重樓皂苷抗腫瘤的研究進展

王 飛 楊 宇 范麗梅 張曦文 付瀠葦

(吉林大學第二醫院婦產科，吉林 長春 130041)

重樓屬(Paridis L)是重要的藥用植物，其系統分類尚無定論，一般將其劃歸延齡草科，百合目〔1〕，在世界范圍內共有26個種，我國20種〔2〕，主要分布于橫斷山脈南段的四川、云南兩省〔3〕。重樓為該屬植物云南重樓〔Paris polyphylla Smith var.yunnanensis (Franch.) Hand.-Mazz.〕和七葉一枝花〔P.polyphylla Smith var.chinensis (Franch.) Hara〕的干燥根莖〔4〕。其味苦，微寒，具有清熱解毒、消腫止痛、涼肝定驚之功效，用于癰瘡、癲疾、咽喉腫痛、毒蛇咬傷、跌打傷痛、涼風抽搐等癥〔4,5〕。臨床上常用作功能性子宮出血、神經性皮炎、外科炎癥以及腫瘤等的治療〔6〕。近年來，對于重樓化學成分及其藥理活性的研究不斷深入，現已從該屬植物中分離鑒定了甾體皂苷、游離氨基酸、植物甾醇、植物蛻皮激素、黃酮等50多種化合物〔3〕。其中甾體皂苷為其主要活性成分，具有抗腫瘤、消炎、抑菌、止血等多種生理活性，臨床上廣泛用于各種癌癥的防治〔7〕。本文綜述了國內外對重樓皂苷及其抗腫瘤活性的研究。

1 重樓皂苷

皂苷是一類富含多糖分子的化合物，由皂苷元、糖、糖醛酸和其他有機酸組成，在自然界中分布廣泛，根據苷元的不同可分為甾體皂苷和三萜皂苷兩類。甾體皂苷又可分為螺甾醇型皂苷和呋喃甾型皂苷。由于連接的單糖種類和數量和位置不同，皂苷類化合物結構復雜，種類繁多〔8〕，具有廣泛的生理活性。在殺傷和抑制癌細胞、調節機體免疫功能、阻遏癌癥的發生和轉移、誘導癌細胞分化、抑制腫瘤血管生成、逆轉癌細胞的耐藥性等方面都具有良好的活性〔9〕。其中，甾體皂苷在重樓屬植物中廣泛存在，是其主要的活性成分，占其總化合物的80%以上〔10〕，苷元多為薯蕷皂苷元(diosgenin)、偏諾皂苷元(pennogenin)、24A-羥基偏諾皂苷元、27-羥基偏諾皂苷元、呋甾烷醇類皂苷、25S-異紐替皂苷元、紐替苷元(nuatigenin)以及C21甾類皂苷元等，并以薯蕷皂苷元、偏諾皂苷元(圖1)為主〔11〕。

圖1 薯蕷皂苷元和偏諾皂苷元的結構

2 重樓皂苷的抗腫瘤活性

研究表明重樓皂苷具有廣泛的抗腫瘤活性。顏璐璐等〔12〕研究了6種重樓皂苷對10種不同類型的腫瘤細胞株的細胞毒作用。發現，重樓皂苷對10種腫瘤細胞株均有不同程度的抑制效果，抑制強弱依次為：小鼠肺腺癌細胞株(LA795)，人肺癌細胞株(A549)，人宮頸癌細胞(HeLa)，人結腸癌細胞株(CaCo-2)，人急性髓性白血病細胞株(HL-60)，人腎腺癌細胞株(A498)，人表皮(A431)，人肝癌細胞(HepG2)，人肝癌細胞株(BEL7402)，人口腔上皮癌細胞株(KB)。此外，重樓皂苷對人卵巢癌細胞〔13〕、人胃癌細胞〔14〕、人乳腺癌細胞〔15〕、人髓系白血病袓細胞〔16〕、兔眼角膜惡性黑色素瘤細胞〔17〕等均有顯著地增殖抑制作用。其抗腫瘤主要機制總結如下。

