红花多糖药理学作用研究进展

业 康，朱韵辰，蔡 犇，余 琪，杨晓丽

（1.浙江省中药研究所有限公司，浙江 杭州 310023；2.延边大学医学院，吉林 延吉 133002；3.浙江永宁药业股份有限公司，浙江 台州 318020；4.桐乡市第一人民医院，浙江 桐乡 314500）

红花为菊科植物红花Carthamus tinctoriusL.的干燥花，俗名红蓝花、草红花、刺红花，具有活血通经、散瘀止痛等作用[1]，是传统中药材，主产于新疆、湖南、浙江、西藏、云南等地。红花多糖（safflower polysaccharide，SPS）是红花的主要药效成分之一，为均一杂多糖[2]。现代药理学研究表明，红花多糖具有抗肿瘤、免疫调节、抗凝血等多种药效作用，具有较大的开发价值及临床应用前景。笔者拟对红花多糖的药理学研究进展进行综述。

1 免疫调节作用

红花多糖可通过增强巨噬细胞吞噬能力、促进PBMC增殖等方式调节机体免疫。万亚菲等[3]建立移植H22荷瘤小鼠模型并分组进行不同浓度的红花多糖处理，结果显示红花多糖高剂量组荷瘤小鼠的碳廓清指数明显升高。其中，碳廓清指数是体现巨噬细胞吞噬能力的重要标志，据此推断，红花多糖作用后小鼠内皮系统吞噬功能增强，即红花多糖可提高非特异性免疫功能。周明瑶等[4]体外与不同浓度的红花多糖共同培养人外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC），3H-TdR法检测发现红花多糖可促进PBMC的增殖；MTT法检测发现红花多糖可增强NK细胞、LAK细胞的杀伤活性，是一种有效的免疫增强剂。石学魁[5]等研究发现，红花多糖对PBMC的增殖促进作用以1.25 g/L和0.625 g/L剂量组最明显（P<0.05），该剂量的红花多糖能明显促进淋巴细胞活化，分泌内源性IL-2、IFN-γ等细胞因子。此外，红花多糖亦可促进CD8+T细胞增殖[6]。梁颖[7]、马新博等[8]证实红花多糖能够通过促进IL-12、TNF-α的表达，抑制IL-10的表达，调整Thl/Th2漂移，从而起到调节细胞免疫功能、抑制荷瘤小鼠肿瘤生长的作用。总之，红花多糖可增强机体非特异性和特异性免疫功能，是一种有效的免疫增强剂，并可作为免疫调节剂而用于肿瘤治疗。

2 抗肿瘤作用

2.1 红花多糖对结肠癌的抑制作用 红花多糖对LoVo、HT29等肠癌细胞具有杀伤作用。孙伟等[9]对红花多糖在体外对结肠癌LoVo细胞的增殖、凋亡、侵袭作用进行了研究。MTT比色分析法和流式细胞仪检测发现，红花多糖能明显抑制LoVo细胞增殖，且呈现剂量相关性。Western blotting和RT-PCR实验结果证实，红花多糖诱导人结肠癌LoVo细胞凋亡可能与红花多糖上调结肠癌LoVo细胞Bax、Caspase-3基因的表达，下调Bcl-2 mRNA的表达有关。艾亮等[10]通过MTT法证实红花多糖能显著抑制HT29结肠癌细胞增殖，使用Annexin V和PI双染流式细胞仪观察细胞周期和凋亡，用蛋白质印迹法检测Caspase-3蛋白的表达水平，结果表明其诱导细胞凋亡的机制可能与阻滞HT29细胞G2/M期和S期及增强Caspase-3基因表达有关。此外，韦喜生等[11]研究发现红花多糖可促进NK细胞的TNF-α、IFN-γ分泌，以及活化性受体和活化性配体表达，且能增强其对结肠癌细胞的杀伤和清除作用。由此推测红花多糖联合NK细胞对结肠癌细胞具有协同杀伤效应。

2.2 红花多糖对肝癌的抑制作用 梁颖等[12]证实红花多糖可诱导肝癌SMMC-7721细胞凋亡，具有一定的剂量依赖性。张晓莉等[13]认为红花多糖可能通过抑制Bcl-2的表达、促进Bax的表达和降低线粒体膜电位（△Ψm）来通过线粒体途径诱导肝癌细胞凋亡。孙阳等[14-15]研究发现红花多糖可提高细胞内活性氧（reactive oxygen species，ROS）含量，抑制Cdc25的表达。成熟促进因子（MPF）的激活受Cdc25磷酸酶调控。因此红花多糖能使人肝癌SMMC-7721细胞阻滞于G2/M期，从而抑制其增殖。这可能是红花多糖诱导细胞增殖受阻于G2/M限制点的主要原因。此外，孙阳等[16]还采用免疫组化法检测发现红花多糖作用48 h后SMMC-7721细胞的细胞周期素cyclin B1蛋白、Cdc25B蛋白和Cdc25B mRNA表达降低，据此推测红花多糖也可能通过抑制cyclin B1基因的表达，减少MPF复合物合成，致使细胞增殖阻滞于G2期。李贺[17]研究发现，红花多糖处理组大鼠肿瘤结节数和肿瘤体积明显低于阳性对照组大鼠，证明红花多糖对大鼠肝癌肿瘤大小及肝癌细胞增殖均具有抑制作用。

