褐藻糖胶抗肿瘤活性研究进展

宁蕾，朱锦俊

（1.滨州市优抚医院，山东 滨州；2.苏州市民康医院，江苏 苏州）

0 引言

褐藻糖胶普遍具有增强免疫力、抗肿瘤、抗氧化、抗病毒、降血脂等功效。研究表明，褐藻糖胶的抗肿瘤机制非常复杂，如促进NK细胞活化、促进树突状细胞活化、影响巨噬细胞、抑制细胞周期转换、诱导细胞凋亡等。本文通过系统的文献检索和总结，对褐藻糖胶的抗肿瘤作用进行综述。

1 促进NK细胞活化

NK细胞是机体重要的非特异性免疫杀伤细胞，可直接杀伤肿瘤细胞。Namkoong S等[1]发现褐藻糖胶饲喂的小鼠NK细胞活性显著提高，NO和诱导型一氧化氮合成酶（iNOS）明显增加。相关研究者利用褐藻糖胶处理雄性C57BL/6J小鼠，获取脾NK细胞作为效应细胞，以小鼠淋巴瘤细胞为（YAC-1）靶细胞，通过Na251CrO4标记法测定效―靶细胞作用，研究发现褐藻糖胶对NK细胞有明显的激活作用[2]。

2 促进树突状细胞活化

树突状细胞（DC）是功能强大的专职抗原递呈细胞（APC），可有效的摄取、加工处理和呈递抗原，未成熟的树突状细胞迁移能力较强，成熟树突状细胞能有效激活初始型T细胞，进而触发特异性免疫应答，是启动、调控和维持免疫应答的中枢环节[3]。

褐藻糖胶可经由NF-κB信号通路，刺激骨髓衍生的DC的成熟[4]。徐琦等[5]采用免疫磁珠法、酶联免疫吸附法（ELISA）、流式细胞分析术对褐藻糖胶影响单核细胞体外诱导树突状细胞的机制进行了研究，发现在体外褐藻糖胶能够诱导DC的成熟、活化，刺激DC分泌相关细胞因子，发挥DC的抗原呈递作用以及促辅助性T细胞活化和增殖分化的作用。

褐藻糖胶还可以正向诱导脾树突状细胞的生成和白细胞介素IL-6、IL-12和肿瘤坏死因子TNF-α的表达，促使DC中主要组织相容性复合体Ⅰ（MHC Ⅰ）和Ⅱ（MHC Ⅱ）的正向表达，并显著激活CD4和CD8T细胞的增殖，从而使小鼠获得抵御B16-OVA肿瘤细胞的能力[6]。

3 对巨噬细胞的影响

Teruya T等[7]研究发现，褐藻糖胶能够诱导小鼠腹腔巨噬细胞细胞系RAW264.7中NO的生成、肿瘤坏死因子TNF-α的分泌和白细胞介素IL-6的表达，活化M1型巨噬细胞，最终杀伤肿瘤细胞。Junda Lin等[8]研究发现，在条件培养液中添加褐藻糖胶，可以减少基质蛋白酶MMP-2和沉默驱动蛋白KIF4A的转录，促进THP-1来源的巨噬细胞表达炎症因子，从而降低人舌鳞癌CAL27细胞的迁移能力。深入研究发现，褐藻糖胶能够促进CAL27细胞中趋化因子CCL3的表达，CCL3的表达逆转了口腔鳞状细胞癌（OSCC）对巨噬细胞的招募和驯化过程。

Sun J等[9]研究发现，褐藻糖胶可抑制p65-NF-κB磷酸化作用和核迁移来降低M2型趋化因子CCL22表达。CCL22分泌的减少可以降低肿瘤细胞迁移能力，阻抑M2巨噬细胞被肿瘤细胞的募集和驯化，活化CD4+辅助性T淋巴细胞。

4 细胞周期阻滞

细胞周期由细胞周期蛋白与周期蛋白依赖性蛋白激酶（CDK）调控[10-11]。G1期是很多抗癌药物最普遍的靶目标，G1期的调控因素包括有丝分裂原、抗增殖细胞因子等。细胞周期蛋白Cyclin E、Cyclin D，CDK4、CDK6，细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂P21、P27和视网膜母细胞瘤蛋白（pRB）是G1期转变到S期的关键参与者[12]。G1期到S期的转换过程是通过生成CyclinE/CDK2、Cyclin D/CDK4、CyclinD/CDK6等复合物进行特异性调节的。P21结合多种Cyclin/CDK复合物而形成Cyclin/CDK/P21复合物，这种复合物可以抑制CDK蛋白激酶活性。转录因子E2F-1在G1/S期转换和DNA合成过程中起着至关重要的作用，高水平的E2F-1能诱导细胞凋亡[13]。E2F-1和P21蛋白是Wnt/β-catenin信号通路的重要因子，可被β-catenin调节[14-16]。

