鞣花酸抗癌作用機制研究進展

段 婧，黃衛東

（中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083）

鞣花酸抗癌作用機制研究進展

段 婧，*黃衛東

（中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083）

癌癥是全世界疾病死亡的主要原因，目前主要通過化療、放射、手術等方式進行治療，但依然沒有有效的方式用以減少癌癥的發病率或增加癌癥患者的存活率。鞣花酸作為一種具有潛在細胞毒性和抗癌細胞增殖活性的多酚化合物，近年來受到越來越多研究人員的關注。隨著相關研究的深入，鞣花酸更多藥用價值和在抗癌方面的作用機制也越來越多地被挖掘出來。在綜述鞣花酸的性質、活性及其在抗癌細胞增殖上的作用和潛能的基礎上，通過列舉鞣花酸抗癌的作用機制，討論鞣花酸未來的發展方向和應用。

鞣花酸；癌癥；機制；防治

0 引言

無論是發達國家還是發展中國家，癌癥都是導致死亡的主要原因，因此亟需發掘和開發新的抗癌藥，尤其是來源于植物或果蔬中的天然成分。

鞣花酸（Ellagic acid）是廣泛存在于各種堅果、漿果等植物組織中的一種天然多酚化合物，是沒食子酸的二聚衍生物，是一種多酚二內酯。鞣花酸不僅能以游離的形式存在，而且更多的是以縮合形式，如鞣花單寧、苷等存在于自然界。純鞣花酸是一種黃色針狀晶體，微溶于水、醇，溶于堿、吡啶，不溶于醚。鞣花酸在麝香葡萄中，每100 g新鮮的葡萄酒中含有5.6 mg鞣花酸，每100 g新鮮的葡萄汁中含有10.2 g。鞣花酸有很重要的生物活性，如自由基清除能力，特別是其抗病毒效能等。目前的研究方向著重于指向性抗癌或那些天然產生的物質進行化學治療，能殺死癌細胞但又不傷害或減小對正常細胞的傷害。

1 鞣花酸的提取與合成

1.1 鞣花酸的提取

鞣花酸的提取比較常用的有4種方法，可以提取較高純度的鞣花酸產物。有研究從石榴皮中提取鞣花酸[1]，石榴皮干燥粉粹后，用溶劑浸提，經過濾后純化濃縮，干燥后得到產物。除此之外，常用的還有從葡萄[2]和烏桕[3]中提取鞣花酸，從葡萄中提取鞣花酸是將葡萄的壓榨汁沉淀后過濾，用水和甲醇除去雜質，從而得到鞣花酸產物；而從烏桕中提取則是將烏桕干燥粉碎后，85%的乙醇回流濃縮，用正丁醇、乙酸乙酯萃取，反復經硅膠柱層析淋洗，得到產物。還有文獻表明[4]，可以從紅木莓、草莓及蕨麻等植物中提取，通過浸提、稀鹽酸調pH值后，沉淀重結晶得到鞣花酸產物。

1.2 鞣花酸的合成

鞣花酸的合成可以通過鞣花單寧分解，氧化聚合作用及以五倍子為原料制取。鞣花單寧分解[5]是指鞣花單寧在加熱條件下酸解、純化得到鞣花酸，產率約40%，但是耐酸設備價格昂貴，不宜工業化生產。氧化聚合作用制取鞣花酸是用沒食子酸酯[6]和沒食子酸[7]在過氧化酶的作用下合成鞣花酸，產率為20%～30%，制備過程比較復雜，因此較少使用。王靜等人[8]研究表明，以五倍子為原料制備鞣花酸，經過堿化、氧化和酸化處理，制備產物鞣花酸，產率可達35%，且五倍子資源豐富，適合生產。