2.1誘導腫瘤細胞凋亡 凋亡是程序性細胞死亡的主要方式，在多細胞動物體中增殖和凋亡維持動態平衡，而在腫瘤細胞中，凋亡過程被抑制，表現為無限增殖，因而誘導凋亡成為臨床抑制腫瘤生長的重要策略〔18〕。研究表明重樓皂苷可通過不同途徑誘導腫瘤細胞凋亡，表現出抗腫瘤活性，其中線粒體途徑最為關鍵(圖2)。李春江〔15〕采用乙醇提取正丁醇萃取的方法提取重樓總皂苷，并進一步探討了其體外對人乳腺癌細胞株(MCF-7)的抑制作用及抗癌機制。結果表明，人核糖體蛋白(RPS)能夠顯著抑制(MCF-7)細胞株的生長，隨著RPS濃度增加，細胞開始執行線粒體凋亡途徑，包括線粒體膜電位的降低，Bax/Bcl-2比率的提高，線粒體細胞色素C的釋放，聚腺苷酸ADP轉移酸(PARP)的活化以及半胱氨酸蛋白酶(Caspase)級聯反應的激活等事件。張曉〔19〕的研究發現，PS I能夠上調人肝癌細胞Bel-7402的Bax、Caspase-3蛋白表達水平、下調Bcl-2表達水平。張曉認為，重樓皂苷I可能是通過影響Bax、Bcl-2蛋白的表達，從而激活Caspase-3凋亡途徑發揮抗腫瘤作用的。肖雪等〔20〕報道PSII能夠增加人卵巢癌(SKOV3)細胞株的凋亡率，并且呈現時間和劑量的依賴關系，Western印跡結果顯示，PSII干預細胞24 h后Bid、Bax表達量升高而Bcl-2表達量降低，表明PSII能夠抑制ERK1/2的活性，激活線粒體凋亡途徑并促進腫瘤細胞的凋亡。Lee等〔21〕報道，重樓皂苷D能夠誘導下調凋亡抑制基因 Bcl-2 以及上調促凋亡基因 Bax 的表達，并且激活caspase-9凋亡路徑，從而誘導人乳腺癌細胞 MCF-7和MDA-MB-231的凋亡。此外，徐海燕〔22〕重點研究了PSI抑制高轉移人卵巢癌細胞株(HO-8910PM)的作用機理。信號通路富染度分析表明，經過PSI處理后，細胞中MAPK通路(ERK1/2，胞外信號調節激酶)、內質網通路和wnt信號通路被激活。RT-PCR結果顯示WNT5A、PIK3C2B、CDH2、MAPKAPK3基因表達下調，JUN、PPP1R15A基因表達上調，推測PSI可能通過MAPK信號通路，內質網通路，wnt通路，上調JUN、PPP1R15A 基因的表達，下調 WNT5A、PIK3C2B、CDH2、MAPKAPK3基因表達，抑制H0-8910PM細胞增殖和轉移，誘導其凋亡。有研究〔14〕表明，在確定重樓皂苷能抑制SGC-7901人低分化胃腺癌細胞增殖的同時，采用LSCM測定細胞內鈣離子濃度的變化，發現重樓皂苷處理能夠導致SGC- 7901細胞 〔Ca2+〕的明顯增加，提示重樓皂苷作用后可能通過增加細胞內〔Ca2+〕，激活Caspase級聯反應，誘導細胞凋亡,進而發揮其抗增殖的作用。

A.凋亡途徑未激活時，Bcl-2與Bax結合，阻止Bax形成二聚體，細胞色素C無法進入細胞質基質中；B.重樓皂苷使得Bax和Bid上調，Bcl-2下調，促使Bax形成二聚體，從而改變線粒體內膜通透性，細胞色素C進入細胞質基質中，起始凋亡；C.上調的Bid還可與Bax競爭結合Bcl-2，使更多的Bax能夠形成二聚體

2.2免疫調理作用 李春江〔15〕通過接種MCF-7建立了荷瘤裸鼠動物模型，體內實驗發現，經RPS處理后，荷瘤裸鼠的胸腺指數顯著提高，其血清干擾素(IFN-γ)和IL-2 水平均顯著升高，IL-4 水平顯著降低，導致Th1/Th2 平衡移動，向Th1偏移。此外，RPS處理還可降低血清中TNF-α水平，破壞腫瘤的生長條件從而抑制腫瘤生長。Zhang等〔23〕的研究也發現，重樓中分離出來的皂苷類物質對小鼠巨噬細胞RAW264.7具有免疫促進功能，能夠促進其吞噬作用，提高機體免疫功能從而發揮抗腫瘤作用。

