周明轩 李建厂
滨州医学院附属医院儿童血液与内分泌科,滨州 256603
藤梨根是猕猴桃植物的根,将其划分在猕猴桃科属。是将猕猴桃的根清洗处理干净后晒干、切碎后加工制作而成。据中医记载,藤梨根具有很高的药用价值,具有清热解毒,利尿止血之功效[1]。而且,现代药理研究显示,藤梨根具有调节免疫功能、抗肿瘤功能,因此,它被广泛应用于许多肿瘤的临床治疗[2]。本文将在藤梨根提取物(acRoots、ERAC、EERAC、ACP、RAE 等)及成分对抗各种恶性肿瘤研究及机制探讨方面展开综述,以期为藤梨根在临床应用提供指导作用。
藤梨根中的三萜类化合物,有显著的细胞毒性,在体外显示出抗肿瘤活性。有研究采用质谱分析和文献对照方法,鉴定了三萜化合物1~16 的结构,研究了三萜化合物1~16 对培养的人癌细胞株的细胞毒性,如HepG2、A549、MCF-7、SK-OV-3 和 HeLa 细胞系[3]。Zhu 等[4]从该植物中分离到11 个已知的三萜化合物,其中化合物2、4、8 可剂量依赖性抑制人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)增殖,化合物2α,3β -dihydroxyurs-12-en-28-oic 酸 (2) 、2α,3α,23-trihydroxyurs-12-en-28-oic 酸(3)、积雪草酸(4)、2α,3α,24-trihydroxyolean-12-en-28-oic 酸(8),可有效抑制人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)的形成。这些结果表明,化合物2、3、4 和8 是潜在的抗血管生成药物或癌症治疗转移研究的候选先导化合物。在红果猕猴桃根中化学成分研究中,黄初升等[5]采用硅胶柱层析、葡聚糖凝胶LH-20 和高效液相色谱分离了9 个化合物。化合物2、3 和4 显示出对人SKVO3和TPC-1癌细胞系的细胞毒性活性,化合物3和4对人HeLa 癌细胞系的细胞毒性活性。由此可见,藤梨根可通过细胞毒性发挥抗肿瘤作用。
当细胞增殖信号异常持续被激活,导致癌性细胞增殖旺盛,而凋亡程序受阻,则可导致细胞的恶性、失控性增殖。因此抑制细胞增殖,诱导细胞凋亡已经成为抗肿瘤的手段之一。细胞凋亡是受多种基因精细控制的细胞程序化死亡,机体通过凋亡将可以衰老的、受损的或者致病的细胞有效、有序地清除[6]。细胞凋亡的解除被认为是癌症的标志之一。
藤梨根提取物acRoots 可以通过磷酯酰肌醇3-激酶(PI3K)-低聚腺苷酸合成酶L(OASL)信号通路显著抑制肺癌细胞增殖和凋亡。OASL 基因在不同基因背景的8 株肺癌细胞系(A549、H358、H460、H661、H1650、HBE、SPC-A1、H1299)中得到验证,并测量了不同剂量根处理的肺癌细胞中免疫相关基因的动态表达谱,在关键基因网络中确定了影响肺癌细胞对根敏感性的驱动基因,得出结论OASL是维持肺癌细胞对acRoots敏感性的决定性调节因子之一[7]。在这些因素中,OASL 通过调控PI3K-蛋白激酶B(Akt)信号通路作为肺癌细胞对藤梨根反应的关键调控因子。PI3K/Akt信号通路存在于多种肿瘤细胞中,对细胞增殖、细胞周期进程、细胞凋亡、细胞存活、分化、血管生成和耐药性等生理过程至关重要,PI3K/Akt 信号通路在调节造血细胞的生长、增殖和存活等方面发挥作用[8]。实验证明了OASL 在acRoots中通过调控PI3K-Akt 信号通路在抗肺癌细胞进程中发挥增敏作用。研究发现,分离自藤梨根的TUA 可以抑制肺癌细胞增殖。TUA(2β,3β,23-trihydroxy-urs-12-ene-28-olic acid)是一种天然的三萜类化合物,具有显著的生长抑制作用,可增加细胞凋亡[9]。TUA 是核因子-κB(NF-κB)信号通路的抑制剂,这是TUA 在癌肿瘤细胞中发挥抗肿瘤活性的基础。据研究表明,NF-κB 是控制细胞增殖和细胞存活的基因调节因子。活性NF-κB 启动基因的表达,促进细胞增殖并抑制细胞凋亡[10-11]。当NF-κB存在缺陷时会增加细胞凋亡的易感性,促使细胞加速死亡。由此可见TUA 可通过抑制NF-κB信号通路进而抑制肺癌细胞增殖。
