜抗肿瘤的有效成分主要来自发酵产生的含硫化合物和氨基酸，还有一些微量元素等。黑蒜在加工过程中，自身的微生物发酵起到很大的作用[28]。含硫化合物变化很大，由于黑蒜发挥抗癌作用的含硫化合物成分复杂。目前对多用黑蒜总提取液进行研究，但对其中有效成分进行分离和筛选，然后从细胞凋亡相关机制进行详细全面的抗肿瘤作用研究较少,未来需进一步探讨。