熊果酸的抗腫瘤活性及作用機(jī)理研究進(jìn)展

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(中州大學(xué)化工食品學(xué)院，河南 鄭州 450044)

熊果酸(Ursolic acid, UA)，又名烏索酸、烏蘇酸、α-香樹脂醇，是一種弱酸性五環(huán)三萜類化合物，是多種天然產(chǎn)物的功能成分。熊果酸純品為白色針狀結(jié)晶(乙醇中結(jié)晶)，味苦，其基本骨架是多氧蒎的五環(huán)母核。化學(xué)名(3β)-3-Hydroxyurs-12-en-28-oic acid，分子式C30H48O3，相對分子質(zhì)量456.68，熔點(diǎn)285～291℃，易溶于二氧六環(huán)、吡啶，可溶于甲醇、乙醇、丁醇、丁酮，略溶于丙酮，微溶于苯、氯仿、乙醚，不溶于水和石油醚[1,2]。UA在自然界分布較廣，如在陸英、枇杷葉、熊果、女貞子、山楂、車前草、夏枯草、白花蛇舌草等植物中以游離形式或與糖結(jié)合成甙存在。熊果酸具有多種生物活性，日本等國已經(jīng)將其作為天然抗氧化劑應(yīng)用于食品中[3～14]。長久以來，熊果酸作為待開發(fā)的抗炎和降血脂的藥物，在臨床前動物實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)突出。近年來，熊果酸的抗腫瘤活性成為最受關(guān)注的研究方向。作者簡要介紹了熊果酸的生物活性及其應(yīng)用前景，著重論述了熊果酸的抗腫瘤活性及其作用機(jī)理的研究進(jìn)展，并探討了其今后的發(fā)展方向。

1 熊果酸的生物活性及其應(yīng)用前景

熊果酸資源廣，毒性低，具有廣泛的生物活性，尤其在抗腫瘤、抗氧化、抗炎、保肝、降血脂等方面作用顯著。近年來發(fā)現(xiàn)，熊果酸不僅對多種致腫瘤、促腫瘤物有抵抗作用，而且能抑制多種惡性腫瘤細(xì)胞的生長。同時，熊果酸及其衍生物還對病毒具有抑制活性。因此，熊果酸的藥理學(xué)活性越來越引起藥物專家們的關(guān)注，隨著研究的不斷深入，其在臨床中的應(yīng)用越來越廣泛[15～17]。此外，熊果酸還具有抗瘧作用，能使瘧原蟲的增殖明顯減少；具有降血壓、抗高血脂、促利尿和降血糖等作用；對精子具有一定的毒性，可作為避孕藥。在抗腫瘤保健食品和飲料、護(hù)發(fā)素和頭發(fā)生長劑等方面也有一定的應(yīng)用?？梢灶A(yù)見，熊果酸很有希望成為有前途的抗腫瘤、抗病毒性肝炎藥物，亦將廣泛應(yīng)用于保健和美容護(hù)膚產(chǎn)品，熊果酸開發(fā)、利用的前景十分廣闊。

2 熊果酸的抗腫瘤活性作用

腫瘤的形成是多因素、多步驟和多基因突變的過程，已知許多化學(xué)致腫瘤物能誘發(fā)和促進(jìn)腫瘤形成，而熊果酸對腫瘤的形成卻有預(yù)防和抑制作用。

2.1 細(xì)胞毒作用

抗腫瘤活性是熊果酸最主要的藥理作用。研究表明，熊果酸對小鼠S180腫瘤具有明顯抑制生長作用，能抑制白血病細(xì)胞HL-60[18～20]、人紅白血病細(xì)胞系細(xì)胞K562[21]和人舌鱗腫瘤細(xì)胞TSCCa等細(xì)胞增殖[22]，對T細(xì)胞淋巴瘤Jurkat具有明顯的抗腫瘤活性[23]。Lee等[24]用熊果酸進(jìn)行了6種腫瘤細(xì)胞系的細(xì)胞毒實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明熊果酸對白血病細(xì)胞P-388和L-1210、人肺腺腫瘤細(xì)胞A-549有顯著的細(xì)胞毒作用，其ED50均小于4 mg·L-1。熊果酸對腫瘤細(xì)胞KB、人結(jié)腸腫瘤細(xì)胞HCT-8、乳腺腫瘤細(xì)胞MCF-7和CCRF-CEM同樣具有細(xì)胞毒作用[25]。

