黄芩苷抗肿瘤作用研究进展

我国中医理论认为正虚邪积是导致恶性肿瘤发生的原因，即正气内虚、气滞、湿聚、热毒等相互搏结，积聚日久而成有形肿块，是一种全身属虚、局部属实的疾病[1]。因而在中医治疗肿瘤的过程中多选择清热泻火、燥湿的药物。黄芩性寒，具有清热燥湿、泻火解毒的功效，黄芩苷是从其干燥根中提取分离出来的一种黄酮类化合物，具有显著的生物活性。过去认为其主要有抑菌、抗炎、抗血栓形成、清除氧自由基等药理作用。但随着近些年国内外学者对黄芩苷发挥药效机制研究的逐步深入，发现其还具有重要的抗肿瘤作用[2]，包括控制细胞周期、诱导肿瘤细胞凋亡、降低细胞的转移和侵袭能力、抑制肿瘤血管形成等。现对黄芩苷在胃癌、肝癌、乳腺癌等恶性肿瘤方面近些年的研究进展作一概述，以期进一步深入挖掘黄芩苷在抗肿瘤方面的潜在价值。

1 抑制肿瘤细胞增殖

查阅黄芩苷在结肠癌、肝癌等方面的文献发现黄芩苷可通过Cyclin 和JAK-STAT 等途径抑制肿瘤细胞的增殖。

1.1 Cyclin途径从一定意义上讲，肿瘤是细胞周期发生紊乱的一类疾病，细胞周期调控机制的失活在细胞癌变过程中起着至关重要的作用，特别是G1/S和G2/M 检测点的失控与癌变有着密切联系[3]。黄芩苷可以通过阻滞大多数的前列腺癌DU145 细胞和肝癌SK-LU-1、SK-MES-1 细胞在G1期，阻滞人乳腺癌MDA-MB-231 细胞在G2/M期，还可以阻滞肝癌HeoG2.0 细胞在S期，抑制肿瘤细胞的增殖。细胞周期蛋白Cyclin D1 和Cyclin B1 分别是G1期和G2/M期调控的关键蛋白，这两种蛋白的表达降低提示细胞周期发生了阻滞。白惠茹等[4]用FCM 法和蛋白质印迹法检测到黄芩苷作用于结肠癌HCT-116 细胞后，可使细胞周期阻滞在G1期；Cyclin D1 和Cyclin B1 蛋白的表达明显降低，说明黄芩苷可通过Cyclin 途径阻滞细胞周期抑制肿瘤细胞的增殖。Yu 等[5]用黄芩苷处理骨肉瘤细胞发现，磷酸化AKT/AKT 和Bcl-2/Bax 的比例显著降低，Cyclin D1 和CDK4 的蛋白水平显著降低，说明AKT通路的抑制可能是黄芩苷抑制骨肉瘤细胞生长的潜在机制。

1.2 JAK-STAT途径Janus 蛋白酪氨酸激酶-信号传导和转录激活因子（JAK-STAT）信号通路是细胞因子信号传导的一条重要途径，该通路异常活化可导致细胞克隆性增生及肿瘤的形成。其中STAT3是传递促癌信号的转录因子，有研究发现黄芩苷可显著降低人宫颈癌细胞中STAT3 的磷酸化和核转位[6]。郭昱等[7]通过黄芩苷作用于肝癌SMMC-7721 细胞发现，黄芩苷不仅可抑制STAT3 mRNA 和蛋白的表达，还可以抑制STAT3 蛋白的磷酸化，从而减少其活化形式P-STAT3 的生成，阻断JAK-STAT 信号转导通路，抑制肝癌细胞增殖。

2 诱导肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡可由死亡受体途径（外源性途径）、线粒体途径和内质网途径所介导。查阅黄芩苷在肝癌、宫颈癌等方面的研究发现黄芩苷主要通过死亡受体途径和线粒体等多种途径诱导肿瘤细胞凋亡。

2.1 死亡受体途径死亡受体介导细胞凋亡的途径主要是通过肿瘤坏死因子受体（TNFR）、肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体（TRAIL）、自杀相关因子（FAS）及其配体自杀相关因子配体（FASL）诱导的，各途径主要是通过跨膜受体将信号由胞外传递到胞内，衔接蛋白与受体结合后，再由执行蛋白与衔接蛋白结合，进而诱导细胞凋亡。陈凤琴等[8]研究发现黄芩苷可通过FAS/FASL、TRAIL 抑制胃癌MGC-803 和BGC-823 细胞的增殖并诱导其凋亡。李海龙等[9]通过抗体芯片筛选出黄芩苷可能通过上调胃癌SGC-7901 细胞表面FAS 及其配体FASL 的表达水平，增强二者的相互识别，通过Fas 触发细胞内部的凋亡程序，使胃癌SGC-7901 细胞发生凋亡。

