葛根素在腫瘤機制方面的研究進展

胡艷玲，林中翔，劉璟，石中全，唐靜，李國利

重慶三峽醫藥高等?？茖W?；A醫學部，重慶 404120

祖國醫學中，野葛的干燥根即為葛根，是一種臨床上應用較廣泛的中草藥，在升陽止瀉、解饑退熱、透疹以及生津等方面上具有十分顯著的應用價值[1]。葛根素主要是從干燥野葛根中提取出來的，在水中微溶，且能溶于多種有機溶劑，比如二甲基亞砜以及丙酮等，溶液為微黃色亦或者是無色[2]。相關研究表明，葛根素不僅能有效保護人體的心肌細胞，還具備良好的降壓、促進微循環、抗雌激素、抗動脈粥樣硬化、抗氧化以及減輕炎癥反應等作用，并且，葛根素還是一種具有低毒性以及高效的抗癌藥物，能有效抑制淋巴瘤、肺癌與肝癌等腫瘤細胞[3-4]。對此，筆者將針對葛根素在抗腫瘤方面的作用機制，對其作出如下綜述。

1 抑制腫瘤細胞周期的作用分析

通過完整的周期調控能夠確保細胞的正常生長以及繁殖，并且，無論是正常細胞，還是腫瘤細胞，都需要經過一個完整的細胞周期才能實現不斷繁殖的過程[5]。其中，細胞周期即細胞完成一次分裂開始至下一次分裂結束時的整個過程，可被分成間期、分裂期以及靜止期3個階段。若細胞周期中的任意一個環節出現了問題，都會導致腫瘤細胞不能正常繁殖。在對細胞周期進行調控時，需要利用到Gyclin-CDK-CDi網絡調控，其中，CDK抑制因子基因主要有3個，分別是：p21、p16以及p27[6]。若細胞周期蛋白依賴激酶和cyclin等正調控因子出現過度表達的情況，亦或者是p21和p 53等負調控因子出現了缺失的問題，都將會引發檢驗點閾值下調以及功能降低的情況，使得細胞無法及時對外源性調節信號作出反應，從而導致細胞自主分裂以及生長[7]。大量研究表明，葛根素所具備的抗腫瘤作用是通過抑制CDK蛋白和cyclin表達、阻滯細胞間期以及促進p21、p16和p27蛋白表達來實現的[8]。有報道稱，葛根素能夠阻滯套細胞淋巴瘤的間期，并由此起到促淋巴瘤細胞凋亡的作用[9]。相關研究表明，葛根素純品以及葛根粗提物都能起到誘導小細胞肺癌凋亡的作用，通過流式細胞儀檢測可以發現，細胞周期被阻滯在間期。另外，也有研究表明，對于H446細胞來說，葛根素對其的抑制作用更強，能改變細胞周期的分布情況，提高靜止期和間期細胞的比例，減少間期和分裂期細胞的比例[10]。在H446細胞當中，CDK4蛋白和cyclin D表達為陰性，p27蛋白表達為陽性，提示，葛根素能對細胞周期蛋白p27、cyclin D以及CDK4這三者間的表達比例進行有效的調節，讓H446細胞無法經間期檢查點，從而起到阻滯細胞周期的作用。

2 對線粒體調控途徑的影響分析

在細胞凋亡的途徑當中，內源性與外源性途徑都非常重要。前者主要是通過提高線粒體外模通透性的方式來實現的，而后者則主要是通過FAS-L、TNF-α以及TRAIL等死亡受體所實現的[11]。細胞色素C能夠利用線粒體外膜所具備的透化作用被釋放入細胞基質當中，以對Caspases蛋白進行有效的活化[12]。其中，Caspases乃細胞凋亡的一個重要媒介，主要包含Caspases-9以及Caspases-3等，當中，Caspases-9能夠誘導Caspases級聯反應，是一種啟動蛋白，而Caspases-3則是被Caspases-9所活化后導致的凋亡效應，能夠加快腫瘤細胞凋亡的速度[13]。在線粒體對細胞凋亡的機制進行調控的過程當中，Bcl-2蛋白家族基因所具有的表達、激活以及調控作用至關重要，Bcl2蛋白家族成員能夠對細胞色素C的釋放過程進行有效的調控，并由此起到促進細胞凋亡的作用，Bcl-2能有效抑制細胞的凋亡，而Bax則能起到誘導細胞凋亡的作用。相關研究表明，葛根素能對套細胞淋巴瘤Z138細胞的增殖過程進行有效的抑制，可顯著提高Caspases-9、Caspases-3以及Caspases-8的活性[14]。肺癌A549細胞為非小細胞肺癌，研究發現，葛根素能夠有效促進A549肺癌細胞的快速凋亡，并且，葛根素誘導A549細胞凋亡主要是通過對線粒體調控途徑的蛋白水平進行改變的方式來實現的[15]。當葛根素作用于A549細胞之后，Bax、Caspases-3、Caspases-9以及Caspases-7蛋白濃度將會顯著提升，Bcl-2蛋白濃度顯著下降，并且，呈現出劑量依賴性。在聯合應用葛根素與5-氟尿嘧啶后，Bcl-2蛋白的表達將明顯降低，Bax蛋白的表達顯著升高，且比單獨應用葛根素時的效果更加明顯，由此可以推斷出，葛根素與5-氟尿嘧啶聯用能通過對線粒體途徑的蛋白表達情況進行調控的方式來達到抗腫瘤的這一目的[16]。線粒體途徑的激活和多種因素密切相關，比如：線粒體膜電位損失、活性氧升高等。相關研究中，對肝癌SMMC-7721細胞利用葛根素進行干預，結果顯示，連續干預12 h后活性氧顯著升高，連續干預24 h后線粒體膜電位明顯去極化，并且，呈現出劑量依賴性。表明，葛根素促肝癌SMMC-7721細胞凋亡的一種途徑為線粒體調控。

