褐藻糖膠抗腫瘤活性研究進展

寧蕾，朱錦俊

（1.濱州市優撫醫院，山東 濱州；2.蘇州市民康醫院，江蘇 蘇州）

0 引言

褐藻糖膠普遍具有增強免疫力、抗腫瘤、抗氧化、抗病毒、降血脂等功效。研究表明，褐藻糖膠的抗腫瘤機制非常復雜，如促進NK細胞活化、促進樹突狀細胞活化、影響巨噬細胞、抑制細胞周期轉換、誘導細胞凋亡等。本文通過系統的文獻檢索和總結，對褐藻糖膠的抗腫瘤作用進行綜述。

1 促進NK細胞活化

NK細胞是機體重要的非特異性免疫殺傷細胞，可直接殺傷腫瘤細胞。Namkoong S等[1]發現褐藻糖膠飼喂的小鼠NK細胞活性顯著提高，NO和誘導型一氧化氮合成酶（iNOS）明顯增加。相關研究者利用褐藻糖膠處理雄性C57BL/6J小鼠，獲取脾NK細胞作為效應細胞，以小鼠淋巴瘤細胞為（YAC-1）靶細胞，通過Na251CrO4標記法測定效―靶細胞作用，研究發現褐藻糖膠對NK細胞有明顯的激活作用[2]。

2 促進樹突狀細胞活化

樹突狀細胞（DC）是功能強大的專職抗原遞呈細胞（APC），可有效的攝取、加工處理和呈遞抗原，未成熟的樹突狀細胞遷移能力較強，成熟樹突狀細胞能有效激活初始型T細胞，進而觸發特異性免疫應答，是啟動、調控和維持免疫應答的中樞環節[3]。

褐藻糖膠可經由NF-κB信號通路，刺激骨髓衍生的DC的成熟[4]。徐琦等[5]采用免疫磁珠法、酶聯免疫吸附法（ELISA）、流式細胞分析術對褐藻糖膠影響單核細胞體外誘導樹突狀細胞的機制進行了研究，發現在體外褐藻糖膠能夠誘導DC的成熟、活化，刺激DC分泌相關細胞因子，發揮DC的抗原呈遞作用以及促輔助性T細胞活化和增殖分化的作用。

褐藻糖膠還可以正向誘導脾樹突狀細胞的生成和白細胞介素IL-6、IL-12和腫瘤壞死因子TNF-α的表達，促使DC中主要組織相容性復合體Ⅰ（MHC Ⅰ）和Ⅱ（MHC Ⅱ）的正向表達，并顯著激活CD4和CD8T細胞的增殖，從而使小鼠獲得抵御B16-OVA腫瘤細胞的能力[6]。

3 對巨噬細胞的影響

Teruya T等[7]研究發現，褐藻糖膠能夠誘導小鼠腹腔巨噬細胞細胞系RAW264.7中NO的生成、腫瘤壞死因子TNF-α的分泌和白細胞介素IL-6的表達，活化M1型巨噬細胞，最終殺傷腫瘤細胞。Junda Lin等[8]研究發現，在條件培養液中添加褐藻糖膠，可以減少基質蛋白酶MMP-2和沉默驅動蛋白KIF4A的轉錄，促進THP-1來源的巨噬細胞表達炎癥因子，從而降低人舌鱗癌CAL27細胞的遷移能力。深入研究發現，褐藻糖膠能夠促進CAL27細胞中趨化因子CCL3的表達，CCL3的表達逆轉了口腔鱗狀細胞癌（OSCC）對巨噬細胞的招募和馴化過程。

Sun J等[9]研究發現，褐藻糖膠可抑制p65-NF-κB磷酸化作用和核遷移來降低M2型趨化因子CCL22表達。CCL22分泌的減少可以降低腫瘤細胞遷移能力，阻抑M2巨噬細胞被腫瘤細胞的募集和馴化，活化CD4+輔助性T淋巴細胞。

4 細胞周期阻滯

細胞周期由細胞周期蛋白與周期蛋白依賴性蛋白激酶（CDK）調控[10-11]。G1期是很多抗癌藥物最普遍的靶目標，G1期的調控因素包括有絲分裂原、抗增殖細胞因子等。細胞周期蛋白Cyclin E、Cyclin D，CDK4、CDK6，細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑P21、P27和視網膜母細胞瘤蛋白（pRB）是G1期轉變到S期的關鍵參與者[12]。G1期到S期的轉換過程是通過生成CyclinE/CDK2、Cyclin D/CDK4、CyclinD/CDK6等復合物進行特異性調節的。P21結合多種Cyclin/CDK復合物而形成Cyclin/CDK/P21復合物，這種復合物可以抑制CDK蛋白激酶活性。轉錄因子E2F-1在G1/S期轉換和DNA合成過程中起著至關重要的作用，高水平的E2F-1能誘導細胞凋亡[13]。E2F-1和P21蛋白是Wnt/β-catenin信號通路的重要因子，可被β-catenin調節[14-16]。