2.2 线粒体途径线粒体途径中，Bcl-2家族起着非常重要的调控作用。冯亚娟等[10]通过Western Blotting 检测到黄芩苷作用于结肠癌SW480 细胞后，细胞中的Bcl-2表达下降，caspase-3 和caspase-9 蛋白表达增多，提示黄芩苷可通过线粒体途径诱导结肠癌SW480 细胞凋亡。吴贵才等[11]采用RT-PCR法也发现黄芩苷通过下调Bcl-2 和上调Bax 的表达，激活caspase-3 和caspase-9 从而诱导乳腺癌MCF-7细胞发生凋亡。Bad是Bcl-2家族主要的促凋亡基因之一，刘莎莎等[12]通过TUNEL 和Western Blot 法研究发现黄芩苷可上调Bad 蛋白表达影响线粒体途径，进而促进食管癌Eca-109 细胞凋亡。而有研究则提供了新的思路，黄芩苷可作为促氧化剂通过细胞内铜的动员，通过ROS 和线粒体凋亡通路的积累，有效地抑制MCF-7 细胞以剂量和时间依赖的方式增殖，诱导凋亡[13]。

除此，我们还发现某些信号通路如促分裂素原活化蛋白激酶（p38MAPK）不仅通过一个途径起到抗肿瘤的生理效应，其可能通过多条途径在多个方面起到抗肿瘤作用，在某些外界因素如化学药物、细胞因子等的刺激下，p38MAPK可被异常激活并加速细胞的凋亡[14]，成为机体细胞众多信号转导通路的中转站。

3 抑制肿瘤细胞侵袭和迁移能力

查阅黄芩苷在肝癌、宫颈癌等方面的研究发现黄芩苷可通过粘附分子和基质金属蛋白酶（MMPS）途径抑制肿瘤的迁移和侵袭。

3.1 粘附分子途径癌的侵袭与转移是一个复杂的病理过程。根据Liottau[15]提出的三步假说，可以将癌细胞侵袭转移过程从分子水平上分为黏附、降解、运动三个过程。其中在粘附方面起主要作用的是钙黏附分子（Cadherin）和整合素（Integrin）两大家族。上皮型钙粘素（E-cd）属钙黏附分子中最重要的一类，它的表达程度及功能活性直接影响着细胞的脱离和再附着。许多癌组织中均出现 E-cd 的表达缺失或基因突变。整合素-β1（integrin-β1）是跨膜蛋白整合素家族的一员，能够导致肿瘤细胞迁移[16]。郭昱等[7]研究结果表明黄芩苷通过促进人肝癌SMMC-7721 细胞的E-cd表达，抑制integrin-β1表达，而使癌细胞间连接紧密，避免了癌细胞从原发灶处的脱落、游离，达到抑制肿瘤侵袭和转移的作用。Kailin 等[17]采用系统的生物学策略研究表明黄芩苷可通过增加钙粘蛋白mRNA的表达、减少波形蛋白、β-catenin 在乳腺癌MDAMB-231 细胞的表达而抑制肿瘤细胞的侵袭和转移。

3.2 MMPS途径在降解基质方面起重要作用的是基质蛋白溶解酶，如纤溶酶原激活物、MMPs 等，MMPs是促使肿瘤细胞完成侵袭转移过程中的关键性分子，其中最具有代表性的是MMP-2 和MMP-9。有研究发现，二者与宫颈癌的发生发展及预后密切相关，在MMP-2 和MMP-9 的表达减弱时，宫颈癌细胞的侵袭力明显受到抑制，而在表达增强时宫颈癌细胞的侵袭力明显增强[6]。也有研究显示，肺癌细胞中二者的高表达可促进肝癌的浸润和转移[18]。Kailin 等[17]通过PCR 方法研究发现黄芩苷可下调乳腺癌MDA-MB-231 细胞中MMP-7 mRNA的表达。Chen 等[19]研究发现黄芩苷通过下调MMP-9和MMP-2 的表达来抑制卵巢癌细胞的迁移。阎皓等[20]采用Western blot 和RT-PCR 试验检测也发现黄芩苷可抑制MMP-2表达而抑制卵巢癌SKOV3、CAOV3 细胞的侵袭。

4 抑制肿瘤血管形成

通过查阅黄芩苷在骨肉瘤、胃癌等方面的研究发现黄芩苷可通过下调血管内皮细胞生长因子（VEGF）、HIF-1α 和PDGF-β 来抑制肿瘤血管形成[21，22]。

段大鹏等[23]通过Western blot 法研究发现黄芩苷处理骨肉瘤MG-63 细胞可以下调VEGF 蛋白的表达，从而抑制肿瘤血管形成起到抗肿瘤的作用，但具体机制依然有待进一步研究。HIF-1α是一种转录因子，它能促进VEGF 的转录，促进肿瘤血管生成。另外，临床资料分析显示胃癌标本中PDGF-β的表达水平与微血管密度密切相关[24]。白兆琴等[25]通过RT-qPCR 法发现黄芩苷能够下调胃癌SGC-7901 细胞HIF-1α、PDGF-β mRNA 及蛋白的表达，但具体机制和作用有待进一步研究。

5 总结与展望

黄芩苷作为一种新的抗癌药物，具有很深远的研究前景。阐明黄芩苷作用通路和相应机制是探索抗肿瘤机制的重要步骤。黄芩苷可通过改变细胞形态、控制细胞周期、下调或上调相关基因和蛋白的表达、抑制或激活相关信号通路等多种方式达到抗肿瘤的生理效应。其抗肿瘤作用的相关研究目前主要集中在胃癌、结肠癌、乳腺癌、骨肉瘤等恶性肿瘤方面，对食管癌、胰腺癌等方面的研究和报道相对较少。今后可将其抗肿瘤作用范围拓展的更加广泛。进一步深入研究黄芩苷的抗肿瘤作用分子机制，可以为黄芩苷的临床应用提供新思路。