2.3抑制腫瘤組織血管生長 近年來，研究認為抑制腫瘤的新生血管的形成是某些化合物抗腫瘤作用的重要機制〔24〕。腫瘤組織中的血管為腫瘤細胞提供了代謝微環境，為腫瘤的生長提供氧氣、養料，因此抑制腫瘤組織血管生長，破壞腫瘤微環境能夠有效抑制腫瘤生長〔25〕。胡靜等〔26〕發現重樓總皂苷在體外實驗中能夠抑制血管內皮細胞增生、遷移和血管腔的形成，抑制血管內皮細胞DNA的合成，誘導血管內皮細胞凋亡，從而抑制新生血管的形成。此外，胡靜等將小鼠肝癌細胞H22注射裸鼠構建荷瘤小鼠體內模型，結果表明，重樓總皂苷具有顯著抑制腫瘤生長作用，同時可顯著降低腫瘤組織微血管密度，從而認為重樓皂苷的抗腫瘤活性與其能夠抑制腫瘤新生血管生成有關。Qian等〔27〕通過體內外的實驗探討重樓總皂苷抗腫瘤作用的機制，發現其在體外實驗中能顯著抑制血管內皮細胞的生長，并顯著抑制血管內皮細胞小管的形成以及血管內皮細胞的遷移，還能干擾血管內皮細胞周期運轉，將其阻滯于阻G0～G1期，在體內實驗中發現，重樓總皂苷能顯著減少小鼠移植瘤的微血管密度，進而認為抑制血管新生可能是重樓總皂苷抗腫瘤作用機制之一。

2.4逆轉腫瘤耐藥性 郝杰〔28〕發現重樓皂苷Ⅶ對耐順鉑人肺腺癌A549/DDP細胞的增殖具有明顯抑制作用，呈顯著的濃度依賴性，并與作用時間有相關。重樓皂苷Ⅶ可引起早期凋亡細胞比例明顯增加，并干擾A549/DDP細胞周期時相分布，使細胞阻滯于G2期。Cheung等〔29〕報道，重樓皂苷D能夠通過引起耐多西紫杉醇HepG2的DNA片段化以及阻斷其線粒體的功能誘導耐藥腫瘤細胞的凋亡，表現出逆轉耐藥性的作用。

2.5其他作用 蕭梅芳等〔30〕研究了重樓皂苷Ⅰ在體外對人肝癌細胞(SMMC-7721)增殖和凋亡的影響及其機制，發現PSI能夠將SMMC-7721細胞阻滯于G1期，并且上調Fas和Bax的表達水平而下調Bcl-2、cyclinD1和cyclinE蛋白的表達水平，進而推測PSI能夠通過阻滯腫瘤細胞周期運轉抑制肝癌細胞的增殖。此外，李春江〔15〕在體內實驗中發現，RPS可顯著提高荷瘤裸鼠血清總抗氧化能力(T-AOC)和總超氧化物歧化酶(T-SOD)水平，降低血清丙二醛(MDA)水平，組織中T-AOC和 T-SOD水平也都有明顯提高。石小楓等〔31〕認為重樓皂苷能夠抑制細胞DNA和蛋白質的生物合成進而發揮抗腫瘤作用。還有報道認為重樓皂苷可導致腫瘤細胞變性壞死〔32〕。

3 總 結

綜上所述，重樓總皂苷及其單體具有廣泛的抗腫瘤活性，能夠抑制多種腫瘤細胞的增殖，其作用機理包括誘導凋亡、提高機體免疫力、抑制腫瘤組織血管生長、逆轉腫瘤耐藥性、阻滯細胞周期運轉等多個方面。由于國內外對于重樓皂苷抗腫瘤活性的研究較少，其具體機制還不明確，目前多集中于單一機制的探索，是否多種途徑在此過程中起了協同作用還有待進一步闡明。本文就近年來國內外對重樓皂苷及其抗腫瘤活性的研究做了綜述，以期為后續研究以及新型抗腫瘤藥物的開發做出參考。

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