植物黄酮抗肿瘤作用的研究进展

2020-12-09 18:03孙玉敏
关键词:异黄酮黄酮蛋白

孙玉敏

(青海大学附属医院,青海 海东 810700)

黄酮类化合物,是一大类天然产物,广泛存在于植物界,是许多中草药的有效成分。在自然界中最常见的是黄酮和黄酮醇,其它包括双氢黄(醇)、异黄酮、双黄酮、黄烷醇、查尔酮、橙酮、花色苷及新黄酮类等。黄酮的功效是多方面的,相关研究表明,黄酮类化合物具有清除自由基、抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌等多种生物活性及药理作用[1],基于以上优点,从植物黄酮中寻找新的抗肿瘤药物,是现代肿瘤医学的又一个研究热点。研究者通过体内和体外实验检测了黄酮对不同肿瘤的作用及影响。本文主要从植物黄酮抗肿瘤的作用及相关机制进行综述,为进一步开发抗癌药物的药源提供理论依据。

1 植物黄酮抗乳腺癌作用

曾文郸[2]等人研究了毛蕊异黄酮对人乳腺癌MCF-7和T47D细胞增殖及凋亡的影响。通过CCK8生长曲线检测不同浓度毛蕊异黄酮(0、25、50、100μM)对MCF-7、T47D细胞增殖的影响,确定了毛蕊异黄酮最佳给药浓度,发现毛蕊异黄酮能够有效抑制MCF-7、T47D细胞的增殖,并具有剂量和时间依赖性;Hoechst 33258荧光染色法和流式细胞术显示,与对照组(0μM)相比,50 μm和100 μm毛蕊异黄酮药物组皆能促进MCF-7、T47D细胞凋亡,其中100 μ M 药物组凋亡效果最为明显;通过Western blotting法检测到50 μm 和100 μm毛蕊异黄酮能够显著抑制MCF-7细胞中p-ERK1/2蛋白表达水平(P<0.05)。该研究证明了毛蕊异黄酮能够剂量依赖性抑制MCF-7、T47D细胞的增殖并诱导其凋亡。

王俊[3]等人从枸杞中提取总黄酮,采用细胞增殖与细胞毒性检测试剂(Cell Counting Kit 8,CCK8)法观察了不同浓度(30、75、150 μg/mL)的枸杞总黄酮抑制 MCF-7细胞增殖的作用,发现随作用浓度增加,其抑制作用增强且在药物作用48 h时的抑制作用较24 h时强;流式细胞术显示20、37.5 μg/mL、的枸杞黄酮可促进MCF-7细胞凋亡作用,且随浓度增加,其凋亡率增加;反转录PCR法检测到分别用20、37.5 μg/mL的枸杞黄酮作用于MCF-7细胞时,细胞中Caspase-3表达随浓度增加逐渐升高,Bcl-2表达随浓度增加逐渐下降(P<0.05)。说明枸杞总黄酮有抑制乳腺癌细胞增殖,促凋亡的活性。

韦立群[4]等用浓度为0、12.5、25、50、100、200 μmol/L的金雀异黄酮作用于对数生长期的MDA-MB-231细胞,MTT结果显示,用MTT法检测到金雀异黄酮呈时间浓度依赖性抑制乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖;Hoechst 33258染色结果显示,金雀异黄酮干预乳腺癌MDA-MB-231细胞36 h后细胞核呈现典型凋亡形态学改变;qRT-PC R结果显示,经金雀异黄酮干预MDA-MB-231细胞36 h后,EGFR的mRNA表达水平明显下降;Western blot结果显示金雀异黄酮干预乳腺癌 MDA-MB-231细胞36 h后,与对照组对比,Bcl-2、EGFR、Akt、p-Akt蛋白表达水平明显下调,Bax、caspase-3蛋白表达水平明显上调,使用Akt激活剂胰岛素(insulin)、金雀异黄酮单独及联合胰岛素干预乳腺癌MDA-MB-231细胞后,发现胰岛素可以明显激活p-Akt,金雀异黄酮可以明显下调被激活的p-Akt。此研究显示金雀异黄酮可诱导三阴乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡,其机制可能与抑制EGFR/PI3K/Akt信号转导通路有关。

