熊果酸抗腫瘤作用機制的研究進展

孫悅霖(綜述)，羅 浩(審校)

(1.重慶醫科大學兒科學院，重慶 400016； 2.第三軍醫大學研究生管理大隊8隊，重慶 400042)

熊果酸又名烏索酸，屬五環三萜類化合物，在自然界植物中廣泛分于山楂、熊果、烏梅、陸英、蘆筍、野薔薇果、車前草、女貞子中。熊果酸具有廣泛的生物學活性，包括抗腫瘤、抗氧化、抗炎、保肝、抗艾滋病病毒、抗潰瘍、降血脂等。近年來，隨著對熊果酸抗腫瘤特性研究的深入，研究者發現熊果酸具有抗腫瘤譜廣，對正常細胞毒性低的特點，同時可以從多個途徑抑制腫瘤的發生、發展[1]，因此其抗瘤作用日益受到人們的關注。現將近年來熊果酸抗腫瘤作用的研究進展綜述如下。

1 熊果酸的抗腫瘤作用

腫瘤的發生是機體在各種致瘤因素作用下，局部組織的細胞異常增生而形成的新生物。腫瘤的發病機制目前尚不十分清楚，它的形成是多因素控制，多環節調節，由多基因突變等共同導致的。目前研究發現，腫瘤的形成主要與DNA的突變、細胞的過氧化、細胞分化異常等導致原癌基因的激活有關，而腫瘤的增殖主要與異常的細胞周期、相關酶的激活、抗凋亡途徑異常等相關，腫瘤內皮細胞增殖和遷移、相關促血管生成物的表達促進了腫瘤的轉移，它們決定了腫瘤的發展及預后[2]。研究表明，熊果酸對腫瘤的發生、發展各階段均有預防和抑制作用[1]。

2 熊果酸的抗腫瘤作用機制

2.1抑制腫瘤形成

2.1.1抗DNA 突變、癌變的啟動抑制 細胞DNA突變可促進癌變的啟動，導致腫瘤的形成。有實驗證明，人肝癌細胞和人結腸癌細胞預先用熊果酸處理后，可以有效地降低抗艾滋病藥物齊多夫定導致的單鏈DNA的損傷和突變[2]。最近，Shanthakumar等[3]研究顯示，熊果酸對紫外線誘導的DNA損傷具有顯著的保護作用，從而有效地抑制DNA的突變和癌變的啟動。

2.1.2抗氧化作用 眾所周知，細胞過氧化可導致DNA損傷及DNA修復功能的低下，而其損傷與腫瘤的形成有密切的關系，因此阻止其損傷或誘導其修復可起到預防腫瘤形成的作用。熊果酸對多柔比星誘導的細胞基因毒性具有抗氧化的保護作用[4]，主要的機制是在導致DNA雙鏈斷裂前，清除自由基及增強抗氧化酶，如過氧化氫酶、超氧化劑物歧化酶、谷胱甘肽等的活性，從而起到抗氧化的作用，避免癌變的啟動。

2.2細胞毒作用 熊果酸對多種腫瘤細胞株均有直接的殺傷作用，多種腫瘤細胞株的細胞毒試驗結果表明，其對白血病細胞、人肺腺癌細胞有顯著的細胞毒作用。Bednarczyk-Cwynar等[5]用熊果酸對人結腸癌細胞株進行處理，分別在48 h和60 h后觀察，結果顯示細胞數逐漸減少，而未經處理的對照組，細胞呈指數生長。熊果酸長時間作用于細胞可表現出細胞毒和抑制細胞生長的雙重作用。高濃度的熊果酸可以顯著增強其細胞毒性，其中以50 mmol/L熊果酸的細胞毒作用最強[6]。熊果酸的細胞毒作用可能是通過激活癌細胞中的多聚ADP核糖多聚糖或內切酶來攻擊腫瘤細胞核及核小體，最終導致腫瘤細胞溶解。

