木犀草素抗腫瘤作用研究進展

馮旭琴　胡興勝　張磊

摘要：木犀草素是一種天然黃酮類化合物，存在于多種植物中，木犀草素具有抗炎、抗氧化、抗菌、保護神經，抗腫瘤等多種藥理作用；可在多靶點、多途徑、多環節抗腫瘤。其機制包括預防腫瘤形成，抑制腫瘤細胞增殖，誘導腫瘤細胞凋亡，抑制腫瘤轉移，抑制腫瘤血管生成以及增敏抗癌藥物活性等。本文將就木犀草素的抗腫瘤作用進展作如下綜述。

關鍵詞：木犀草素；腫瘤；預防；治療；綜述

中圖分類號：R273 文獻標志碼：A 文章編號：1007-2349（2017）03-0079-04

1木犀草素的理化性質

木犀草素的化學名為3，4，5，7-四羥基黃酮（圖1），分子式為C₁₅H₁₀O₆，具有C₆-C₃-C₆結構，含有（A，B）兩個苯環，含氧的C環，和C₂-C₃雙鍵，具有弱酸性。酚羥基和C₂-C₃雙鍵與木犀草素的生物化學性質及生物活性密切相關。木犀草素的酚羥基苷化后，水溶性增加，部分木犀草素在通過腸道黏膜時被轉化為葡萄糖醛酸，它能夠與鐵、鎂、鈣、銅、鋁等金屬離子生成帶色絡合物。木犀草純品為黃色結晶狀粉末，微溶于水，溶于堿液，具有熱穩定性，在植物中以糖苷及糖苷配基的形式存在。

2腫瘤預防作用

流行病學研究顯示每天食用含低劑量（1mg/day）木犀草素的食物能降低一些腫瘤發生的風險。體內、外研究顯示木犀草素通過使細胞免受致癌物的刺激、抑制促癌調控機制，對腫瘤的發生起化學預防作用。

2.1穩定DNA 體細胞突變理論認為腫瘤的形成是因為原癌基因、抑癌基因與穩定癌基因DNA突變。Taj等發現木犀草素具有預防長期喂食炸魚及羊肉的老鼠骨髓細胞染色體畸變的作用。Choi等發現木犀草素使誘變劑黃曲霉素B1（AFB1）的致畸變率下降了70%。

2.2抗炎作用 腫瘤形成需要炎性因子刺激，并且在腫瘤形成過程中也會產生炎癥，抗炎治療是控制一些癌前病變發展為癌的有效手段。現已明確非甾體抗炎藥可降低一些腫瘤的發生風險（如結腸癌及乳腺癌），也可降低這些腫瘤的死亡風險。木犀草素是最有效的抗炎性黃酮類化化合物之一，其干擾p38 MAPK、ERK1/2的磷酸化顯著抑制TNF-α誘導的IL-8產生，也可抑制脂多糖誘導的TNF-α和IL-6釋放，同時誘導一氧化氮表達。Ueda等比較紫蘇葉子提取物及其提取物之一木犀草素對7，12-二甲基苯蒽（DMBA）與12-0一十四烷酰佛波醇-13-醋酸酯（TPA）誘導小鼠皮膚乳頭狀瘤的腫瘤預防作用，結果顯示木犀草素的作用強于總提取物。因TPA可誘導一些炎性因子如：IL-1α，IL-1β，IL-6，IFN-g與TNF-α產生，故作者推測木犀草素通過抗炎作用抗腫瘤生成，但需要進一步驗證。這些結果表明木犀草素的抗炎作用對預防腫瘤具有重要作用。

2.3抗氧化作用 活性氧（ROS）包括超氧化物、過氧化氫、羥基、單態氧與過氧化自由基。非細胞毒水平的超氧化物與過氧化氫就可誘導DAN突變，發揮致癌作用，導致細胞增殖、凋亡抵抗、血管生成與腫瘤的侵襲與轉移。因此，上調ROS清除酶，如超氧化物岐化酶（sOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）等的水平可逆轉腫瘤細胞的惡性轉化。Samy等應用木犀草素與環磷酰胺聯合處理DMBA誘導乳腺癌發生的雌性大鼠，發現聯合用藥較單用環磷酰胺的抗腫瘤效應增強，且毒副作用降低。在誘導乳腺癌組小鼠肝臟、腎臟、乳腺的SOD、CAT與GPx的水平及活性降低了50-80%，聯合用藥后這些酶又恢復平衡。同樣，Manju等發現灌服木犀草素后的大鼠血漿及肝臟的抗氧化水平（GSH，PPx，GST，GR，SOD，CAT，Vitamin C，Vitamin A與β-carotene）增高，表明木犀草素可通過調節脂質過氧化反應抗氧化，從而預防DMH誘導的結腸癌發生。目前認為木犀草素的抗氧化作用是其腫瘤預防的關鍵機制。