2 鞣花酸抗癌機制的研究進展

鞣花酸是由HCI（Hollings Cancer Institute）歷時9年研制的純天然補充食品。研究證明，鞣花酸可以在48 h之內抑制癌細胞生長、擴散，以及在72 h之內殺死癌細胞，報告也指出鞣花酸在子宮頸的乳頭狀瘤呈現腫瘤細胞凋亡，并且鞣花單寧酸可以分解血癌細胞。紅莓中的鞣花酸可保護正常細胞，對抗煙草尼古丁、食品添加劑和化學毒害造成的致癌毒素，保護細胞膜，防止細胞變性[9]。歐洲醫學研究報告指出，紅莓萃取的鞣花單寧可促進傷口愈合，防治心臟疾病，減少肝腫囊的形成，有抗菌及抗病毒的功效。

2.1 乳腺癌和前列腺癌

2004年，Jack N Losso等人[10]研究表明，用鞣花酸作用于人臍靜脈內皮細胞（HUVEC），正常人體肺成纖維細胞HEL 299，Caco-2克隆細胞，MCF-7，Hs578T乳腺癌細胞和DU 145人體前列腺癌細胞，在10～100 μmol/L濃度范圍內作用24 h對正常肺成纖維細胞活性沒有影響且生物熒光ATP增加了18%～21%。與此同時，鞣花酸對克隆、乳腺癌和前列腺癌細胞表現出了強烈的抗增殖活性，其中最敏感的細胞是Caco-2，最不敏感的細胞是乳腺癌細胞。通過顯微鏡觀察細胞形態可知，鞣花酸誘導細胞凋亡，從而使癌細胞死亡，通過ATP的變化，鞣花酸降低了癌細胞的活性，在100 μmol/L鞣花酸培養Caco-2，MCF-7，Hs578T，DU 145癌細胞24 h后，抑制了細胞遷移，而誘導凋亡伴隨了幾種基質金屬蛋白酶表達的降低。因此，鞣花酸表達了選擇性細胞毒性和抗增殖活性，并且誘導了Caco-2，MCF-7，Hs578T，DU 145癌細胞的凋亡。初步揭示了鞣花酸誘導細胞凋亡與ATP有關，從而引起了鞣花酸在抗癌作用方面的廣泛關注。Lei Wang等人[11]研究表明，鞣花酸聯合木犀草素和石榴酸，對前列腺癌細胞有抑制作用，影響其對CXCL12的遷移和趨藥性，并在體內試驗進行了驗證，抑制了PC-3M-luc腫瘤的生長，抑制CXCL12/CXCR4信號軸。并且，Harini S Aiyer等人[12]在2012年提出，漿果的多酚提取物，如鞣花酸、花青色素等可以誘導乳腺癌細胞死亡。

2.2 肝癌和結腸癌

2014年，S Srigopalram I A等人[13]研究發現，鞣花酸對肝癌細胞有正?；€粒體外膜透化作用和調停炎癥細胞增殖變弱，盡管在肝癌分子作用機制方面已經有了充分的進展，但在疾病發病機理、早期診斷和治療的有效策略之間仍然存在著缺陷。作者研究了鞣花酸在小鼠體內對肝癌的影響和作用，通過激活線粒體外膜滲透性激活蛋白質，如Bax，Bcl-2，cyt-C和半胱天冬酶，首次暗示了鞣花酸對肝癌細胞的作用。NF-kB，細胞周期蛋白酶D1，細胞周期蛋白酶E1，MMP-2，MMP-9和增殖細胞核抗原下調，與對照組相比，通過鞣花酸處理的小鼠能夠調解肝癌作用，TEM分析表明鞣花酸處理翻新了小鼠肝組織構架，表明鞣花酸有成為一種有效抗癌化學治療藥物的潛力。2010年，Syed Umesalma等人[14]認為，鞣花酸對炎癥介質誘導的結腸癌大鼠具有抑制作用，鞣花酸顯著減少了結腸癌細胞中的NF-КB，COX-2，iNOS，TNF-ɑ，IL-6。同時，鞣花酸具有抗炎癥特性以及對結腸癌的化學防護效果。2014年，Syed Umesalma等人[15]研究表明，鞣花酸通過Akt信號通路抑制HCT-15結腸癌細胞增殖和誘導凋亡。通過流式細胞儀測定不同濃度處理的細胞活性，鞣花酸促進了HCT-15細胞周期G2/M期的停滯，在鞣花酸處理后，反應氧中介物的產生隨時間增加。鞣花酸通過標記增殖細胞核抗原和細胞周期素D1建立與抑制增殖的聯系，細胞凋亡伴隨細胞PI3K的強烈失活，與正常細胞相比，被鞣花酸處理過的細胞抑制了PI3K和Akt的表達，并且促進了Bax，半胱天冬酶和細胞色素C的表達，同時抑制了Bcl-2的活性。鞣花酸處理細胞凋亡的同時伴隨著膜聯蛋白V凋亡細胞和DNA斷裂的增加，促進了ROS的產生，抑制了HCT-15的增殖和凋亡。

