黃芩素抗腫瘤作用機(jī)制的研究進(jìn)展

孫吉鳳 劉詩音 宋英明

長(zhǎng)春醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，長(zhǎng)春 130031

黃芩素是從唇形科植物黃芩中提取出的一種主要有效成分[1]，屬于植物源的黃酮類物質(zhì)[2]。黃芩作為一種傳統(tǒng)的中藥，具有抗炎、抗菌等多種藥理作用。黃芩素作為黃芩中含量最多的有效成分，具有抗血栓形成、清除自由基、抗炎、抗病毒等多種藥理作用。近年來，黃芩素的抗腫瘤作用在國際上逐漸成為學(xué)者的研究熱點(diǎn)。

1 抑制多種腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)其凋亡

體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究表明，黃芩素具有抗腫瘤的作用。黃芩素對(duì)人胰腺癌HPAC細(xì)胞和AsPC-1細(xì)胞及MiaPaCa-2 細(xì)胞[3-4]、鼠膀胱癌 MBT-2 細(xì)胞[5]、皮膚癌細(xì)胞[6]、人肝癌HepG2和HepJ2細(xì)胞[7]、人白血病HL-60細(xì)胞[8]、人非小細(xì)胞性肺癌H460細(xì)胞[9]等有明顯的增殖抑制作用，并與促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡有關(guān)。王竹君等[10]及張淑群等[11]研究表明，黃芩素對(duì)人食管腺癌OE33細(xì)胞及人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞具有較強(qiáng)的時(shí)間和劑量依賴性的增殖抑制作用。

抑制凋亡基因、促凋亡基因和凋亡過程表達(dá)基因與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展等密切相關(guān)，黃芩素誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡可能與影響上述基因的表達(dá)有關(guān)。童旭輝等[12]分別采用 50、100、150 μmol/L的黃芩素作用于人子宮頸癌HeLa細(xì)胞，利用比色法檢測(cè)半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3（caspase-3）活性，結(jié)果表明，不同濃度黃芩素作用24、36、48 h后，均可使細(xì)胞內(nèi)caspase-3活性增強(qiáng)（P<0.05），黃芩素抑制HeLa細(xì)胞生長(zhǎng)的機(jī)制可能與誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡及增強(qiáng)caspase-3活性有關(guān)。葉春萍等[13]研究顯示，黃芩素可下調(diào)人子宮頸癌HeLa細(xì)胞Bcl-2基因表達(dá)，上調(diào)Bax基因表達(dá)（P<0.05），從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Lee等[14]研究發(fā)現(xiàn)，黃芩素可誘導(dǎo)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的bcl-2基因表達(dá)下調(diào)及Bax基因表達(dá)上調(diào)，可活化caspase-3而誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡。研究表明[15]，采用濃度為0~200 μmol/L的黃芩素作用24 h后，隨著黃芩素作用濃度的升高，前列腺癌Du145細(xì)胞內(nèi)caspase-3的活性呈現(xiàn)明顯的劑量依賴特性的升高，此外可下調(diào)bcl-2基因表達(dá)，上調(diào)Bax基因表達(dá)，促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞死亡。

2 影響細(xì)胞周期

細(xì)胞周期紊亂是腫瘤的主要發(fā)生機(jī)制之一。與細(xì)胞周期調(diào)控有關(guān)的分子主要有三大類：細(xì)胞周期素（cyclin）、細(xì)胞周期蛋白依耐性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）、細(xì)胞周期蛋白依耐性激酶抑制物（cyclin-dependent kinase inhibitor，CKI）。 其中 CDK 是細(xì)胞周期調(diào)控的核心，cyclin和CKI分別對(duì)CDK具有正性和負(fù)性調(diào)控作用。王竹君等[10]研究表明，經(jīng)黃芩素（80 μmol/L）作用 24 h 后，cyclinB1 和 cyclinD1 的表達(dá)受到抑制。Wang等[16]研究顯示，黃芩素可使乳腺癌MCF-7細(xì)胞阻滯于S期和G2/M期而抑制其生長(zhǎng)。

3 抑制端粒酶活性

有研究表明端粒酶的激活與腫瘤的發(fā)生有著密切的聯(lián)系，作為人端粒酶的組成部分的人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（human telomerase reverse-transcriptase，hTERT）的轉(zhuǎn)錄激活對(duì)端粒酶激活具有重要意義[17]。王竹君等[10]采用熒光定量RT-PCR測(cè)定Htert mRNA的表達(dá)情況，結(jié)果顯示，80 μmol/L黃芩素可抑制人食管腺癌OE33細(xì)胞中 hTERT mRNA 的表達(dá)。 c-Myc、Mad1、Sp1、Sp3等轉(zhuǎn)錄因子可以對(duì)hTERT的轉(zhuǎn)錄進(jìn)行調(diào)控。Huang等[18]研究表明，黃芩素能抑制hTERT及其啟動(dòng)子cmyc mRNA的表達(dá)，從而抑制端粒酶的活性。