吴登攀[5]等用丽丝胺罗丹明B法检测余甘子总黄酮对MCF-7细胞增殖的影响,集落形成法检测到当浓度为 6μg/m L 和 12μg/m L 的余甘子总黄酮作用MCF-7细胞7天后,集落抑制率分别为52.84%和43.1%。采用Hoechst33258染色法观察到给予不同浓度PEF诱导后,MCF-7细胞出现细胞核或细胞质中浓染的蓝色颗粒及细胞形态改变,凋亡率有显著差异。提示余甘子总黄酮可显著抑制 MCF-7细胞增殖并诱导其凋亡,但其抗肿瘤作用的确切机制以及体内抗肿瘤活性还有待进一步研究。

2 植物黄酮抗肝癌作用

林燕燕[6]等研究了白凤菜总黄酮对肝癌HepG2细胞的生长、增殖和凋亡的影响。噻唑兰(MTT)实验结果表明TFG对HepG2细胞体外增殖的抑制作用有浓度和时间依赖效应:用白凤菜总黄酮处理肝癌HepG2细胞24 h后,用噻唑兰

(MTT)法检测到细胞凋亡率显著升高,用130和260 μg/mL的白凤菜总黄酮处理后,细胞的凋亡率分别达到(47.00±1.31)%和(76.39±1.39)%,24 h的半抑制质量浓度(IC50)为190.80 μg/mL.用流式细胞仪检测到实验组HepG2细胞周期阻滞在S期,细胞内活性氧(ROS)水平最终显著下降至对照组的6.9%,细胞划痕实验发现细胞迁移率随TFG质量浓度的升高而下降,蛋白印记实验中实验组Bax表达量略微上调而Bcl-2表达量明显下调.由此可推测白凤菜总黄酮抑制肝癌HepG2细胞增殖和诱导HepG2细胞凋亡的机制可能与下调细胞ROS水平、重构细胞内还原体系、上调促凋亡蛋白Bax以及下调凋亡抑制蛋白Bcl-2表达相关.

李晨瑜[7]等用CCK-8法检测结果显示溪黄草黄酮呈浓度依赖性抑制HepG2细胞的生长,当浓度到达20 μmol/L时,抑制作用达到最大;经溪黄草黄酮干预后,HepG2细胞迁移和侵袭能力显著下降,Notch-1,Cyclin D1,MMP-2和MMP-9蛋白表达水平显著下降。可得知溪黄草黄酮具有抑制肝癌细胞株Hep G2增殖、迁移和侵袭的作用,其作用机制可能与溪黄草黄酮抑制Notch-1-MMP-2/-9和Notch-1-Cyclin D1信号通路相关。

冯海一[8]等人以硬脂酸为载体制备了新剂型珍珠梅TTF1黄酮纳米粒,不同浓度的珍珠梅黄酮纳米粒(40,80,120 μmol/L)处理人肝癌SMMC-7721细胞后,采用MTT法检测珍珠梅黄酮纳米粒对SMMC-7721细胞增殖的抑制作用;Hoechst 染色法观察SMMC-7721细胞凋亡的形态学变化,利用Annexin / PI双标记法检测细胞凋亡率,结果发现黄酮纳米粒能显著抑制SMMC-7721细胞增殖,诱导细胞凋亡,且具有剂量依赖性。Western blot检测到黄酮纳米粒能够剂量依赖地抑制SMMC-7721细胞中p-Akt,p-m TOR蛋白的表达同时抑制了凋亡相关蛋白active-caspase3蛋白的表达。因此,珍珠梅黄酮纳米粒可能是通过抑制Akt / m TOR信号通路抑制人肝癌SMMC-7721细胞增殖及并且诱导其凋亡。