熊果酸對人腫瘤細(xì)胞A431增殖的抑制作用呈明顯的時間和劑量依賴性，這種抑制作用在停藥以后能部分逆轉(zhuǎn)。熊果酸長時間作用于細(xì)胞可表現(xiàn)出細(xì)胞毒和抑制細(xì)胞生長的雙重作用[26～32]。熊果酸對酪氨酸激酶的抑制同樣呈劑量依賴性。

Lee等[33]認(rèn)為，熊果酸能使腫瘤在生長、氧消耗及腫瘤間質(zhì)液壓方面發(fā)生改變。通過MTT法促克隆和生長延遲實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，熊果酸抑制腫瘤作用明顯。用Clark電極室測定發(fā)現(xiàn)，熊果酸能降低細(xì)胞耗氧量。FsaⅡ細(xì)胞在熊果酸100 mg·kg-1的劑量下，其生長狀態(tài)被顯著抑制，熊果酸誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡也顯著增加。

熊果酸能抑制人類克隆腫瘤細(xì)胞系HCTI5。將HCTI5細(xì)胞用熊果酸進(jìn)行處理，光鏡下發(fā)現(xiàn)許多細(xì)胞都開始退化，細(xì)胞的繁殖能力顯著下降。在24～72 h期間，死亡細(xì)胞的數(shù)量明顯增加，大部分細(xì)胞在72 h死亡，而空白對照組的細(xì)胞仍以幾何方式增殖。熊果酸的細(xì)胞毒性比較強(qiáng)，可使細(xì)胞停滯于G0/G1期，并且使S期的細(xì)胞數(shù)量逐漸減少，但沒有細(xì)胞碎片出現(xiàn)。故認(rèn)為熊果酸的抗腫瘤作用是通過阻滯細(xì)胞周期來實(shí)現(xiàn)的[34～39]。

2.2 抗血管形成作用

新生毛細(xì)血管的形成(血管再生)可以發(fā)生在生理和病理狀態(tài)下，如胚胎發(fā)生、傷口愈合、炎癥和增生[40～43]。與腫瘤有關(guān)的血管再生包括：腫瘤的血管再生因子刺激內(nèi)皮細(xì)胞，促使毛細(xì)血管基底膜的局部降解，血管內(nèi)皮細(xì)胞移向腫瘤周圍組織，同時血管內(nèi)皮細(xì)胞開始DNA合成和有絲分裂，從而形成新的毛細(xì)血管。事實(shí)證明，血管再生是實(shí)體瘤的增長和轉(zhuǎn)移灶形成的重要因素[26]。因此，抑制血管生成可以達(dá)到控制腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的目的。研究結(jié)果表明，熊果酸對體外血管生成具有抑制作用，是很強(qiáng)的血管生成抑制劑，有效濃度為4 nmol·egg-1，ID50為10 nmol·egg-1。該濃度下無細(xì)胞毒作用，熊果酸抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖的ID50為5 nmol·L-1。用20%胎牛血清的培養(yǎng)液使VEC呈指數(shù)生長狀態(tài)，而增殖期VEC具有增殖、遷移及小血管形成功能，137.06～1096.5 μmol·L-1的熊果酸對VEC增殖具有抑制作用，并有劑量依賴性[28，44，45]。

3 熊果酸抗腫瘤形成作用機(jī)理

3.1 抑制腫瘤的形成

熊果酸能抗DNA突變、抑制腫瘤變的啟動。Ames實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，熊果酸能對抗致腫瘤物如苯并芘[B(a)P]、黃曲霉素誘發(fā)的基因突變。

熊果酸具有抗誘變和抗促腫瘤作用。Guevara等[46]研究表明熊果酸能使誘變劑所致的多染色質(zhì)的微核紅細(xì)胞數(shù)減少76%。Ohigaschi等[47]研究表明熊果酸對佛波酯(TPA)誘導(dǎo)Raji細(xì)胞BVEA活化有抑制作用，其程度與維甲酸幾乎相同，Raji細(xì)胞存活率較經(jīng)維甲酸處理組的要高，其機(jī)制是有效阻斷TPA與受體結(jié)合后的環(huán)節(jié)發(fā)揮作用。Huang等[48]發(fā)現(xiàn)熊果酸能明顯抑制TPA對二甲基苯并蒽(DMBA)誘發(fā)的小鼠皮膚腫瘤的促腫瘤作用，其機(jī)制是TPA能誘導(dǎo)表皮鳥氨酸脫羧酶(ODC)活性增強(qiáng)，熊果酸能抑制上述環(huán)節(jié)，從而引起多胺枯竭，生長受抑制，使細(xì)胞積聚在G1期，并出現(xiàn)分化。

