南蛇藤及其有效成分抗胃癌作用機制的研究進展

馮心怡 ，褚澤文 ，羅園園 ，劉延慶 ，王海波 *

1.揚州大學醫學院（轉化醫學研究院），江蘇 揚州 225001

2.國家中醫藥管理局胃癌毒邪論治重點研究室，江蘇 揚州 225001

3.揚州大學-揚州市腫瘤研究所，江蘇 揚州 225001

胃癌是消化系統最常見的惡性腫瘤，其發病率居全部消化系統腫瘤之首，占全部惡性腫瘤的11%[1-2]。胃癌的術后復發和轉移是制約胃癌生存率提高的重要因素，目前臨床常用的手術和放化療等治療手段價格昂貴，且放化療不良反應較大，很大程度上影響了胃癌整體治療效果[3-4]，中醫藥一直是臨床上治療胃癌的重要手段之一，中醫藥因其療效確切和不良反應少等特點，吸引了越來越多研究者的注意力，研究者們希望能從中尋找到高效、低毒的抗胃癌藥物。

南蛇藤Celastrus orbiculatusThunb.為衛矛屬植物，藥用部位為藤莖，別名降龍草、黃藤等，有祛風止痛、抗腫瘤、抗炎等作用[5]。近年來研究發現，南蛇藤對胃癌等多種惡性腫瘤治療效果顯著，具備很好的抗腫瘤藥開發前景，相關研究結果受到了廣泛關注[6-9]。本文從南蛇藤的抗腫瘤有效成分研究及其抗胃癌的作用及機制研究等方面綜述了近年來南蛇藤在治療胃癌方面的研究進展，為今后南蛇藤的進一步開發和利用提供參考。

1 南蛇藤的抗腫瘤有效成分

藥理研究表明，南蛇藤含有多種抗腫瘤有效成分，無論是提取物還是單體化合物，均表現出了不同程度的抗腫瘤活性。通過多種手段已經從南蛇藤成功分離鑒定出了30多種抗腫瘤活性成分，如萜類化合物、脂肪類化合物、苷類化合物、黃酮類化合物，此外還有生物堿類、鞣質類、有機酸類等（表1）。

表1 南蛇藤的主要抗腫瘤有效成分Table 1 Some active ingredients of C.orbiculatus

1.1 萜類化合物

南蛇藤中萜類化合物較多的成分是倍半萜化合物，具有殺蟲、抗腫瘤等多種生物活性[10]。從南蛇藤根皮中提取的二萜類、三萜類化合物對腫瘤的治療效果顯著，包括齊墩果酸、南蛇藤素等[11-12]，通過影響腫瘤細胞的增殖和凋亡、侵襲轉移等多種途徑產生作用[13]。

1.2 脂肪類化合物

南蛇藤脂肪類化合物包括石油醚提取物中的正十三醇乙酸酯等和乙醇、醋酸乙酯提取物中的β-香樹酯醇、β-香樹酯醇乙酸酯等，具有抗炎、驅蟲等作用[5]，其中醋酸乙酯提取物對肝癌、宮頸癌、胃癌等都具有顯著的抑制作用[14-16]。

1.3 苷類化合物

南蛇藤苷類化合物主要包括表兒茶素、表阿夫兒茶精等，以及一系列黃酮苷，如山柰酚-3-β-D-葡萄糖-7α-L-鼠李糖苷、7-α-L-二鼠李糖苷、槲皮素-3-β-D-葡萄糖-7-α-L-鼠李糖苷等，此類成分具有抗菌、鎮痛、鎮靜和顯著的抗腫瘤活性[17-21]。

1.4 其他化合物

黃酮類化合物是從南蛇藤的葉中提取的有效成分，常見的有山柰酚和槲皮素等，具有顯著的抗炎、抗氧化和抗腫瘤作用[22-26]。南蛇藤的抗腫瘤生物堿類化合物從根皮和種子中分離得到，具有二氫沉香呋喃型的結構特征[11,27]。此外，從南蛇藤的根皮和地上部分提取的鞣質類化合物也具有很好的抗病毒、抗氧化、抗炎和抗腫瘤作用。南蛇藤皮中的有機酸成分較少，常見的為棕櫚酸、衛矛醇等，除了具有較好的活血行氣、祛風止痛作用外，還具有明顯的抗腫瘤作用[28-32]。

2 南蛇藤抗胃癌作用及其分子機制

2.1 抑制胃癌細胞的增殖及誘導凋亡

細胞增殖是產生新細胞的主要方式，是細胞的重要生命活動。細胞凋亡是細胞的程序性死亡，是細胞在一定生理病理條件下的正常行為。南蛇藤中多種有效成分均可以影響胃癌細胞增殖與凋亡的發生[33]。