3 植物黄酮抗肺癌作用

余娜[9]等人选取构建β-catenin真核过表达载体并转染人肺癌A549细胞,明确了转染β-catenin过表达的A549细胞增殖能力、迁移能力、侵袭力均明显增强,且wnt 通路相关因子β-catenin、C-Myc,Cyclin D的蛋白表达显著上调,P-GSK-3β 的蛋白表达下调。采用臭牡丹总黄酮干预后,能明显降低各组A549细胞的存活率,降低细胞向划痕区域迁移的能力,减少侵袭小室穿过基膜的细胞数,发现臭牡丹总黄酮的干预作用对转染β-catenin过表达细胞尤为明显。

李佳林[10]等体外培养肺癌A549细胞,采用四个实验组:阴性对照组;白花蛇舌草总黄酮组;顺铂组;联合组(白花蛇舌草总黄酮+顺铂组)分别处理A549 细胞。采用MTT法检测到与阴性对照组对比,白花蛇舌草总黄酮组、顺铂组对肺癌A549细胞的增殖呈现时间-浓度依赖抑制作用,联合组优于白花蛇舌草总黄酮组、顺铂组,两药联合干预的作用表现为单纯相加。在使用药物干预肺癌A549细胞 48 小时以后,流式细胞分析仪检查并测定出白花蛇舌草总黄酮组G1期细胞的比例升高,S、G2期细胞比例下降;顺铂组S期比例升高,与阴性对照组及顺铂组比较,联合组G1期细胞比例升高,与阴性对照组及白花蛇舌草总黄酮组比较,联合组S期比例升高。白花蛇舌草总黄酮组、顺铂组凋亡率分别为(10.870±0.442)%、(16.648±0.307)%,正常对照组为[(1.152±0.275)%],而联合组的A549细胞凋亡率[(19.856±0.649)%]。RT-PCR技术检测凋亡相关蛋白发现白花蛇舌草总黄酮组、顺铂组明显抑制肺癌A549细胞p-AKT、BCL-2表达(P<0.05),明显促进Caspase-9、Bax 蛋白的表达(P<0.05);而与阴性对照组和单一药物干预组相比,联合组的协同作用更强。

张胜强[11]等采用肺癌SPC-A-1细胞,以不同剂量三叶青黄酮进行处理,采用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)比色法分析出三叶青黄酮对SPC-A-1细胞增殖有明显抑制作用,呈剂量和时间依赖性,采用流式细胞仪和TUNREL染色检测三叶青黄酮诱导SPC-A-1细胞凋亡;分别采用免疫细胞分析和蛋白印记分析(western blot)检测三叶青黄酮显著增加SPC-A-1细胞cleaved-caspase-3表达水平。

4 结 语

随着人类平均寿命的延长,肿瘤已然成为威胁人类健康的"罪魁祸首"之一,因此探索抗肿瘤药物已成为国内外医学领域的研究热点。研究表明植物黄酮具有抗肿瘤、调节免疫等多种生物学活性,因而可能成为未来的新型抗癌药物资源。本文对几种植物黄酮的抗肿瘤活性相关研究进展作了简要阐述,发现植物黄酮对各种肿瘤细胞均有较强的抑制作用和促进凋亡作用,但是对于不同的肿瘤细胞系,其半抑制浓度并不相同。研究表明了,植物黄酮抗肿瘤的作用机制主要包括抑制细胞的增殖和迁移,诱导或促进肿瘤细胞的凋亡、破坏肿瘤细胞的形态,影响细胞信号传导途径等。植物黄酮有相对安全、容易获得且价格低廉等优点,因此具有相当大的应用前景,我国作为中医药资源丰富并以传统医学作为基础的国家,更应挖掘这一潜力,从植物中提取纯化植物黄酮的有效成分,对其进行全面探索,使植物黄酮为癌症防治发挥更大的作用。

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