2.3 红花多糖对胰腺癌的抑制作用 胰腺癌是一种恶性程度很高，诊断和治疗都很困难的恶性肿瘤。体外药效研究表明红花多糖对其有一定的作用。姚艳丽[18]从红花中分离出粗多糖，并对其进行肿瘤活性筛选，结果显示其对胰腺癌BxPC-3细胞生长抑制率为89.50%。进一步的分离纯化和结构解析发现，粗多糖中的主要成分HH1-1具有良好的抗胰腺癌活性，且具有良好的生物安全性。HH1-1可通过靶向结合Galectin-3，抑制EGFR/AKT/FOXO3信号通路，从而抑制胰腺癌细胞增殖、阻滞细胞周期进展、抑制血管新生、抑制侵袭和迁移、诱导细胞凋亡，发挥抗胰腺癌活性。但是，HH1-1的特异性抗胰腺癌的活性与Kras突变、Galectin-3表达等的关联性（即HH1-1特异性抗胰腺癌的活性机理）还有待进一步研究。

2.4 红花多糖对胃癌的抑制作用 红花多糖能明显抑制体外培养的人胃癌SGC-7901细胞的增殖，并诱导其凋亡，且该作用呈一定的时间与剂量依赖[19-20]。周海燕等[21]于小鼠右前肢腋部皮下接种SGC-7901人胃癌细胞株，应用S-P免疫组织化学法研究发现，红花多糖可抑制荷瘤小鼠肿瘤组织中Ang-2的表达，促进PTEN蛋白的表达，起到抗肿瘤作用。红花多糖可能是通过抑制Akt信号转导通路的激活，影响Bcl-2家族蛋白的表达，抑制Bcl-2基因表达、促进Bax基因表达，引起细胞线粒体膜电位（mitochondrial membrane potential，MMP）下降，促使细胞色素C释放，激活Caspase途径而诱导胃癌SGC-7901细胞凋亡[22-23]。红花多糖具有抗胃癌SGC-7901细胞增殖和侵袭并诱导细胞周期阻滞于G0/G1期的作用[24]。刘超等[25]以Wnt/β-catenin信号通路抑制剂XAV939处理后，采用Western blotting检测发现，红花多糖可通过降低β-catenin、c-Myc、CyclinD1、VEGF和MMP-9的表达，抑制Wnt/β-catenin信号通路的激活而抑制胃癌MGC-803细胞增殖。

2.5 红花多糖对宫颈癌的抑制作用 杨婧等[26]用加入不同质量浓度的红花多糖培养液体外培养人宫颈癌Hela细胞并检测发现，红花多糖可通过抑制血管内皮生长因子（VEGF）的表达，抑制新生血管生成，抑制宫颈癌Hela细胞增殖，发挥抗肿瘤作用。这与张静等[27]对红花多糖干预后人宫颈癌Hela细胞的增殖曲线、增殖抑制率的分析及RT-PCR检测结果相符合。张静等[27]进一步检测发现，不同组中Hela细胞Notch1、Notch2的表达均被红花多糖抑制，且红花多糖作用后Hela细胞内MMP-9的表达低于空白组。据此推断，红花多糖可能通过抑制Notch信号通路及VEGF、MMP-9的表达发挥抗肿瘤作用。另有研究表明，红花多糖可能是通过抑制PI3K/Akt信号通路诱导宫颈癌细胞凋亡[28]。

2.6 红花多糖对乳腺癌的抑制作用 红花多糖可以抑制人乳腺癌MCF-7细胞增殖和转移，且作用具有剂量、时间依赖性。研究发现，在乳腺癌组织中nm23-Hl、c-erbB2和MMP-9均显著表达，且乳腺癌发生浸润转移与c-erbB2、MMP-9的高表达及nm23-Hl低表达密切相关。红花多糖可诱导乳腺癌组织中Bcl-2、MMP-9基因表达下降，BAX、nm23-Hl表达上升[29]。罗忠兵[30]实验发现红花多糖能调节p53 mRNA、Bax mRNA、Bcl-2 mRNA的表达水平，阻滞人乳腺癌细胞MCF-7的增殖于G1期，使细胞发生凋亡。刘楠等[31]用MTT法检测发现，红花多糖能促进MDA-MB-435细胞凋亡，且一定范围内，随着红花多糖浓度升高，抑制作用增强，红花多糖可抑制MDA-MB-435细胞中PI3K基因及蛋白的表达，且对该通路下游分子Akt、mTOR的表达也均有抑制作用。该抑制作用是由于红花多糖直接产生了抑制作用，还是PI3K下调而引发的负调控效应，有待进一步研究。总之，红花多糖促进MDA-MB-435细胞凋亡可能是通过抑制PI3K/Akt/mTOR通路而实现的。丁斌等[32]研究发现，红花多糖联合Hedgehog信号通路抑制剂环杷明对乳腺癌细胞的细胞增殖和细胞凋亡均有更显著的作用。