4 抑制腫瘤血管生成

血管生成對(duì)腫瘤生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移具有的重要影響，腫瘤血管生成成為近年來腫瘤研究的熱點(diǎn)之一。其中，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）對(duì)血管具有重要的作用，也是目前此領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）作為基質(zhì)金屬蛋白酶中的一種，具有較強(qiáng)的促進(jìn)腫瘤血管生成的作用。研究表明，黃芩素（終濃度分別為20.0、40.0 mol/L）作用于人肝癌細(xì)胞48 h后，可以使細(xì)胞中MMP-9、VEGF mRNA的表達(dá)水平下降[19]。

肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（hepatocyte growth factor，HGF）是一種參與血管生成的多肽生長(zhǎng)因子，并與腫瘤的侵襲狀態(tài)密切相關(guān)[20-21]。張偉等[22]研究發(fā)現(xiàn)，黃芩素作用于人胃癌SGC-7901細(xì)胞6 h后，可以使VEGF mRNA表達(dá)水平呈劑量依賴性地降低；ELISA顯示，不同濃度黃芩素作用24 h后，各實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組比較，HGF蛋白表達(dá)量均明顯降低，且與濃度相關(guān)；隨著黃芩素濃度的增加，各實(shí)驗(yàn)組HGF表達(dá)量均明顯下降。多項(xiàng)研究也表明，黃芩素可誘導(dǎo)多發(fā)性骨髓瘤RPMI-8226細(xì)胞、人前列腺癌PC-3細(xì)胞的VEGF基因表達(dá)呈下降趨勢(shì)[23-25]。

5 抑制腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移

腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移一般是指惡性腫瘤細(xì)胞脫離原發(fā)病灶，經(jīng)淋巴道、血管或體腔等途徑侵入到鄰近正常組織，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)處組織，在彼此間形成繼發(fā)瘤。研究表明，埃茲蛋白（Ezrin）可以使細(xì)胞骨架發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，可因參與蛋白重新分布、影響信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)等途徑而與腫瘤生長(zhǎng)、侵襲與轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[26-27]。

于開文[28]研究發(fā)現(xiàn)，終濃度為60 μmol/L的黃芩素作用于肺腺癌A549細(xì)胞24 h和48 h后，細(xì)胞遷移數(shù)量、細(xì)胞愈合寬度明顯少于對(duì)照組，細(xì)胞形態(tài)變圓、變鈍，清晰度降低、不透亮，表明黃芩素可有效抑制肺腺癌A549細(xì)胞的遷移能力。同時(shí)采用Westernblot法檢測(cè)到黃芩素使肺腺癌A549細(xì)胞中Ezrin蛋白的表達(dá)呈梯度下降趨勢(shì)，且蛋白表達(dá)量與黃芩素的濃度呈反比，具有濃度依賴性。此外，經(jīng)黃芩素作用的皮膚鱗癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)侵襲能力降低，并伴隨Ezrin表達(dá)的下調(diào)[29]。黃芩素可能通過抑制Ezrin蛋白的表達(dá)來抑制人肝癌SMMC-7721細(xì)胞[19]的侵襲和轉(zhuǎn)移。Wu等[30]發(fā)現(xiàn)，黃芩素可以抑制皮膚癌A431細(xì)胞的遷移和侵襲，且在2.5～40 μmol/L濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)一定的時(shí)間和劑量依賴性，并可抑制Ezrin蛋白的表達(dá)。另有研究表明，黃芩素可下調(diào)骨肉瘤細(xì)胞中Ezrin蛋白的表達(dá)而抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移[31]。

有研究表明，黃芩素可使人胰腺癌PANC-1細(xì)胞、MiaPaca-2細(xì)胞、Capan-2細(xì)胞、HPAF細(xì)胞、人前列腺癌PC-3細(xì)胞的黏附、擴(kuò)散、運(yùn)動(dòng)能力和侵襲性顯著降低，從而抑制腫瘤轉(zhuǎn)移[32-33]。濃度為2～50 μmol/L的黃芩素可以抑制人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的黏附、轉(zhuǎn)移、侵襲，且有一定的劑量依賴性[34，11]。黃芩素可以抑制人表皮癌A431細(xì)胞[35]、人成骨肉瘤MG63細(xì)胞[36]的運(yùn)動(dòng)、侵襲和轉(zhuǎn)移能力。