2.4抗激素生成及激素受體 乳腺癌、前列腺癌等惡性腫瘤的發生、發展呈激素依賴性。木犀草素具有抗雌激素與雄激素的作用。Chiu等發現木犀草素明顯抑制前列腺癌細胞LNCaP的增殖及誘導細胞凋亡。木犀草素抑制細胞內及自分泌的PSA水平，也可抑制ARmRNA及蛋白的表達，同時可抑制小鼠腫瘤細胞生長。木犀草素下調AR可抑制LNCaP腫瘤細胞增殖及誘導凋亡，因此木犀草素具有預防及抗前列腺癌的作用。因前列腺癌細胞的增殖需要胰島素樣生長因子1受體（IGF-1R）的激活，Fang等發現木犀草素在體內外通過抑制IGF-1R/AKT信號通路抑制前列腺癌細胞增殖，誘導腫瘤細胞凋亡。

3腫瘤治療作用

3.1抑制侵襲與轉移 侵襲與轉移是腫瘤發展的關鍵環節，近90%的腫瘤相關性死亡發生于具有轉移的患者。木犀草素可通過抑制一些與腫瘤侵襲、粘附相關的蛋白如MMPs、FAK抑制腫瘤的轉移與侵襲。

肝癌生長因子HGF與絡氨酸激酶受體結合促使肝癌細胞轉移與侵襲。Lee等發現木犀草素具有抑制HGF誘導的HepG2細胞轉移與侵襲的作用，木犀草素抑制HGF誘導的細胞分裂與細胞骨架（如絲狀偽足與板狀偽足）的改變，同時也可抑制c-Met、膜受體HGF及ERK1/2與AKT的磷酸化，但對HGF激活的JNK1/2無抑制作用。Cheng等發現木犀草素通過下調Cdc42表達及P13K/AKT的活性抑制多形性膠質瘤細胞U87-MG及198 g的遷移與侵襲。

3.2抑制拓撲異構酶的作用 NDA拓撲異構酶抑制劑有效地誘導腫瘤細胞凋亡。木犀草素能抑制及破壞拓撲異構酶I及II，使用特異性抗體檢測完整細胞中拓撲異構酶與藥物的結合，發現木犀草素能破壞白血病細胞拓撲異構酶II，抑制拓撲異構酶I的催化活性。木犀草素通過形成木犀草素-拓撲異構酶Ⅱ-DNA復合物，抑制細胞核拓撲異構酶II活性并剪切DNA，從而誘導細胞凋亡。Yamashita N等研究發現木犀草素通過穩定拓撲異構酶I-DNA剪切體復合物抑制大鼠肝臟的拓撲異構酶I的催化活性。木犀草素抑制拓撲異構酶I與II，從而抑制細胞復制及DNA修復，促進細胞凋亡性死亡。因拓撲異構酶I及II是多種常用于治療腫瘤的藥物的靶點（如依托泊苷，拓撲替康，伊立替康），故木犀草素對腫瘤具有潛在在治療價值。

3.3抑制腫瘤細胞增殖誘導凋亡 木犀草素可通過線粒體凋亡通路、內質網應激及死亡受體凋亡通路等多種途徑誘導多種腫瘤細胞發生凋亡。

線粒體通過釋放凋亡因子：細胞色素C、ATF1、核酸內切酶G，調節caspase的表達促進凋亡。BCL-2家族（包括抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xl及凋亡誘導因子Bax、Bak）可調控這些因子的表達。經木犀草素處理后的白血病細胞HL-60線粒體膜電位降低，細胞色素c從線粒體釋放進細胞質中增加，促進caspase-9、caspase-3、PARP及DFF-45的剪切體表達。肝癌細胞HepG2經木犀草素處理后，線粒體細胞色素C釋放增加，Bax、Bak表達增加，JNK通路激活，促進腫瘤細胞凋亡。這表明木犀草素能通過線粒體凋亡通路及JNK信號通路促進腫瘤細胞死亡。木犀草素通過抑制DNA拓補異構酶誘導DNA破壞與激活P53，從而激活內源性凋亡通路。Horinaka M等發現木犀草素可能通過調控Bad及p53的活性持續激活JNK，促進細胞凋亡。JNK調控p53誘導促凋亡蛋白Bax表達。JNK的激活引起Bax/Bak比例增加，誘導內源性凋亡途徑。Chang J等研究表明木犀草素處理后的腫瘤細胞通過與AKT競爭受體，使其磷酸化被抑制，促進凋亡蛋白caspase-3、PARP表達，促進細胞死亡，而相同濃度的木犀草素對正常上皮細胞無明顯殺傷作用。經木犀草素處理的肝癌細胞株PLC/PRF/5，G0/G1期細胞增加，S1、G2/M期細胞減少，caspase-3活性增強，z-VAD-fmk預處理后caspase-3活性被抑制，Bax/Bcl-xl比例增加。Fang J等發現在前列腺癌中，木犀草素通過對IGF/1R/AKT通路的抑制，抑制其增殖促進凋亡。