2.7 红花多糖对卵巢上皮癌的抑制作用 体外研究表明，红花多糖可抑制A2780卵巢上皮癌细胞的体外增殖和转移，呈剂量依赖性，同时可降低卵巢上皮细胞癌中β-catenin蛋白含量。据此推断红花多糖可能抑制其下游Cyclin D1和基质金属蛋白酶类蛋白表达。红花多糖可能通过调控wnt/β-catenin信号通路抑制卵巢上皮癌细胞的增殖和转移[33]。

2.8 红花多糖对肺癌的抑制作用 红花多糖可明显抑制肺癌细胞的转移和增殖。上皮-间充质化转化（epithelialmesenchymal transition，EMT）是肿瘤转移起始阶段的重要生物学过程。王婷婷[34]探索红花多糖对肺癌细胞EMT过程的影响，发现红花多糖可以抑制肺癌细胞系H460、H1299等多种肺癌细胞系的迁移和运动能力。结果显示，除TMEM132A外，在EMT过程中被上调的基因，在红花多糖的作用下，有统计学意义变化的基因都表现为下调；在EMT过程中被下调的基因，在红花多糖的作用下，有统计学意义变化的基因都表现为上调。这说明红花多糖处理后的肺癌细胞上皮化特征增强，而趋向转移的间质特征减弱。此外，红花多糖还可抑制SNAI2、WNT5A、WNT5B等癌基因的表达。王婷婷[34]亦通过siRNA片段转染干扰E-Cadherin的表达，证实红花多糖能通过改变某些基因mRNA的表达水平而改变肿瘤细胞的迁移能力。董娅等[35]进行了形态学观察，台盼蓝染色并以细胞计数法绘制生长曲线，MTT抑制试验和AnnexinV-FITC/PI荧光双标流式细胞术检测，发现红花多糖能明显抑制人非小细胞肺癌（NSCLC）A549细胞的增殖并诱导其凋亡，其中0.64 mg/mL质量浓度细胞凋亡率最高。LI J Y等[36]研究表明，红花多糖可降低NSCLC细胞内cyclinB1和cdc25B的表达水平，诱导细胞周期阻滞在G2/M期。另一方面，红花多糖通过降低Capase-3和Bax的表达水平，诱导A549和YTMLC-90细胞凋亡。此外，红花多糖降低了NSCLC细胞内Akt、p-Akt和PI3K的表达。注射红花多糖可通过增加荷瘤小鼠体内TNF-α和IL-6的水平，增强免疫调节活性。据此推断，红花多糖抗肿瘤的潜在机制可能是阻断PI3K/Akt通路或增加免疫调节活性。石学魁等[37]利用T739小鼠制备小鼠肺腺癌LA795的体内移植性肿瘤模型，在红花多糖连续腹腔注射给药10 d后，肿瘤体积显著减小。张晓莉等[38]证实，体外红花多糖对肺癌细胞的增殖无抑制作用，且红花多糖可促进T淋巴细胞增殖、抑制肿瘤细胞生长及转移。据此推测红花多糖抗肿瘤的作用机制可能与提高自身免疫有关。

2.9 红花多糖对舌鳞癌的抑制作用ZHOU H等[39]体外培养舌鳞癌HN-6细胞并以CCK8法测定细胞增殖，结果显示红花多糖能在一定剂量范围（0.02~0.64 mg/mL）和时间（24~72 h）内以剂量和时间依赖的方式抑制HN-6细胞增殖。AO/EB双重染色显示，红花多糖诱导了HN-6细胞凋亡并使细胞周期停滞在G0/G1期。蛋白质印迹分析发现，与对照组比较，红花多糖处理可明显降低Bcl-2和COX-2的表达，促进Bax和Caspase-3的表达。此外，ZHOU H等[39]还将HN-6细胞植入小鼠体内，以建立体内肿瘤异种移植模型。红花多糖干预后的模型中上述分子表达的变化与前期实验结果一致。因此，红花多糖可能通过调节Bcl-2、COX-2、Bax和Caspase-3的表达来抑制舌鳞癌的发展。