藤梨根提取物acRoots可通过抑制前列腺素E受体3(EP3)表达来抑制肝癌细胞的进展与转移[12]。EP3 是PGE2 家族成员,具有7 个跨膜结构域,在许多肿瘤中发挥促瘤细胞增殖作用[13],是基因表达的关键调控因子。EP3 促进生长和转移的活性可能源于其促进血管生成的能力,以及细胞增殖、迁移和侵袭。这些效应在对血管内皮生长因子(VEGF)、表皮生长因子受体(EGFR)、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和MMP-9 的激活反应中看到。已有研究证实,VEGF 是血管生成和细胞生长的关键调控因子,EGFR过表达与肿瘤发生密切相关。MMP-2 和MMP-9 在肿瘤侵袭所需的细胞外基质降解中发挥关键作用。EP3 的激活已被证明会影响VEGF、EGFR、MMP-2 和MMP-9 的表达。综上所述,acRoots显著降低了EP3的表达,进而导致下游抑制VEGF、EGFR、MMP-2 和 MMP-9 的表达。这些基因表达的改变导致肝癌细胞增殖、侵袭和迁移显著减少,同时肝癌细胞凋亡增加。该实验证明了acRoots 通过下调肝癌细胞中EP3的表达显著影响肿瘤进展。
藤梨根可通过抑制DLX2/TARBP2/c-Jun氨基末端激酶(JNK)/Akt途径减轻肝细胞癌(HCC)细胞的增殖和转移[14]。研究发现,藤梨根通过下调DLX2的表达来抑制肝癌细胞的增殖和侵袭,DLX2 在肝癌的治疗中发挥着重要作用。TARBP2 在 HCC 细胞中的高表达,且与 HCC 晚期和 HCC 患者预后差有关。使用acRoots 治疗可下调TARBP2 的表达,进而抑制增殖、侵袭和上皮-间充质转化。DLX2 和TARBP2 是促进藤梨根作用于HCC 细胞关键基因。TARBP2 和DLX2 在HCC 患者和HCC 细胞系中的表达显著正相关,而DLX2 作为转录因子可能促进TARBP2 的表达,从而进一步激活JNK/Akt 信号通路,导致抑制HCC。因此,可得出结论,藤梨根通过抑制DLX2/TARBP2/JNK/AkT 途径抑制肝癌细胞的增殖和转移。
有研究通过藤梨根提取物ERAC 体外治疗肝癌细胞系,发现其在抑制细胞增殖和促进细胞凋亡中均有显著影响。层粘连蛋白是一种影响细胞分化、迁移和黏附的高分子量蛋白。LAMB3 的编码层粘连蛋白亚基β-3 的基因LAMB3 在ERAC 处理的肝癌细胞HepG2 中,表达高于其他层粘连蛋白亚基,在ERAC 处理的HepG2 细胞的增殖抑制和S期细胞周期阻滞中起关键作用[15]。LAMB3在多种癌细胞中作为肿瘤抑制基因,被认为是癌症转移的关键调控因子[16-17]。在该实验中观察到,在 HepG2 中,ERAC 处理72 h后,LAMB3 表达水平显著升高,细胞增殖水平显著下降,呈剂量依赖性。在ERAC 治疗后的细胞周期进程中,LAMB3参与了S期细胞周期阻滞。凋亡实验观察到加入了ERAC 的凋亡率明显上升。该实验可证明ERAC 处理肝癌细胞系,显示出对细胞增殖、s 期细胞周期阻滞和凋亡的显著影响。
藤梨根乙醇提取物EERAC 通过抑制Notch 信号通路抑制人结肠癌。Notch 信号通路的激活与血管生成、细胞迁移、侵袭和分化有关。通过免疫印迹和免疫组织化学染色证实了 EERAC 对 Notch 信号通路分子 Notch1、Jagged1 和c-Myc 均有抑制作用[18]。还观察到了 EERAC 抑藤梨根制SW480 细胞的存活、迁移和侵袭,显著促进细胞凋亡和S 期细胞百分率。从藤梨根中分离得到的2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-oicacid(TEOA)是一种五环三萜类化合物,通过切割SW620 细胞中的半胱天冬酶-9 和聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶(PARP)诱导细胞凋亡[19]。实验还观察到TEOA促进了PerK 和elF2α 的磷酸化,随后下游蛋白CHOP 地上调 ,提 示 PERK/eIF2α/CHOP 通 路 参 与 了 TEOA 诱 导 的SW620细胞自噬。