6 小結(jié)

作為傳統(tǒng)黃芩主要有效成分的黃芩素在臨床中的應(yīng)用很廣泛[37-38]，綜合上述的研究表明，黃芩素還可通過多種途徑發(fā)揮抗腫瘤作用，包括：抑制多種腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡；影響細(xì)胞周期相關(guān)蛋白因子表達(dá)，阻滯細(xì)胞周期；抑制端粒酶活性；抑制腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移，血管生成等。但其抗癌譜及抗腫瘤機(jī)制尚有待進(jìn)一步研究，有關(guān)的臨床試驗(yàn)尚未廣泛開展，一些學(xué)者還在持續(xù)研究其抗腫瘤的相關(guān)機(jī)制。隨著研究的深入，黃芩這一傳統(tǒng)中藥在抗腫瘤領(lǐng)域?qū)?huì)發(fā)揮重要作用。

[1]李抵暉，林天慕，張秀榮，等.黃芩化學(xué)成分研究進(jìn)展[J].空軍醫(yī)高專學(xué)報(bào)，1999，21（40）：231-233.

[2]Li-Weber M.New therapeutic aspects of flavones：the anticancer properties of Scutellaria and its main active constituents Wogonin，Baicalein and Baicalin[J].Cancer Treat Rev，2009，35（1）：57-68.

[3]Tong WG，Ding XZ，Witt RC，et al.Lipoxygenase inhibitors attenuate growth of human pancreatic cancer xenografts and induce apoptosis through the mitochondrial pathway[J].Mol Cancer Ther，2002，1（11）：929-935.

[4]Takahashi H，Chen MC，Pham H，et al.Baicalein，a compo-nent of Scutellaria baicalensis，induces apoptosis by Mcl-1 down-regulation in human pancreatic cancer cells[J].Biochim Biophys Acta，2011，1813（8）：1465-1474.

[5]Ikemoto S，Sugimura K，Kuratukuri K，et al.Antitumor effects of lipoxygenase inhibitors on murine bladder cancer cell line （MBT-2）[J].Anticancer Res，2004，24（2B）：733-736.

[6]Ma GZ，Liu CH，Wei B，et al.Baicalein inhibits DMBA/TPA-induced skin tumorigenesis in mice by modulating proliferation，apoptosis，and inflammation[J].Inflammation，2013，36（2）：457-467.

[7]Chen CH，Huang LL，Huang CC，et al.Baicalein，a novel apoptotic agent for hepatoma cell lines：a potentialmedicine for hepatoma[J].Nutr Cancer，2000，38（2）：287-295.

[8]Roy MK，Nakahara K，Na TV，et al.Baicalein，a flavonoid extracted from a methanolic extract of Oroxylumindicum inhibits proliferation of a cancer cell line in vitro via induction of apoptosis[J].Pharmazie，2007，62（2）：149-153.

[9]Leung HW，Yang WH，Lai MY，et al.Inhibition of 12-lipoxygenase during baicalein induced human lung nons mall carcinoma H460 cell apoptosis[J].Food Chem Toxicol，2007，45（3）：403-411.

[10]王竹君，張強(qiáng)，李丹，等.黃芩素對(duì)人食管腺癌OE33細(xì)胞的抑制作用[J].食品科學(xué)，2011，32（9）：290-294.

[11]張淑群，高曉燕，薛興歡，等.黃芩素對(duì)人乳腺癌MDAMB-231細(xì)胞株SATB1表達(dá)的影響[J].中國腫瘤臨床，2014，41（6）：355-358.

[12]童旭輝，董淑英，陶亮.黃芩素對(duì)人子宮頸癌HeLa細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用[J].蚌埠醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，34（6）：468-470.

[13]葉春萍，張慧琳.黃芩素誘導(dǎo)人子宮頸癌HeLa細(xì)胞凋亡[J].現(xiàn)代婦產(chǎn)科進(jìn)展，2012，21（10）：760-763.

[14]Lee JH，Li YC，Ip SW，et al.The role of Ca2+in baicalein induced apoptosis in human breast MDA-MB-231 cancer cells through mitochondria and caspase-3 dependent pathway[J].Anticancer Res，2008，28（3A）：1701-1711.

[15]田鋒.黃芩素對(duì)前列腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)抑制作用的研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013.

[16]Wang CZ，Li XL，Wang QF，et al.Selective fraction of Scutellaria baicalensis and its chemopreventive effects on MCF-7 human breast cancer cells[J].Phytomedicine，2010，17（1）：63-68.

[17]趙同偉.人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（hTERT）基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的研究進(jìn)展[J].廣東醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，23（3）：323-325.