彭微等[34]研究發現南蛇藤提取物可以影響絲氨酸代謝關鍵酶絲氨酸羥甲基轉移酶2（serine hydroxymethyltransferase 2，SHMT2）蛋白發生琥珀酰化，而SHMT2酶活性與琥珀酰化程度呈負相關，胃癌MGC-803細胞的絲氨酸/甘氨酸代謝受影響，細胞增殖速度降低。提示南蛇藤提取物可以通過影響胃癌MGC-803細胞絲氨酸/甘氨酸代謝，抑制胃癌細胞的增殖。此外，南蛇藤還能通過調控細胞周期影響細胞的增殖凋亡，彭微等[35]研究發現，在10、20、40 mg/L南蛇藤提取物作用于MGC-803細胞24、48 h后，G0/G1期細胞比例顯著提高，S期和G2/M期細胞比例明顯降低，該研究證明南蛇藤提取物可以通過細胞周期阻滯的方式抑制胃癌細胞增殖。Wang等[36]研究發現南蛇藤提取物體外通過抑制磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶 B（phosphatidylinositol-3-hydroxy kinase/protein kinase B，PI3K/Akt）通路的活性、改變線粒體結構和功能明顯抑制細胞增殖。另有實驗證實[37]，南蛇藤提取物可能通過調控熱休克蛋白27、抗增殖蛋白、絲切蛋白1（cofilin 1，CFL1）、膜聯蛋白A5等抑制胃癌細胞SGC-7901的增殖和能量代謝。曹玲等[38]和Qian等[39]研究發現，不同劑量（20、40、80、160 mg/L）的南蛇藤提取物作用于胃癌MGC-803細胞后，細胞中乳腺絲抑蛋白表達顯著增加，凋亡相關蛋白B淋巴細胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）和B淋巴細胞瘤-2相關蛋白12（Bcl-2-like protein 12，Bcl2-L-12）的表達明顯降低，提示南蛇藤提取物可以促進MGC-803細胞的凋亡，其機制可能與maspin蛋白高表達相關。陸松花[40]進一步研究發現，南蛇藤提取物增加maspin蛋白的表達，是通過調控PI3K/Akt/雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號通路實現的。南蛇藤提取物可以通過PI3K/Akt/mTOR信號通路降低細胞外信號調節激酶1/2（extracellular regulated kinase 1/2，ERKl/2）蛋白的表達水平，提高Bcl-2相關X蛋白（Bcl-2 associated X protein，Bax）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（cysteinasparate protease，Caspase-3）、磷酸化ERKl/2和磷酸化絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）蛋白的表達，從而促進胃癌細胞的凋亡。

南蛇藤的單體成分同樣具有良好的抗腫瘤效果，褚澤文等[41]研究發現，南蛇藤有效成分齊墩果烷型三萜化合物可以通過改變線粒體膜電位，影響線粒體膜的通透性，促進細胞中Bax和Caspase-3蛋白的表達，Caspase家族是細胞凋亡調控的關鍵蛋白，其激活直接加速了細胞凋亡的發生。Wang等[36]通過體內外研究發現，南蛇藤提取物可以影響胃癌細胞內線粒體的結構和功能，從而改變線粒體膜通透性和膜電位水平，通過線粒體途徑來促進胃癌BGC-823細胞和AGS細胞的凋亡。

通過不同萃取介質提取的南蛇藤提取物表現出不同程度的抗腫瘤活性，王維民等[42]研究發現，南蛇藤醋酸乙酯提取物和正丁醇提取物通過上調細胞中p53基因的表達抑制SGC-7901細胞增殖，誘導其凋亡。朱耀東等[43]通過建立胃癌裸鼠移植瘤模型，并ig給予不同劑量的南蛇藤提取物，結果發現不同劑量（10、20、40 mg/kg）的南蛇藤提取物在小鼠體內均能抑制胃癌SGC-7901細胞的生長。在南蛇藤提取物的作用下p53蛋白的表達升高，抗凋亡蛋白Bcl-2的表達降低，且呈劑量相關性。2項研究均說明了南蛇藤提取物可以在體內外通過p53通路誘導胃癌細胞凋亡。

南蛇藤除了能激活上述凋亡途徑外，還能通過影響DNA損傷修復來促進胃癌細胞的凋亡。姜壯壯等[44]研究發現，不同質量濃度（0、20、40、80、160、320 mg/L）的南蛇藤多萜處理AGS和MKN45細胞24、48、72 h后，細胞周期檢測點激酶1磷酸化蛋白被抑制，細胞核內DNA受損，最終促進胃癌細胞凋亡。