2.3抑制腫瘤細胞增殖

2.3.1細胞周期的阻遏 腫瘤發生的主要原因是細胞周期失調后導致的細胞無限增殖。膀胱癌細胞株經20 μmol/L熊果酸處理24 h后，發現細胞周期停滯于G1和G0期，并伴有S期細胞數的減少，而即使跨越了G1期，熊果酸仍可阻滯細胞周期G2和M期[7]。其機制可能與細胞內活性氧類自由基增加有關，高濃度的活性氧類可阻滯細胞周期，導致增殖能力的減弱。其次阻滯細胞周期G2和M期可能還與熊果酸阻滯微管的組裝來抑制微管蛋白的聚合有關[8]。此外，熊果酸可明顯抑制起始階段猿猴空泡病毒DNA的復制，顯著減少拓撲異構酶Ⅰ對DNA的裂解和降低復制蛋白A與單鏈DNA的結合活性，提示熊果酸抑制DNA復制的作用可能與起始階段復制叉的形成受阻有關，最終導致細胞周期被阻遏。

2.3.2相關酶活性的抑制 抑制相關酶的活性可為腫瘤的藥物治療提供新的靶點。腫瘤細胞具有表達高水平的反轉錄酶的活性，抑制反轉錄酶的活性可以導致基因表達的重排，促使腫瘤細胞從高增殖表型向低增殖表型轉變。Wang等[9]研究發現，熊果酸可顯著降低黑色素瘤細胞的增殖率和內源性反轉錄酶活性，并且呈時間和劑量依賴性，從而有效地抑制腫瘤的生長和增殖。在腫瘤細胞的增殖中，信號轉導和轉錄因子(signal transducers and activators of transcription,STAT)的激活起著重要的作用，STAT家族成員之一的STAT3在一些腫瘤細胞，如多發性骨髓瘤、白血病、淋巴瘤中持續表達，而熊果酸可通過抑制酪氨酸磷酸酯酶和下調STAT3調節基因產物(如細胞周期蛋白D1、Bcl-2、Bcl-xL)的表達來抑制STAT3的激活，從而抑制腫瘤的增殖[10]。最近Jiang等[11]研究表明，熊果酸可顯著地抑制芳香酶的活性，降低性激素的合成，進而降低激素依耐性腫瘤(如前列腺癌、乳腺癌)的增殖能力。

2.4誘導腫瘤的分化及抗侵襲性 細胞分化異常是腫瘤細胞最本質的特征，腫瘤細胞的侵襲行為是細胞分化異常的一種表現。研究報道，用7.5 μmol/L的熊果酸可以誘導畸胎瘤細胞成為內胚層細胞，其機制可能是熊果酸結構上類似糖皮質激素，可通過與糖皮質激素受體或類似的核受體結合進而使內源性靶基因激活，發揮誘導腫瘤細胞分化的作用[12]。熊果酸還可誘導黑色素瘤細胞發生形態學上的改變，細胞呈樹突狀表型，微管沿樹突狀分布，這可能與熊果酸抑制腫瘤細胞內源性反轉錄酶活性有關。腫瘤的侵襲、轉移是腫瘤患者死亡的主要原因，而腫瘤細胞的黏附是轉移擴散的基礎，黏附分子參與腫瘤細胞內外基質的相互作用，而熊果酸可顯著降低黏附分子表達水平，從而產生抗侵襲作用[12]。

2.5誘導腫瘤細胞凋亡 細胞凋亡是受基因調控的一種主動性細胞自殺過程,它與腫瘤的發生、發展有密切關系。熊果酸誘導腫瘤細胞凋亡的具體途徑可能與細胞的類型、狀態、信號途徑中的各個效應器的活性及功能有關,其機制主要包括激活c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)途徑、促進鈣離子釋放、抑制核因子κB的活性及抑制蛋白激酶活性等。

