甘草查爾酮A的抗腫瘤作用及機制

王梨明 王銳英 唐際存（通訊作者）

（桂林醫學院附屬醫院骨二科 廣西 桂林 541001）

惡性腫瘤是僅次于心血管疾病的全球第二高致死率疾病，僅2012年就有約1.4億腫瘤新發病例，其中0.82億人因患腫瘤死亡。據世界衛生組織(WHO)估計，到2050年全球因腫瘤死亡人數將增至1.75億[1]。而且，未來20年中，將增加70%的腫瘤新發病例[2]。目前，腫瘤治療主要手段是手術切除和使用化療藥物，手術治療副作用大，而且有轉移的風險，而常規化療藥物也同樣存在許多局限性，如毒副作用大(胃腸毒性、免疫抑制、脫發及骨髓抑制等)，價格昂貴，醫療成本高，只能選擇性激活單一細胞信號通路等[3]。而且腫瘤對化療藥物存在顯著的耐藥性，全球每年因腫瘤死亡人群中，大部分是由于腫瘤耐藥所致[4]。所以尋找毒副作用小，價格低，效果好的藥物成為亟待解決的問題。

中草藥治療腫瘤已有悠久歷史，中草藥中含有龐大的天然化學基團，因此具有多樣性特點，是常用的抗腫瘤藥物來源之一。目前，中草藥天然成分在預防及治療惡性腫瘤方面受到廣泛關注，中草藥天然成分可作用于腫瘤發生、發展及演變的任一階段，通過調節不同分子靶點抑制腫瘤增殖，血管生成及轉移，促進凋亡，與人工合成化療藥物相比，天然中草藥毒性低，安全性高[5]。本文對中藥提取物甘草查爾酮 A 在抗腫瘤中的作用及機制綜述如下。

1.甘草查爾酮A與腫瘤

甘草查爾酮 A來源于甘草種屬的根部，而甘草是中國傳統中藥材(traditional Chinese medicine，TCM）之一，很早之前，民間便用甘草來治療咽炎、支氣管炎及胃潰瘍等。甘草中含有多達20種三萜類化合物以及將近 300 種黃酮類化合物，其中，LCA是甘草的主要活性提取物，具有多種生物學活性，如抗氧化[6]、抗炎[7]、抗菌[8]、抗血管生成[9]及骨誘導性[10]。目前發現LCA也有抗腫瘤特性，對多種類型腫瘤均有抑制作用，例如口腔癌、膀胱癌、卵巢癌、胃癌、結直腸癌及肝癌等。

1.1 甘草查爾酮 A 與腫瘤細胞凋亡

腫瘤細胞的凋亡是通過多種分子機制調控的，促進腫瘤細胞的凋亡是治療腫瘤的重要手段[11]。研究發現LCA 可通過作用于凋亡通路的相關分子及蛋白，引發特定的程序性細胞死亡來治療腫瘤等相關疾病。甘草查爾酮A可以促腦膠質瘤細胞凋亡，結果顯示內質網應激是甘草查爾酮A促腦膠質瘤細胞凋亡的機制[12]。

線粒體凋亡途徑是細胞凋亡的主要途徑之一，研究發現LCA能提升HCT116細胞的ROS水平，促進細胞凋亡；而采用ROS抑制劑NAC處理后，細胞的ROS水平及凋亡率顯著下降，證明LCA可通過ROS途徑介導癌細胞的凋亡，LCA可能通過上調細胞ROS水平，進而從Bcl2/Bax線粒體凋亡和CHOP內質網應激兩條途徑共同誘導結腸癌癌細胞的凋亡[13]。甘草查爾酮A還可以通過下調XIAP蛋白、上調Smac蛋白并增強Caspase-3活性，抑制卵巢癌細胞HO8910增殖并促進細胞凋亡[14]。甘草查爾酮A除了通過調控Bcl-2家族蛋白表達誘導凋亡外，還能通過其他方式激活線粒體凋亡途徑。Yuan X等[15]研究發現，甘草查爾酮 A在膀胱癌T24細胞中不僅能使線粒體膜電位去極化，線粒體受損而誘導細胞凋亡，還能增加線粒體內活性氧(ROS)的生成，產生氧化應激反應，激活線粒體凋亡途徑，從而誘導細胞凋亡。LCA還可作為增敏劑加強TRAIL對宮頸癌細胞(HeLa細胞株) 和雄激素依賴性前列腺癌細胞(LNCaP細胞株) 的殺傷及促凋亡作用[16,17]。