2.2 抑制胃癌細胞的侵襲轉移和上皮間質轉化（epithelial-mesenchymal transformation，EMT）

侵襲轉移是胃癌治療的最大難點，胃癌的侵襲轉移是指胃癌細胞從原發部位脫落，經淋巴管、血管轉移至遠端、侵襲基底膜的過程。南蛇藤及其有效成分可以顯著抑制胃癌細胞侵襲轉移過程中的多個環節。

錢亞云等[45]將不同質量濃度（20、40、80、160 mg/L）南蛇藤提取物作用胃癌MGC-803細胞24 h后發現，南蛇藤提取物通過調控PI3K/Akt和MAPK信號通路，降低ERK和p38MAPK蛋白的表達水平抑制胃癌細胞遷移。南蛇藤有效成分羥基-3-氧代齊墩果-12-烯-29-酸處理胃癌SGC-7901和BGC-823細胞后，p-PI3K、p-Akt的蛋白表達水平降低，PI3K/Akt的磷酸化被抑制，細胞侵襲轉移受到明顯抑制[46]。南蛇藤提取物還可以提高金屬蛋白酶組織抑制因子（tissue inhibitor of metalloproteinase 1，TIMP1）和TIMP3的轉錄水平和蛋白表達水平，下調基質金屬蛋白酶基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）家族中MMP-2和MMP-9因子的表達，激活ERK/MAPK信號通路來抑制MGC-803細胞的侵襲和遷移[47-49]。

EMT與細胞侵襲轉移密切相關，南蛇藤可以抑制胃癌細胞EMT進程。巴赫等[50]發現，南蛇藤提取物可以上調胃癌SGC-7901細胞中E-鈣黏蛋白表達，抑制N-鈣黏蛋白表達和波形蛋白的表達，上調程序細胞死亡因子4（programmed cell death 4，PDCD4）表達水平。南蛇藤有效成分28-羥基-3-氧代齊墩果-12-烯-29-酸可通過抑制PI3K/Akt的磷酸化來調節轉錄因子鋅指蛋白Snail的表達，逆轉胃癌細胞中的EMT進程[46]。Zhu等[51-52]研究證實，南蛇藤還可以通過調控熱休克蛋白27的表達，繼而影響EMT相關的關鍵信號通路核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）/Snail來抑制人胃癌SGC-7901細胞的EMT。

2.3 抑制胃癌細胞骨架重塑和癌前病變

細胞骨架與細胞的形態結構、物質運輸、運動等生命活動密切相關。其中CFL1對腫瘤細胞的侵襲轉移和細胞骨架的重塑有重要調控作用[53]。王海波等[54-56]研究發現，南蛇藤提取物能下調胃癌SGC-7901、AGS細胞中CFL1的表達水平，抑制CFL1和纖維狀肌動蛋白的結合以抑制纖維狀肌動蛋白的解聚，從而抑制胃癌細胞骨架蛋白的重新裝配，最終抑制EMT和侵襲轉移。

南蛇藤在體內具有明顯的抑制胃黏膜EMT的作用，可以有效抑制胃癌的癌前病變。Zhu等[57]通過構建胃癌癌前病變大鼠模型，并用南蛇藤提取物予以治療，結果發現，南蛇藤提取物組胃癌癌前病變大鼠體質量、胃黏膜上皮細胞E-鈣黏蛋白表達水平明顯高于模型組，南蛇藤提取物組N-鈣黏蛋白、波形蛋白和富含亮氨酸重復序列的G蛋白偶聯受體-5的表達水平顯著降低，胃癌癌前病變的過程顯著逆轉。提示南蛇藤提取物可以通過抑制大鼠富含亮氨酸重復序列的G蛋白偶聯受體-5等的表達，抑制胃黏膜上皮細胞的化生，從而抑制胃癌的發展和轉移。

2.4 抑制細胞血管生成

血管生成是腫瘤生成和轉移的重要生物學過程，也是臨床判定腫瘤惡性程度的重要參考指標。通過抑制腫瘤血管生成來抑制腫瘤的生長和轉移已經成為研究熱點，南蛇藤及其有效成分可以明顯抑制胃癌細胞血管生成。

黃熠倫等[58]研究發現，南蛇藤中的雷公藤紅素（又稱南蛇藤素）可以抑制血管內皮細胞體外增殖，抑制內皮細胞株的遷移和小管生成，從而體外抑制血管內皮生長。此外，低濃度雷公藤紅素可使血管內皮細胞ECV304阻滯于S期，抑制血管內皮細胞的增殖，高濃度雷公藤紅素可以產生細胞毒性導致血管內皮細胞壞死，從而影響血管的正常功能[59]。楊慶偉等[60]研究還發現，不同質量濃度（20、40、80、160 mg/L）的南蛇藤總萜類化合物作用人臍靜脈內皮細胞24 h，Bcl-2和血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）蛋白的表達顯著降低，南蛇藤總萜類化合物可以促進人臍靜脈內皮細胞的凋亡，抑制血管生成因子VEGF的產生，進一步證實了南蛇藤抑制腫瘤血管生成的作用。