在藤梨根提取物ACP 含有熊果酸和齐墩果酸2 种主要抗肿瘤成分。在胃癌治疗的研究中,发现ACP 可抑制胃癌细胞的增殖和迁移,并可能与细胞凋亡、铁调蛋白激活和间充质表型抑制有关[20]。通过CCK-8 和细胞划痕实验证实,ACP 大鼠含药血清(ACPs)明显抑制了HGC-27 的增殖和迁移。ACPs 显著下调了波形蛋白和蜗牛蛋白的表达水平,使胃癌细胞凋亡率升高。斑马鱼异种移植研究进一步证实了ACP 在体内抑制了移植HGC-27 细胞的异种移植的生长和转移。ACP 还通过抑制谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)和xCT(SLC7A11)蛋白增加活性氧(ROS)的积累,抑制铁statin-1(Fer-1)的表达。综上所述,ACP体内外实验结论证实了藤梨根可以通过调节细胞凋亡、铁下垂和间充质表型有效预防胃癌的发生。
从藤梨根中分离出的氯酚酸 CRA(2α,3β-二羟基-urs-12-烯-28-酸)是一种天然熊果酸化合物,显著抑制人胃癌细胞株BGC823细胞的生存能力,且呈浓度和时间依赖性[21]。研究还发现 CRA 降低了 p65、Bcl-2、Fas、Smac 基因和蛋白表达,增加IκBα、Bax、Survivin基因和蛋白表达,进而抑制胃癌细胞的表达。免疫荧光染色和EMSA 染色结果进一步表明CRA通过抑制NF-κB亚基p65的核移位诱导胃癌细胞凋亡。研究结果表明,CRA通过抑制NF-κB(p65)表达水平和激活IκBα来诱导BGC823细胞凋亡。
藤梨根提取物RAE 通过mcl-1 介导的细胞凋亡对胆管癌(CCA)细胞系具有抑制作用。Zhao 等[22]评价了RAE 对CCA 的潜在抗癌作用,数据表明,RAE 通过激活Caspase 3、Caspase 8 和Poly(adp-核糖)聚合酶(PARP)降低了CCA 细胞系的细胞活力,并诱导了细胞凋亡。研究证实RAE 对体内及体外均对CCA具有抑制作用。
通过氧硫酸化方法可从藤梨根中衍生出高多糖ACPA1,是一种非淀粉-d-葡聚糖。研究证实了DS(1.78-2.23)的硫酸-d-葡聚糖对RAW 264.7 巨噬细胞的吞噬活性和一氧化氮(NO)的产生有刺激作用[23]。巨噬细胞的吞噬活性激活,NO生成量增加,从而发挥调节免疫功能。
在藤梨根提取物acRoots 对HCC 胆固醇代谢的影响研究中发现,藤梨根显著提高了前蛋白转化酶枯草杆菌蛋白酶(PCSK9)的表达,证实了藤梨根可以增强PCSK9 的表达。PCSK9 对胆固醇代谢尤为重要。PCSK9 的表达增加,导致低密度脂蛋白受体(LDLR)表达降低,细胞对低密度脂蛋白(LDL)的摄取受到抑制,细胞内总胆固醇减少,降低了细胞内总胆固醇浓度,肝癌细胞增殖受到抑制而减少,从而抑制HCC 的活力[24]。沉默PCSK9 会减弱藤梨根的降胆固醇作用,表明藤梨根是通过PCSK9 介导的信号通路抑制胆固醇代谢降低HCC 活力,并起到关键作用。数据表明,acRoots是一种通过PCSK9介导的信号通路抑制胆固醇代谢的新型抗肿瘤药物。
综上所述,藤梨根作为一味可以抗肿瘤的中药,在以上多种恶性肿瘤中具有明显的抗癌作用,且其具有耐药性低、不良反应少的特点,能够多靶点、多层次、多途径作用于机体,拓宽了恶性肿瘤的治疗方法。白血病作为一种血液系统的恶性克隆性疾病,目前白血病的主要的治疗方式为化疗,化疗药物有不易耐受、毒副作用较大、对正常的细胞产生影响的弊端,化疗后耐药问题亦严重制约了其对白血病的治疗效果。结合藤梨根在恶性肿瘤治疗中的机制,对白血病的治疗提出展望。藤梨根对抗白血病的研究较少,本研究小组从事白血病研究多年,具有丰富经验,将会完善其对白血病作用研究及机制的探讨,为白血病的防治提供新的选择,丰富藤梨根的抗肿瘤谱,为中药治疗恶性肿瘤提供新的基础。