[18]Huang ST，Wang CY，Yang RC，et al.Wogonin，an active compound in Scutellaria baicalensis，induces apoptosis and reduces telomerase activity in the HL-60 leukemia cells[J].Phytomedicine，2010，17（1）：47-54.

[19]王曉瑜.黃芩素對(duì)人肝癌細(xì)胞株SMMC-7721體外遷移侵襲的影響[D].瀘州：瀘州醫(yī)學(xué)院，2011.

[20]Han SU，Iee HY，Lee JH，et al.Modulation of E cadherin by hepatocyte growth factor induces aggressiveness of gastric carcinoma[J].Ann Surg，2005，242（5）：676-683.

[21]Tanaka K，Miki C，Wakuda R，et a1.Circulating level of hepatocyte growth factor as a useful tumor marker in patients with earlystage gastric carcinoma[J].Scand J Gas troenterol，2004，39（8）：754-760.

[22]張偉，劉寬浩.黃芩素對(duì)胃癌細(xì)胞VEGF和HGF表達(dá)的影響[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2011，38（11）：2135-2137.

[23]榮雯玉，蔡慧麗，何莉，等.黃芩素抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子表達(dá)及誘導(dǎo)多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞系RPMI-8226凋亡[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2011，32（5）：611-614.

[24]Nie D，Krishnamoorthy S，Jin R，et al.Mechanisms regulating tumor angiogenesis by 12-lipoxygenase in prostate cancercells[J].JBiolChem，2006，281（27）：18601-18609.

[25]Miocinovic R，McCabe NP，Keck RW，et al.In vivo and in vitro effect of baicalein on human prosate cancer cell[J].Int J Oncol，2005，26（1）：241246.

[26]Diakowski W，Grzybek M，Sikorski AF，et al.Protein 4.1，a component of the erythrocyte membrane skeleton and its related homologue proteins forming the protein 4.1/FERN superfamily[J].Folia Histochem Cytobiol，2006，44（4）：231-248.

[27]程楊.EMR蛋白的生物學(xué)功能及其與婦科腫瘤的關(guān)系[J].國外醫(yī)學(xué)（婦產(chǎn)科學(xué)分冊(cè)），2009，33（5）：307-309.

[28]于開文.黃芩素對(duì)A549肺腺癌細(xì)胞的抗增殖作用及機(jī)制的研究[D].延邊：延邊大學(xué)，2014.

[29]伍斌，謝紅付，李吉，等.黃芩素對(duì)A431細(xì)胞埃茲蛋白表達(dá)及侵襲力的影響[J].中華皮膚科雜志，2010，43（3）：168-173.

[30]Wu B，Li J，Huang D，et al.Baicalein mediates inhibition ofmigration and invasiveness of skin carcinoma through Ezrin in A431 cells[J].BMC Cancer，2011，11（2）：527-530.

[31]張健.Ezrin蛋白在骨肉瘤侵襲轉(zhuǎn)移中的作用及黃芩素對(duì)其表達(dá)的影響[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2014.

[32]Ding XZ，Kuszynski CA，Metwally TH，et al.Lipoxygenase inhibition induced apoptosis，morphological cha-nges，and carbonic anhydrase expression in human pancreatic cancer cells[J].Biophys Res Commun，1999，266（2）：392-399.

[33]Nie D，Nemeth J，Qiao Y，et al.Increased metastatic potential in human prostate carcinoma cells by over expression of arachidonate 12-lipoxygenase[J].Clin Exp Metastasis，2003，20（7）：657-663.

[34]Wang L，Ling Y，Chen Y，et al.Flavonoid baicalein suppresses adhesion，migration and invasion of MDA-MB-231 human breast cancer cells[J].Cancer Letts，2010，297（1）：42-48.

[35]陳宇，王巍巍，唐發(fā)清.黃芩素對(duì)人皮膚癌細(xì)胞A431生長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)的影響[J].實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué)，2009，16（5）：1583-1585.

[36]廖于，陳富，宴錚劍，等.黃芩素對(duì)MG63細(xì)胞侵襲浸潤(rùn)能力的影響[J].中藥藥理與臨床，2011，27（2）：32-34.

[37]于百富，陳輝.HPLC法同時(shí)測(cè)定銀黃顆粒中三種黃酮類成分的含量[J].中國當(dāng)代醫(yī)藥，2014，21（19）：53-55.

[38]黃韶華，梁俊君，董征學(xué)，等.漢黃芩素對(duì)膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞Survivin mRNA及Caspase-3 mRNA表達(dá)的影響研究[J].中國當(dāng)代醫(yī)藥，2013，20（15）：7-8.