2.5 逆轉腫瘤多藥耐藥

鉑類藥物被廣泛用于治療各種惡性腫瘤，是一種高效的抗腫瘤藥物，但是長期用藥容易使胃癌產生耐受。胃癌細胞對長期使用的化療藥物不敏感，嚴重影響胃癌術后化療的效果[61]。因此逆轉耐藥，增加胃癌細胞對化療藥物的敏感性，已成為研究重點[62]。

Wang等[63]研究發現南蛇藤提取物可以在體內外促進低濃度順鉑耐藥細胞株BGC-823和SGC-7901細胞的凋亡，增強胃癌細胞對順鉑的敏感性，其作用機制是激活凋亡相關蛋白Caspase家族信號通路實現的，南蛇藤提取物可以顯著增加cleaved-Caspase-3、cleaved-Caspase-8和cleaved-Caspase-9蛋白的表達，激活細胞凋亡信號，促進胃癌細胞的凋亡。另有實驗結果表明[64]，南蛇藤素處理順鉑耐藥胃癌細胞株SGC7901/DDP后，細胞中的PI3K/mTOR信號通路關鍵蛋白PI3K和mTOR的磷酸化受到明顯的抑制。同時南蛇藤素還有效降低了順鉑耐藥相關蛋白移動相關蛋白1（mobile-related protein，MRP-1）、P糖蛋白和乳腺癌耐藥蛋白（breast cancer resistance protein，BRCP）的表達水平，這說明南蛇藤素可以通過PI3K/mTOR信號通路影響耐藥相關蛋白MRP-1、P糖蛋白和BRCP的表達從而逆轉胃癌細胞SGC-7901的耐藥性。

此外，陶麗等[65]通過藥理學定量研究發現，在不同的細胞株中，南蛇藤多萜與4種化療藥物的相互作用的效應分布基本一致，2種藥物低劑量聯用藥理效應大于同等劑量藥物單用，證明南蛇藤多萜對于化療藥物具有普遍的增敏作用。

2.6 降低胃癌干細胞的干性

胃癌干細胞是胃癌異質性的生物學基礎，更是胃癌術后復發和化療耐藥的重要原因。胃癌干細胞的存在對腫瘤的異質性分化、增殖和耐藥等都具有重要作用，也是胃癌治療的研究熱點。南蛇藤可以有效抑制胃癌干細胞的增殖和干性。

研究者通過建立胃癌干細胞模型，并用不同濃度的南蛇藤提取物處理，首次證實了南蛇藤提取物可以通過調節腫瘤抑制因子PDCD4和真核起始因子3H表達，抑制胃癌干細胞的干性來抑制胃癌細胞的生長[66-67]。

3 結語與展望

南蛇藤在我國資源豐富，并且有廣泛的生物活性，尤其在抗胃癌方面顯示出較好的療效。研究發現南蛇藤抗胃癌的有效成分包括萜類化合物、脂肪類化合物和苷類化合物等，其中對于萜類化合物的抗胃癌研究最多，其他種類的化合物研究不夠深入。因此，目前萜類化合物被認為是南蛇藤抗胃癌的主要有效成分，但是仍不能確定是哪一種或者哪幾種單體萜類化合物發揮主要的抗胃癌活性。對于南蛇藤有效成分的抗胃癌研究不夠全面及代表性單體有效成分尚未確定等問題制約著南蛇藤進一步開發和應用，這些問題將是今后主要的研究方向。此外，對于南蛇藤的研究更多地集中在其抑制胃癌的藥理作用及分子機制方面：①對胃癌細胞的增殖及誘導凋亡的研究；②對胃癌細胞侵襲轉移的研究；③對于細胞血管生成的研究；④逆轉腫瘤耐藥的研究；⑤降低胃癌干細胞的干性。這些作用機制的研究涵蓋了胃癌惡性生物學行為的各個方面和臨床治療中的難點，因此具有很好的研究和指導價值。這也再次證實了中藥的多靶點和多通路發揮抗腫瘤效果的特性。但是這些研究中多數只確定了南蛇藤及其有效成分抗胃癌的相關靶點和信號通路，并沒有將各個靶點或者信號通路與南蛇藤中的單體化合物對應起來。而本文對南蛇藤及其有效成分抗胃癌機制的總結有助于深入認識南蛇藤發揮藥效的作用和機制，為南蛇藤的新藥研發與臨床應用提供科學依據。將南蛇藤廣泛應用于臨床，尚需大量的基礎實驗和臨床試驗研究。隨著對南蛇藤的深入研究，其有效成分和機制的不斷明確，南蛇藤有望開發成不良反應少、藥物效價高的新一代天然抗癌藥物。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突