1.2 抑制腫瘤細胞增殖

腫瘤細胞的主要生物學特點是能給自己提供充足的生長信號，具有無限的增殖能力，所以抑制腫瘤細胞增殖對于腫瘤的治療具有重要意義。大量研究顯示甘草查爾酮 A 能抑制多種腫瘤細胞的增殖，其抑制腫瘤細胞增殖可能與阻滯腫瘤細胞周期和調節細胞增殖相關信號通路有關。細胞周期的調節由多種細胞內外因素控制，其中細胞周期蛋白家族(cyclin) 和周期蛋白依賴激酶家族(Cdk) 發揮著至關重要作用。

Qiu C等研究了LCA在非小細胞肺癌(NSCLC)細胞中的抗癌作用和潛在機制。研究發現LCA可通過降低MDM2，Cyclin B1的表達，阻斷G2 / M期的細胞周期進展來抑制肺癌細胞的生長和誘導細胞凋亡。這些數據證明了LCA有可能被用于治療肺癌[18]。在MKN-28，AGS和MKN-45胃癌細胞和人胃上皮生化細胞中的研究發現，LCA可通過阻斷細胞周期進程在G2/M轉換和誘導細胞凋亡，從而抑制胃癌細胞的生長。此外，LCA誘導細胞凋亡對PARP，caspase-3，Bcl-2和Bax表達的影響。這些數據提供了證據LCA有可能用于治療胃癌[19]。

LCA通過誘導細胞周期停滯在G0/G1期和G2/M期，有效抑制U87膠質瘤細胞的生長；此外，皮下(側翼)和原位(腦)腫瘤模型用于確定LCA對神經膠質瘤的作用，結果顯示，LCA顯著減輕了兩種模型中腫瘤的生長。這些發現表明LA具有抗腫瘤作用，是治療多形性膠質母細胞瘤的潛在藥劑[20]。

1.3 抑制腫瘤細胞轉移和侵襲

侵襲與轉移是惡性腫瘤的主要生物學特征，腫瘤侵襲與轉移過程十分復雜，主要受細胞外基質( ECM) 降解、細胞黏附分子、腫瘤血管形成及腫瘤微環境等多重因素影響[21]。目前已有體內外實驗證實甘草查爾酮 A 能抑制腫瘤細胞侵襲和轉移。Kim 等[22]通過小鼠結腸腺癌 CT26 細胞肝轉移模型及體外證實，甘草查爾酮 A 能顯著抑制結腸腺癌 CT26 細胞肝轉移。

2.甘草查爾酮 A的其他作用

最近的研究證明，LCA具有預防海馬神經元變性的作用，增加促存活抗凋亡機制，減少促凋亡生物標志物，減少細胞應激和神經炎癥過程進而起到神經保護作用。機制可能是LCA通過對JNK1的抑制來起神經保護作用，可能是治療SE和神經退行性疾病的一種新的潛在方法[23]。骨關節炎(OA)是一種軟骨退化的關節疾病中樞病變。研究結果顯示LCA下調ADAMTS-5，ADAMTS-4，MMP-13和MMP-1表達，并減少IL-1β誘導的膠原蛋白Ⅱ的抑制，表明LCA具有抗骨關節炎的作用。

3.討論

腫瘤細胞具有無限增殖、侵襲與轉移的生物學特征，腫瘤微環境又被認為是腫瘤增殖、侵襲遷移、黏附、及新生血管形成的重要原因。當前研究表明運用中醫藥對腫瘤微環境進行調控，抑制腫瘤增殖侵襲與轉移，延長腫瘤患者生存時間，提高患者生活質量。甘草查爾酮A是從常用中藥甘草中提取出來的具有多重藥理活性的黃酮類化合物，近年來研究證實它能通過調節相關蛋白表達及信號通路而誘導腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤細胞增殖、抑制腫瘤侵襲和轉移以及腫瘤血管的生成等多種機制而發揮抗腫瘤作用。腫瘤的發生發展是一個極其復雜的過程，目前關于甘草查爾酮A抗腫瘤機制的研究仍有許多不明確的部分，需要進行更多的實驗研究為闡明其抗腫瘤機制提供依據，為研發甘草查爾酮 A作為高效低毒的抗腫瘤藥物提供理論基礎。