3 對腫瘤細胞凋亡信號途徑的影響分析

3.1 磷脂酰肌醇3-激酶/AKT信號通路

磷脂酰肌醇3-激酶與蛋白激酶B構成的信號通路能夠激活下游的信號分子，在腫瘤細胞的凋亡、生長、轉移以及增殖中具有非常重要的作用[17]。有報道稱，磷脂酰肌醇3-激酶與AKT所形成的第二信使在磷酸化之后才會具備生物活性，而葛根素則能對磷脂酰肌醇3-激酶-3C基因的轉錄過程進行有效的抑制，并能起到抑制AKT活性的作用。Fu等人的研究表明，磷脂酰肌醇3-激酶能夠通過哺乳動物雷帕霉素靶蛋白以及AKT將有絲分裂的信號傳給P70S6K1，以上調細胞周期蛋白的表達，比如：cyclin等，讓間期進展，加快細胞周期的進行速度。故，在對磷脂酰肌醇3-激酶的活性進行有效抑制后，能夠減少cyclin D1，抑制細胞間期，讓細胞周期不能正常進行。有研究表明，LY294002作為一種磷脂酰肌醇3-激酶制劑，具有阻斷AKT信號通路的作用，所以，能對AKT的磷酸化進行有效的抑制。將LY294002與葛根素聯合用于套細胞淋巴瘤中，有助于提高促細胞凋亡的作用，下調AKT磷酸化，提示，LY294002與葛根素聯用能促進磷脂酰肌醇3-激酶/AKT信號通路失活的速度，并能由此起到提高促MCL細胞凋亡的作用。相關研究表明，葛根素能減少結腸癌TH-29細胞核中的NF-KB p65蛋白的表達，可以推測出葛根素主要是通過阻斷NF-KB p65通路以及調節細胞氧化還原能力的方式來實現抗結腸癌的效果?，F代研究發現，磷脂酰肌醇3-激酶/AKT信號通路具備激活靶蛋白p53的作用，其中，p53是腫瘤凋亡抑制蛋白，和細胞凋亡、DNA修復與細胞周期調控等密切相關[18]。有報道稱，葛根素能有效降低磷脂酰肌醇3-激酶、p53以及AKT的表達，由此可以推測出葛根素能夠通過對磷脂酰肌醇3-激酶/AKT信號通路進行抑制的方式起到下調p53的作用，從而實現促人骨腫瘤細胞株MG63細胞凋亡的效果[19]。

3.2 絲裂原活化蛋白激酶信號通路

絲裂原活化蛋白激酶廣泛存在于真核細胞當中，屬于是一種絲/蘇氨酸蛋白激酶，其信號通路和以下兩種因素相關，即：細胞周期停滯以及誘導細胞凋亡[20]。相關資料中提及，取葛根素，500 mg/L，對肝癌SMMC-7721細胞進行干預，6 h后，pJNK與p38濃度明顯升高，提示，葛根素能夠對絲裂原活化蛋白激酶信號通路進行有效的干預，并能起到上調p-JNK以及p38水平的作用，從而實現促肝癌細胞凋亡的效果[21]。

4 其它作用分析

葛根素在我國現階段中有著比較廣泛的應用，是一種抗腫瘤藥物，具有低毒性以及高效等特點，其抗腫瘤效果和多種因素密切相關，比如葛根素衍生物、多藥聯用與劑型等。相關研究表明，葛根素具備促A549肺癌細胞凋亡的作用，并且，葛根素純品以及葛根粗提物在誘導小細胞肺癌H446細胞凋亡的過程中都具有十分顯著的作用，但粗提物所取得的效果明顯高于純品[22]。在相關研究中，利用葛根素溶液和葛根素納米懸浮液分別對結腸癌TH-29細胞進行干預，結果顯示，葛根素納米懸浮液所起到的抑制結腸癌HT-29細胞作用更加顯著，且其IC-50值也更小，通過應用熒光顯微鏡能夠發現，在經過葛根素納米懸浮液的干預后，結腸癌TH-29細胞的形態明顯改變，比如：細胞核變形、細胞皺縮以及細胞破碎等。此外，也有研究發現，與葛根素溶液相比，葛根素納米懸浮液的抑瘤作用更加顯著。在對胃癌BGC-823細胞分別應用5-氟尿嘧啶（240 μmol/L）與葛根素（2 400 μmol/L）進行干預時，抑瘤率在75.0%左右的范圍之內；在聯用5-氟尿嘧啶（60 μmol/L）和葛根素（1 600 μmol/L）后，抑瘤率依舊在75.0%左右的范圍之內，提示，葛根素的應用能夠降低5-氟尿嘧啶的使用量，證實葛根素具有比較顯著的抗腫瘤作用，且具有低毒性。

5 結語

葛根素主要是從中藥葛根中經一系列特殊處理后所提取出來的一種化學成分，能夠通過多種不同的途徑起到抑制腫瘤細胞生長以及促腫瘤細胞凋亡的作用，比如影響線粒體調控途徑、阻滯細胞周期、損傷線粒體細胞、誘導細胞凋亡、影響磷脂酰肌醇3-激酶/AKT信號通路等。現代研究表明，葛根素衍生物、多藥聯用和葛根素納米懸浮液都能取得比葛根素更顯著的抗腫瘤效果，但因誘導細胞凋亡的途徑多種多樣且比較復雜，所以，臨床還應加強對葛根素的抗腫瘤機制進行研究的力度，以更進一步的了解葛根素在治療腫瘤疾病中的應用價值，從而為臨床醫師對腫瘤疾病患者治療方案的制定提供重要參考。