Han YS等[17]研究发现，不同种类的褐藻糖胶对多种癌细胞有细胞周期阻滞作用，且多作用于G1期。通过体外流式细胞术和Western杂交实验发现，褐藻糖胶可增加P21蛋白表达，降低CyclinD1/CDK4以及Cyclin E1/CDK2的表达，进而启动Akt信号通路，诱导G1期细胞周期阻滞。相关学者通过体外Western杂交实验显示，褐藻糖胶通过降低PI3K/Akt/mTOR/p70S6K1信 号 通 路 中CyclinD1、CyclinE、CDK2和CDK4的表达，抑制人类直肠癌细胞系HT-29的增殖。褐藻多糖通过负性调节Wnt/β-catenin信号通路，减少转录因子E2F-1的表达量，进而引起PC-3前列腺癌细胞系G0/G1期细胞周期阻滞。褐藻糖胶也可降低CDK4、pRB蛋白的表达、增加P21蛋白的表达，阻抑HepG2人类肝癌细胞系的G0/G1期转换。另外，褐藻糖胶够抑制4T1小鼠乳腺癌细胞系G1细胞周期转换的过程是通过负向调节细胞核、细胞质中链蛋白β-catenin的水平，进而减少凋亡抑制因子Survivin、C-myc蛋白和Cyclin D1的表达来实现的[18]。

5 诱导细胞凋亡

利用荧光细胞分析和Western杂交技术发现，褐藻糖胶可以抑制细胞凋亡抑制基因Bcl-xL和Mcl-1的表达，正向调控人乳腺癌细胞系MCF-7中细胞凋亡促进基因Bax和ROS的表达，正向调控MDA-MB-231人乳腺癌细胞系ROS的表达[19]。

褐藻糖胶可通过一系列方式诱导细胞凋亡，如通过线粒体途径介导的半胱天冬酶（Caspase）依赖性细胞凋亡抑制基因bcl-2和bcl-xl的表达，也可通过增加促凋亡基因bax和bad的表达，促进细胞色素c和凋亡诱导因子AIF的表达，以及ROS依赖的c-Jun氨基末端激酶（JNK）磷酸化途径等方式[20]。褐藻糖胶也可增加半胱天冬酶Caspase-3表达水平，诱导人结肠癌HT-29细胞和黑色素瘤细胞的凋亡。

Hyun JH等[21]通过荧光显微镜进行形态学观察、Western杂交技术、DNA片段分析技术、流式细胞术等进行研究发现，褐藻糖胶能够负向调控bcl-2基因表达，正向调控bax的表达，激活Caspase-9和Caspase-3的表达，裂解聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶（PARP），激活细胞外信号调节激酶ERK和P38蛋白，阻抑PI3K/Akt途径，从而诱导HCT-15人结肠癌细胞的凋亡。

Xue M等利用流式细胞术、荧光显微镜形态学观察和Western杂交技术研究了褐藻糖胶诱导小鼠4T1乳腺癌细胞系凋亡的机理，结果显示，褐藻糖胶能够显著的负向调控bcl-2、survivin基因的表达，磷酸化细胞外受体活化激酶（ERKs）[18]。Xue M等[22]利用流式细胞术、Western杂交技术和体内荧光显微镜形态学观察等方法，发现褐藻糖胶粗提物可以负向调控细胞核与细胞质中β-catenin的表达水平，减少靶向Survivin、C-myc和CyclinD1的表达量，诱导小鼠乳腺癌细胞系4T1细胞凋亡。

共聚焦激光显微镜技术和Western杂交实验结果表明，褐藻糖胶能够通过以下方式诱导人类乳腺癌细胞系MDA-MB-231凋亡：调控ER应激通路，导致GRP78的减少，钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）的磷酸化、促进Bax和Caspase-12的表达。在人类乳腺癌细胞系MDA-MB-231和人类结肠癌细胞系HCT116中，褐藻糖胶可诱导p-eIF2CHOP凋亡级联反应，阻抑p-IRE-1/XBP-1s存活级联反应，从而诱导细胞凋亡[23]。

吕敬龙等[24]探讨褐藻糖胶对多发性骨髓瘤U266细胞的影响及可能的作用机制，发现褐藻糖胶可通过介导Ras-p38MAPK和Shh-GLI1信号通路的活化，抑制U266细胞增殖，并诱导细胞凋亡。

6 结语

褐藻糖胶的抗肿瘤功效已得到广泛认可。其作用机制十分复杂，迄今仍未完全被破解，但从已有的研究成果来看，主要有以下方式，即促进NK细胞、T淋巴细胞、M1巨噬细胞生长，阻抑M2巨噬细胞被肿瘤细胞的募集和驯化，诱导细胞周期阻滞、诱导细胞凋亡等方式。相信随着科研工作者的不断努力和科技水平的不断提高，对褐藻糖胶抗肿瘤机制的阐述将会更加全面深入。