2.3 淋巴癌和膀胱癌

2012年，Sudha Mishra等人[16]研究報道鞣花酸通過調控PKC信號通路中止淋巴癌的發展，鞣花酸使TGF-β1的蛋白表達上調及c-myc下調，降低PKC的表達和活性，從而抑制癌細胞增殖。2013年，Chin-Chih HO等人研究表明，鞣花酸促進了ROS的產生和誘導線粒體功能紊亂，導致膀胱癌細胞TSGH8301凋亡。通過相差顯微鏡檢測和拍照TSGH8301細胞的形態學變化，處理不同濃度的鞣花酸后用流式細胞儀檢測TSGH8301細胞活性、細胞周期分布、凋亡細胞、ROS、線粒體膜電位、細胞凋亡蛋白酶活性，蛋白免疫印跡法在蛋白水平檢測細胞周期和細胞凋亡的變化。結果表明，鞣花酸誘導細胞形態學變化，在G0/G1期降低細胞活性，同時鞣花酸促進ROS和鈣離子產生并降低線粒體膜電位水平，也促進細胞凋亡蛋白酶的活性。鞣花酸促進了p53，p21的表達，并降低了CDC2和WEE1的表達。鞣花酸通過誘發細胞毒素產生使細胞在G0/G1期降低活性，從而使TSGH8301細胞凋亡。

2.4 肺癌和胰腺癌

K L Khanduja等人研究表明，鞣花酸能在小鼠模型中有效地抑制N-亞硝基二乙胺誘導的肺癌，能明顯減小腫瘤體積。2013年Min Zhao等人研究報道，鞣花酸能在Balb c裸鼠試驗中抑制胰腺癌的生長。通過皮下接種PANC-1細胞，結果顯示鞣花酸能夠明顯抑制腫瘤的生長，以及Akt，Shh和Notch的表達。檢測腫瘤組織發現，鞣花酸能抑制Bcl-2，cyclin D1，CDK2和caspase-3的活性。

3 結語

近年來，關于鞣花酸抗癌機理的研究越來越多，人們就鞣花酸的抗突變、抗癌變效力及其對化學物質誘導癌變的抑制作用進行了許多研究。在對鼠和人體組織移植所做的體內和體外試驗中，鞣花酸表現出對化學物質誘導癌變及其他多種癌變有明顯的抑制作用，特別是對結腸癌、食管癌、肝癌及皮膚腫瘤等有很好的抑制作用。

目前，化學預防已經被認為是抗癌治療最具有希望的一種方式。鞣花酸作為一種天然的多酚化合物，在多種癌細胞中表現出了有效的抑制作用，但其對各類癌細胞的作用機理還需要進行深入的研究。

[1]王黎.石榴皮鞣花酸類色素的提取和性能測定 [J].信陽農業高等專科學校學報，2006，16（3）：133-135.

[2]晉艷曦.葡萄汁中鞣花酸的定性與定量分析 [J].飲料工業，1999，2（5）：33-36.

[3]漆淑華，吳大剛，羅曉東，等.桂林烏桕中的香豆素和鞣花酸類化合物 [J].天然產物研究與開發，2004，16（4）：297-299.