Han YS等[17]研究發現，不同種類的褐藻糖膠對多種癌細胞有細胞周期阻滯作用，且多作用于G1期。通過體外流式細胞術和Western雜交實驗發現，褐藻糖膠可增加P21蛋白表達，降低CyclinD1/CDK4以及Cyclin E1/CDK2的表達，進而啟動Akt信號通路，誘導G1期細胞周期阻滯。相關學者通過體外Western雜交實驗顯示，褐藻糖膠通過降低PI3K/Akt/mTOR/p70S6K1信 號 通 路 中CyclinD1、CyclinE、CDK2和CDK4的表達，抑制人類直腸癌細胞系HT-29的增殖。褐藻多糖通過負性調節Wnt/β-catenin信號通路，減少轉錄因子E2F-1的表達量，進而引起PC-3前列腺癌細胞系G0/G1期細胞周期阻滯。褐藻糖膠也可降低CDK4、pRB蛋白的表達、增加P21蛋白的表達，阻抑HepG2人類肝癌細胞系的G0/G1期轉換。另外，褐藻糖膠夠抑制4T1小鼠乳腺癌細胞系G1細胞周期轉換的過程是通過負向調節細胞核、細胞質中鏈蛋白β-catenin的水平，進而減少凋亡抑制因子Survivin、C-myc蛋白和Cyclin D1的表達來實現的[18]。

5 誘導細胞凋亡

利用熒光細胞分析和Western雜交技術發現，褐藻糖膠可以抑制細胞凋亡抑制基因Bcl-xL和Mcl-1的表達，正向調控人乳腺癌細胞系MCF-7中細胞凋亡促進基因Bax和ROS的表達，正向調控MDA-MB-231人乳腺癌細胞系ROS的表達[19]。

褐藻糖膠可通過一系列方式誘導細胞凋亡，如通過線粒體途徑介導的半胱天冬酶（Caspase）依賴性細胞凋亡抑制基因bcl-2和bcl-xl的表達，也可通過增加促凋亡基因bax和bad的表達，促進細胞色素c和凋亡誘導因子AIF的表達，以及ROS依賴的c-Jun氨基末端激酶（JNK）磷酸化途徑等方式[20]。褐藻糖膠也可增加半胱天冬酶Caspase-3表達水平，誘導人結腸癌HT-29細胞和黑色素瘤細胞的凋亡。

Hyun JH等[21]通過熒光顯微鏡進行形態學觀察、Western雜交技術、DNA片段分析技術、流式細胞術等進行研究發現，褐藻糖膠能夠負向調控bcl-2基因表達，正向調控bax的表達，激活Caspase-9和Caspase-3的表達，裂解聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶（PARP），激活細胞外信號調節激酶ERK和P38蛋白，阻抑PI3K/Akt途徑，從而誘導HCT-15人結腸癌細胞的凋亡。

Xue M等利用流式細胞術、熒光顯微鏡形態學觀察和Western雜交技術研究了褐藻糖膠誘導小鼠4T1乳腺癌細胞系凋亡的機理，結果顯示，褐藻糖膠能夠顯著的負向調控bcl-2、survivin基因的表達，磷酸化細胞外受體活化激酶（ERKs）[18]。Xue M等[22]利用流式細胞術、Western雜交技術和體內熒光顯微鏡形態學觀察等方法，發現褐藻糖膠粗提物可以負向調控細胞核與細胞質中β-catenin的表達水平，減少靶向Survivin、C-myc和CyclinD1的表達量，誘導小鼠乳腺癌細胞系4T1細胞凋亡。

共聚焦激光顯微鏡技術和Western雜交實驗結果表明，褐藻糖膠能夠通過以下方式誘導人類乳腺癌細胞系MDA-MB-231凋亡：調控ER應激通路，導致GRP78的減少，鈣調蛋白依賴的蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）的磷酸化、促進Bax和Caspase-12的表達。在人類乳腺癌細胞系MDA-MB-231和人類結腸癌細胞系HCT116中，褐藻糖膠可誘導p-eIF2CHOP凋亡級聯反應，阻抑p-IRE-1/XBP-1s存活級聯反應，從而誘導細胞凋亡[23]。

呂敬龍等[24]探討褐藻糖膠對多發性骨髓瘤U266細胞的影響及可能的作用機制，發現褐藻糖膠可通過介導Ras-p38MAPK和Shh-GLI1信號通路的活化，抑制U266細胞增殖，并誘導細胞凋亡。

6 結語

褐藻糖膠的抗腫瘤功效已得到廣泛認可。其作用機制十分復雜，迄今仍未完全被破解，但從已有的研究成果來看，主要有以下方式，即促進NK細胞、T淋巴細胞、M1巨噬細胞生長，阻抑M2巨噬細胞被腫瘤細胞的募集和馴化，誘導細胞周期阻滯、誘導細胞凋亡等方式。相信隨著科研工作者的不斷努力和科技水平的不斷提高，對褐藻糖膠抗腫瘤機制的闡述將會更加全面深入。