P38信號通路的激活以p38的磷酸化為特征，p38磷酸化與p53磷酸化均可使cyclin D1降解，瞬時的p38、p53磷酸化導致的瞬時的cyclin D1降解表明木犀草素通過激活p38信號通路導致MCF-7/MitoR細胞細胞周期捕獲。而NCI-ADR/RES細胞株具有高水平的持續磷酸化的p38與p53，cyc-lin D1在這種細胞株降解很慢，這表明p38通路在這種細胞株中是處于持續激活狀態，或許有利于細胞增殖，木犀草素通過促進cyclin D1降解抵抗這種促增殖作用。

NF-KB信號通路在腫瘤細胞中常處于持續激活狀態，NCI-ADR/RES與MCF-7/MitoR細胞中磷酸化p65的表達增加，經木犀草素處理后p65降解增加，表明木犀草素能抑制NF-KB信號通路。ROS的產生有利于MMP降解，使線粒體誘導的凋亡途徑的激活。這表明木犀草素誘導的DNA破壞是一個獨立發生的過程或許與ROS的產生無直接關系。這種DNA損傷反應通過磷酸化ATR或/和Chk2激活MCF-7/Mi-toR中的p53，導致G1/S關卡激活介導p21抑制cdc2。以上涉及的包括NF-KB的激活，抗凋亡蛋白的降解，DNA破壞共同促進細胞周期捕獲及凋亡。

木犀草素誘導凋亡機制包括：誘導活性氧的產生，促進DNA破壞，激活ATR-Chk2-p53信號通路，抑制NF-KB信號通路，激活P38通路，調控Bcl-2家族的平衡。盡管木犀草素誘導凋亡的機制多種多樣，但總的來說是通過促進凋亡抑制生存信號通路以擾亂腫瘤細胞的生存與死亡平衡。

3.4抑制血管生成 血管生成促進實體瘤的形成，腫瘤細胞分泌的各種細胞因子能刺激血管生成。Sagli等發現木犀草素通過抑制P13K途徑抑制異種移植的裸鼠模型的腫瘤生長及血管生成，下調血管內皮因子VEGF在體內誘導的血管生成。

3.5增敏抗癌藥物的抗腫瘤效應 目前抗腫瘤治療是以放療、化療、靶向治療等為主的綜合治療，研究顯示木犀草素具有增敏抗癌藥物的作用。

Smac通過激活自分泌的TNF-α誘導外源性凋亡通路。在內源性凋亡通路中Smac從線粒體釋放到基質，抑制抗凋亡蛋白（1AP）表達，促進腫瘤細胞凋亡，但同時可激活NFK-B。NF-KB可促使抗凋亡蛋白Bcl-XL與MnSOD的表達，保護腫瘤細胞免于凋亡。木犀草素與SMC3（Smac類似物）在肺癌或肝癌細胞中聯合應用，可有效地抑制NF-KB信號通路，明顯敏化依賴于TNF-α的凋亡通路，具有協同殺傷腫瘤細胞作用，且ROS可能參與調控木犀草素的增敏作用。

木犀草素能增敏TRAIL誘導的凋亡，其機制包括增強XI-AP泛素化，促進蛋白酶體降解。HER2過表達可誘導腫瘤細胞多藥耐藥，木犀草素可通過抑制HER2表達，促進其降解，敏化腫瘤細胞對藥物的反應。這些結果表明木犀草素具有增加抗癌藥物對腫瘤細胞毒性及逆轉多藥耐藥的作用。

4其他

木犀草素誘導拓撲異構酶Ⅱ表達促進DNA損傷發揮對正常細胞的毒性作用。盡管上述機制具有抗腫瘤細胞作用，但非毒性水平的DNA破壞長期積累具有細胞毒性。臨床研究顯示拓撲異構酶毒性的化療藥物可加白血病風險。故有必要進行體內實驗評估長應用木犀草素藥物的積累毒性。

5結語

木犀草素及其糖苷作為一種食用黃酮廣泛存在于植物界，可用于預防及治療疾病。木犀草素幾乎能干擾癌變的所有方面，它能通過誘導細胞凋亡，抑制腫瘤細胞增殖，抑制腫瘤血管生成，提高放化療療效等途徑來治療腫瘤。同時木犀草素可選擇性殺傷癌變細胞，是一種很有前途的抗癌治療劑，但其積累毒性應引起對安全性的考慮。

隨著對木犀草素研究的深入，雖然其抗腫瘤作用明確，但作用機理研究還不透徹。因此，有必要進一步探索木犀草素的抗腫瘤作用及與放、化療等治療方式聯合應用的療效、機制，為臨床應用提供理論依據。

（收稿日期：2016-11-01）