[4]Khac D D，Van S T，Marth A，et al.Ellagic compounds from Diplopanax stachyanthus[J].Phyto Chemistry，1990，29（1）：251-256.

[5]Jurd L.Plant poly phenols（Ⅰ）：the poly phenolic constituens of the pellicle of the walnut（Juglans regia） [J]. J Am Chem Soc，1956，78：3 445-3 448.

[6]Mayer W，Hoffmann E H，Losch N，et al.Dehydrierung sreaktionen mit gallussaurees term[J].Liebigs Ann Chem，1984（9）：929-938.

[7]Mishra N C，Gold B.S ynthesis of 13C-and 14C-labeled ellagic acid[J].Journal of Labelled Compounds and Radi Opharmaceuticals，1990（8）：927-941.

[8]王靜，周昕，王姝，等.由五倍子制取鞣花酸 [J].青島化工工業學院學報（自然科學版），2002，23（3）：8-11.

[9]Angelika Rommel，Ronald E，Wrolstad.J.Ellagic acid content of red raspberry juice as influenced by cultivar，processing，and environmental factors[J].Agric.Food Chem，1993，41（11）：1 951-1 960.

[10]Jack N Losso，Bansode R R，Trappey Aznd，et al.In vitro anti-proliferative activities of ellagic acid[J].Journal of Nutritional Biochemistry，2004，15：672-678.

[11]Lei Wang，Wenfang Li，Garcia M，et al.Luteolin，ellagic acid and punicic acid are natural products that inhibit prostate cancer metastasis[J].Carcinogenesis，2014.

[12]Harini S Aiyer，Warri A M，Woode D R，et al.Influence of berry-polyphenols on receptor signaling and cell-death pathways：Implications for breast cancer prevention[J].J Agric Food Chem，2012，60（23）：5 693-5 718.

[13]S Srigopalram I A，Jayraaj I A，Kaleeswaran B，et al.Ellagic acid normalizes mitochondrial outer membrane permeabilization and attenuates inflammation-mediated cell proliferation in experimental liver cancer[J].Appl Biochem Biotechnol，2014，173：2 254-2 266.

[14]Syed Umesalma，Ganapasam Sudhandiran.Differential inhibitory effects of the polyphenol ellagic acid on inflammatory mediators NF-КB，COX-2，iNOS，TNF-ɑ，and IL-6 in 1,2-dimethylhydrazine-induced rat colon carcinogenesis[J].Nordic Pharmacological Society，2010：1 280-1 289.

[15]Syed Umesalma，Nagendra-prabhu P，Sudhandiran G，et al.Ellagic acid inhibits proliferation and induced apoptosis via the akt signaling pathway in HCT-15 colon adenocarcinoma cells[J].Mol Cell Biochem，2015，399：303-313.

[16]Sudha Mishra，Vinayak M.Ellagic acid checks lymphoma promotion via regulation of PKC signaling pathway[J].Mol Biol Rep，2013，40：1 417-1 428.◇

Research Progress on the Anticarcinogenic Mechanisms of Ellagic Acid

DUAN Jing，*HUANG Weidong

（College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083，China）

Cancer is a leading cause of death worldwide.Cancer treatments by chemotherapeutic agents，surgery，and radiation have not been highly effective in reducing the incidence of cancers and increasing the survival rate of cancer patients. Ellagic acid is a naturally occurring phenolic constituent that has.Ellagic acid is receiving more and more attention in recent years.More researches focus on the medicinal value and anticarcinogenic mechanisms.Based on the review of charaferistic，activity and potential of cytotoxicity and antiproliferative activity，also through the anticarcinogenic mechanisms of ellagic acid，the future directions on the applications of ellagic acid are discussed.

ellagic acid；cancer；mechanism；prevention

R285

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.030

1671-9646（2017）01a-0112-03

2016-11-04

段 婧（1989— ），女，在讀博士，研究方向為農產品加工與貯藏工程。

*通訊作者：黃衛東（1961— ），男，碩士，教授，研究方向為葡萄逆境生理與分子生物學。