2.5.1JNK途徑 JNK家族是促分裂原活化蛋白激酶超家族成員之一,細胞凋亡的執行可通過激活JNK途徑進而使胱天蛋白酶家族(caspases)活化,該蛋白酶家族中與凋亡相關的有caspase-8、caspase-9等啟動酶和caspase-3效應酶[13]。Zhang等[14]研究證實，50 mmol/L熊果酸預處理大腸癌細胞后，細胞呈現凋亡征象,同時JNK的磷酸化增加，caspase-3被激活并呈濃度和時間依賴性,說明熊果酸對大腸癌細胞有誘導凋亡的作用,誘導caspase-3 活化,進而促進Bcl-2磷酸化和降解可能是其作用機制之一。最近研究發現，熊果酸誘導腫瘤細胞的凋亡過程中除誘導JNK活化外，還可能通過促分裂原活化蛋白激酶信號通路參與下調凋亡抑制基因的表達和促進Bcl-2磷酸化，從而使腫瘤細胞失去抗凋亡的功能[15]。

2.5.2鈣離子途徑 在控制細胞的生存和死亡過程中，線粒體起著重要的作用，它可以通過調節細胞間的鈣離子濃度來誘導細胞凋亡。熊果酸可以促進鈣離子內流，明顯提高人白血病細胞內的鈣離子水平，從而阻斷細胞凋亡的發生。最近研究發現，線粒體通透性轉換孔在誘導細胞凋亡過程中起重要作用,而熊果酸可通過鈣離子內流促進線粒體通透性轉換孔的開放，進而使線粒體膜通透性發生改變，同時促使凋亡前體蛋白,如細胞色素C、凋亡誘導因子的釋放，進而活化caspase-9和caspase-3，最終誘發細胞凋亡[16]。

2.5.3p53和核因子κB途徑 在誘導凋亡信號轉導途徑中,p53蛋白是一個重要的因子,可介導下游靶分子通過線粒體途徑調控細胞凋亡。Manu等[17]研究表明，用50 mmol/L的熊果酸預處理黑色素瘤細胞24 h后，p53蛋白表達量開始增加。許多炎性細胞因子與腫瘤的發生有關，核因子κB被看作抗凋亡因子，熊果酸可通過抑制核因子κB途徑來誘導caspase-3介導的促凋亡途徑，同時抑制核因子κB活性可增強腫瘤細胞對放療、化療的敏感性。

2.5.4其他途徑 熊果酸還可通過caspase途徑促進線粒體細胞色素C的釋放及促凋亡基因的上調和抗凋亡基因Bcl-2的下調[18]。最近研究顯示，熊果酸具有抑制細胞Na+，K+-ATPase的活性，觸發細胞膜通透性的改變，導致前凋亡分子(如caspase-3、caspase-8)的釋放，從而促進細胞凋亡[19]。

2.6抑制腫瘤血管形成 腫瘤新生血管形成過程中,血管內皮細胞的活化、增殖、遷移及毛細血管形成是其關鍵步驟，Rabelo等[20]以牛主動脈內皮細胞為實驗模型進行研究，結果顯示熊果酸可顯著抑制牛動脈血管內皮細胞增殖和遷移，同時有基質金屬蛋白酶表達的下調，進而阻止對細胞間基質和基膜的降解。Kim等[21]研究顯示，腫瘤血管的形成與環加氧酶2有關，熊果酸通過抑制環加氧酶2的表達從而抑制血管內皮生長因子的生成，血管內皮細胞的遷移和毛細血管的形成，起到抗血管生成的作用。

3 結 語

腫瘤的發生、發展、轉移機制十分復雜，是多因素、多環節相互作用的結果。近年來，植物來源的藥物廣受重視，而熊果酸作為一種分布廣泛、造價低廉、高效低毒、天然抗腫瘤植物藥，隨著其抗腫瘤機制研究的深入及臨床推廣，在腫瘤防治領域將顯示出良好的臨床應用前景。

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