熊果酸具有抗氧化作用?；钚匝踝杂苫c腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，Balanehru等[4]研究表明熊果酸有較強(qiáng)的抗氧化作用和捕獲·O2-自由基的能力，在肝微粒體和P450單胺氧化酶系中均對脂質(zhì)的過氧化有較強(qiáng)的抑制作用。Subbaramiah等[35]研究表明，熊果酸能抑制人乳腺上皮細(xì)胞中環(huán)氧化酶-2的轉(zhuǎn)錄，也由此抑制前列腺素E-2的生成。

3.2 腫瘤逆轉(zhuǎn)作用及抗侵襲性

腫瘤是一類生長失控、分化差或未分化的疾病。腫瘤逆轉(zhuǎn)指惡性腫瘤在某些體內(nèi)外分化誘導(dǎo)劑存在的條件下，重新分化而向正常方向逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。Lee等[49]治療腫瘤的新途徑是誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化成為良性或正常細(xì)胞，報(bào)道7.5 μmol·L-1的熊果酸可以誘導(dǎo)P9畸胎瘤細(xì)胞成為內(nèi)胚層細(xì)胞，并且引起與其分化有關(guān)的IV型膠原及維甲酸受體表達(dá)增加，且能導(dǎo)致MI細(xì)胞分化成為巨噬細(xì)胞，以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化成正常細(xì)胞，可能因熊果酸結(jié)構(gòu)類似于糖皮質(zhì)激素，可通過與GS-R受體或類似的核受體結(jié)合發(fā)揮作用。Cha等對侵襲性最強(qiáng)的人纖維瘤細(xì)胞HT1080進(jìn)行研究，結(jié)果表明熊果酸能降低基質(zhì)金屬酶9(MMP-9)基因的表達(dá)從而對抗人纖維瘤細(xì)胞HT1080的侵襲性。

3.3 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡(Apoptosis)是受基因調(diào)控的一種主動性細(xì)胞自殺過程，它與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和消退關(guān)系密切，具有獨(dú)特的生化和形態(tài)特征。Baek等[50]研究表明，熊果酸能顯著抑制人白血病細(xì)胞HL60的增殖，誘導(dǎo)HL60細(xì)胞凋亡，具有濃度依賴性。熊果酸可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞內(nèi)Ca2+釋放，而Ca2+釋放阻滯劑及細(xì)胞內(nèi)Ca2+螯合劑能顯著降低熊果酸的上述作用。

3.4 增強(qiáng)免疫功能

熊果酸能使小鼠的巨噬細(xì)胞吞噬功能顯著提高，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明熊果酸會明顯增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。You等[51]研究發(fā)現(xiàn)熊果酸能誘導(dǎo)小鼠靜息巨噬細(xì)胞釋放更多NO、TNF-α，并呈劑量依賴性，這是通過核因子κB(NF-κB)復(fù)合物介導(dǎo)，使一氧化氮合成酶(iNOS)及TNF-α的mRNA水平提高，從而上調(diào)(iNOS)和TNF-α的表達(dá)，增加NO、TNF-α的產(chǎn)生，增強(qiáng)抗腫瘤活性。Hsu等[52]先給小鼠腹腔內(nèi)注射熊果酸，30 min后再以亞致死量全身照射4 Gy，結(jié)果顯示熊果酸能通過植物血凝素的介導(dǎo)，加強(qiáng)照射后脾母細(xì)胞化的反應(yīng)，使效應(yīng)T淋巴細(xì)胞、效應(yīng)B淋巴細(xì)胞大量增多，加強(qiáng)外周血細(xì)胞的作用，從而減輕放射后造血組織的損傷。

4 結(jié)語

熊果酸在自然界中分布廣泛，資源豐富，具有很好的抑制腫瘤生長的作用并且毒副作用小，開發(fā)應(yīng)用前景廣闊，但是動物體內(nèi)熊果酸生物利用度較低，需通過化學(xué)修飾的方法，進(jìn)一步提高熊果酸的抗癌活性和生物利用度。熊果酸有望成為一種高效低毒的抗腫瘤新藥。

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