2.10 红花多糖对腹水瘤的抑制作用 梁颖[7]研究发现红花多糖作用于S180腹水瘤细胞荷瘤小鼠后，可降低小鼠肿瘤组织中CD44 mRNA、MMP-9 mRNA、AMF mRNA的表达，提高TTMP-1 mRNA和nm23-H1的表达，抑制肿瘤的转移。免疫组化法检测结果表明，红花多糖抑制肿瘤生长及转移的可能机制为抑制VEGF的表达从而降低荷瘤小鼠肿瘤组织血管的生成率，降低微血管密度值。石学魁等[37]发现红花多糖对小鼠体内S180肉瘤的生长有明显抑制作用，且剂量为40 mg/kg时抑制作用最为明显。

3 其他药理作用

3.1 改善激素性股骨头坏死 激素性股骨头坏死（steroid-induced avascular necrosis of the femoral head，SANFH）是一种常见的难治性骨科疾病，是过度使用类固醇激素的严重并发症之一[40]。此前研究显示，Caspase-3与股骨头坏死的细胞凋亡有关[41]。CUI D P等[42]用地塞米松预处理成骨细胞。与模型对照组比较，经红花多糖处理的细胞中的Caspase-3活性显著下降。Z-DEVD-FMK阻断Caspase-3后，红花多糖不能有效抑制地塞米松诱导的细胞凋亡，证实红花多糖在成骨细胞凋亡过程中抑制Caspase-3的活化，从而抑制了细胞凋亡和坏死。同时，红花多糖逆转了地塞米松诱导的ALP活性和成骨细胞胶原含量的降低，增强了成骨细胞的矿化作用。由此可知，红花多糖可以增强成骨细胞从早期到终末期的分化过程，将是促进骨形成的有效药物。此后，CUI D P等[43]发现红花多糖可以改善地塞米松诱导的股骨头缺血性坏死模型小鼠骨矿物质密度损失、调节股骨头细胞凋亡状态、减少股骨头空洞、提高血清羟脯氨酸（HOP）/血清己糖胺（HOM）比率，证实了红花多糖对类固醇激素引起的股骨头缺血性坏死具有治疗作用。CUI D P等[44]还研究发现，红花中纯化出的水溶性多糖可通过调节Bax、Bcl-2和Caspase-3蛋白以及HOP/HOM的比例来抑制细胞凋亡，从而对家兔SANFH具有积极的疗效。红花多糖可作为治疗SANFH的潜在药物，口服预处理可有效促进骨形成并预防激素性股骨头坏死。

3.2 抗氧化 高浓度的红花多糖对DPPH·和·OH具有清除能力[45]。红花多糖处理后的移植H22荷瘤小鼠血清丙二醇（MDA）水平、肿瘤细胞中活性氧（ROS）水平均明显降低，血清中谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase，GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性均明显升高。据此推测，红花多糖可抑制ROS产生，减缓机体SOD消耗，清除自由基，减轻活性氧造成的损伤，起到抗氧化、抗肿瘤作用[3]。

3.3 抗凝血 红花多糖能增强4,5-腺苷二磷酸二钠盐（ADP）诱导的血小板聚集率，且浓度越高抑制率越高，但并不呈线性分布。说明红花多糖具有一定的抗凝血应用前景[46]。

3.4 保护大鼠脑缺血再灌注损伤 任德启等[47]使用Longa改良法，通过线栓建立大鼠局灶性脑缺血再灌注模型，对各组大鼠行为学进行评分。结果显示红花多糖预处理能够使大鼠神经功能缺陷症状明显改善。且红花多糖各剂量组梗死区体积比及含水量也均有不同程度下降。采用ELISA法检测脑组织生化指标，结果显示与模型组比较，红花多糖各剂量组缺血再灌注损伤大鼠脑组织TNF-α和IL-1β含量均降低，IL-10含量升高，且Caspase-3与PARP表达降低。提示红花多糖具有保护大鼠脑缺血再灌注损伤的作用，该作用的机制可能与减少炎症因子的产生及抑制神经细胞凋亡有关。有关其具体机制，仍需深一步研究。

4 总 结

红花中主要含有黄酮类、多糖类、木脂素类及多炔类等化合物，其中多糖类成分较为复杂，一般采用水提醇沉法制得红花粗多糖，再通过大孔吸附树脂、纤维素柱及凝胶色谱等进一步纯化获得[2,48]。红花中的红花黄色素已被开发成中成药产品应用于心绞痛、冠心病等疾病的临床治疗[49-50]。随着广大学者对红花中活性成分研究的不断深入，红花多糖的药理学活性也逐渐被发掘，红花多糖对近十种的肿瘤细胞具有抑制作用，同时对机体免疫力也有着较为显著的调节作用。红花多糖具有巨大的开发潜力与应用价值。然而，红花多糖成分复杂且分离纯化难度大，给新药的研发带来相当阻力。