熊果酸抗腫瘤作用及其機制研究進展

劉毅敏，張定林，肖 湘，劉海紅 綜述，趙先英審校

（第三軍醫(yī)大學藥學院化學教研室，重慶 400038）

熊果酸（ursolic acid，UA）又名烏索酸、烏蘇酸，屬五環(huán)三萜類化合物，廣泛存在于天然植物如枇杷葉、夏枯草、車前草、熊果、女貞子、山楂、白花蛇舌草等中，以游離或與糖結合成苷形式存在。研究表明，熊果酸具有多種藥理活性，尤其是抗腫瘤活性，它不僅對多種致癌、促癌物有抵抗作用，而且對多種惡性腫瘤有抑制和細胞毒作用［1－2］。近年來，熊果酸抗腫瘤活性及其機制研究是其藥理活性中最受關注的研究內容。

1 抗肺癌作用

熊果酸對肺癌具有抗增殖和誘導凋亡的作用［3－5］。劉茜等［6］報道，熊果酸能明顯抑制體外人肺癌A549細胞的生長，并呈時間和濃度依賴。熊果酸作用24、48h后，A549細胞阻滯在G0／G1期，隨后細胞呈現典型的凋亡核固縮表現，細胞核呈致密濃染的顆粒狀或塊狀熒光。細胞質檢測到活性激活環(huán)氧酶（cyclo－oxyge－nase，Caspase－3）蛋白的表達增強，并呈時間依賴，同時，核因子－κB（nuclear factor－kappa B，NF－κB）表達隨時間延長而減弱。研究表明，熊果酸在體外對人肺癌A549細胞具有抗增殖和誘導凋亡的作用，其誘導凋亡機制可能是通過抑制NF－κB活性，激活Caspase－3，從而誘導細胞的凋亡。

通過人肺癌A549細胞裸鼠移植瘤探討了熊果酸的體內抗肺癌作用［7］。結果顯示，熊果酸明顯降低移植瘤的生長速度，治療結束時，瘤質量及瘤體積明顯減小，抑瘤率為51.35%，表明熊果酸可以抑制肺癌移植瘤的生長。并且實驗組裸鼠心、肝、腎、肺、腦組織蘇木精－伊紅染色法（hematoxylin－eosin staining，HE）染色切片顯示組織結構正常，未見異常病灶，也未發(fā)現裸鼠的其他藥物不良反應，表明熊果酸抗肺癌作用時對機體無明顯的毒副作用。還檢測了兩組移植瘤組織內的血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）蛋白表達、微血管密度計數以及癌細胞的凋亡指數，結果表明用熊果酸治療的裸鼠VEGF表達和微血管密度（microvessel density，MVD）均明顯降低。提示，熊果酸抗肺癌機制可能與降低移植瘤促血管生成因子VEGF的表達、抑制新生血管的形成和促進腫瘤細胞凋亡有關。

2 抗乳腺癌作用

熊果酸可以抑制乳腺癌細胞增殖并誘導其凋亡［8］。Her－2是乳腺癌中一個重要的預后生物學因子，Her－2過度表達與淋巴結轉移、激素受體狀態(tài)密切相關。SK－BR－3細胞株是一種過度表達 Her－2／c－erb－2基因產物的乳腺癌細胞株，研究表明，熊果酸明顯抑制SK－BR－3細胞的增殖，并呈時間和濃度依賴性。經熊果酸處理后的細胞呈現典型的凋亡核固縮表現，細胞核呈致密的顆粒狀或塊狀。熊果酸作用48h后，SK－BR－3細胞阻滯在G0／G1期，DNA大片段斷裂，說明熊果酸在體外對SKBR－3細胞具有抗增殖和誘導凋亡的作用。

熊果酸有誘導MCF－7人乳腺癌細胞的凋亡作用［9］，其機制涉及到Bax／Bcl－2比值升高引起線粒體釋放cytochromec所依賴的凋亡調節(jié)信號通路。也有研究表明熊果酸誘導MCF－7細胞凋亡可能是依賴于細胞內Ca2＋水平上調［10］。

3 抗胃癌作用

熊果酸能夠抗胃癌細胞增殖和誘導其凋亡。研究顯示熊果酸可以抑制人胃腺癌SGC－7901細胞、胃癌BGC－823細胞的增殖［11－13］。對胃癌細胞BGC－823增殖的抑制機制可能與下調Bcl－2基因和上調Bax基因表達、Caspase－3及 Caspase－8有關，而熊果酸抑制SGC－7901細胞系的作用與COX－2途徑有關。COX是花生四烯酸生物合成前列腺素的限速酶，包括COX－1和COX－2。其中COX－2在正常組織中一般不表達，但在細胞因子、腫瘤刺激物等誘導下迅速合成，COX－2的高表達與腫瘤形成、復發(fā)、轉移和浸潤過程密切相關。研究表明，熊果酸在抑制SGC－7901細胞增殖的同時，可降低細胞的COX－2蛋白表達水平。

熊果酸可以導致胃癌細胞BGC－823、SGC－7901的凋亡［11－14］。Mcl－1與腫瘤的發(fā)生密切相關，在多種腫瘤組織均有過度表達。有學者研究了熊果酸對體外胃癌細胞凋亡相關基因 Mcl－1表達的影響［11，15］，結果顯示，熊果酸導致細胞凋亡的同時，也能降低胃癌細胞Mcl－1基因的表達，這可能是熊果酸抑制胃癌細胞的重要機制之一。但下調Mcl－1水平可增加腫瘤細胞對各種化療藥物的敏感性，采用反義技術抑制Mcl－1基因的表達也可直接促進腫瘤細胞的凋亡［16－17］，這提示可利用抑制Mcl－1基因表達的方法治療胃癌。

4 抗結腸癌作用

熊果酸對結腸癌有較強的細胞毒和誘導細胞凋亡作用［18－19］。用熊果酸對人結腸癌 HCT－15、HT－29細胞進行處理，結果顯示，細胞周期阻滯于G0和G1期，S期細胞下降，出現核固縮、碎裂、亞二倍體細胞，表現出顯著的細胞凋亡征象。在HT－29細胞凋亡過程中，凋亡相關基因Caspase－9的表達增強，Bcl－2的表達減弱。提示熊果酸誘導結腸癌HT－29細胞凋亡主要與促進Caspase－9的活化、下調Bcl－2的表達有關，凋亡是熊果酸殺傷腫瘤細胞的機制之一。研究中還發(fā)現，用30μmol／L熊果酸作用24h后，檢測到HT－29細胞碎片，這一結果表明，細胞毒性導致的細胞壞死可能也是熊果酸殺傷腫瘤細胞的機制之一。

5 抗白血病作用

熊果酸可以誘導人白血病細胞凋亡［20］。熊果酸作用于不同類型的人急性白血病 U937、Jurkat、HL60細胞后［21］，引起Caspase－3、Caspase－9的降解／活化的增加，并引起凋亡作用底物聚腺甘二磷酸核糖聚合酶（poly ADP－ribose polymerase，PARP）的降解增加，導致細胞凋亡的發(fā)生，提示熊果酸可能是通過線粒體依賴性途徑而導致急性白血病細胞發(fā)生凋亡。Mcl－1的下調可能在熊果酸誘導急性白血病細胞凋亡中起著重要的作用，其作用機制可能為熊果酸引起 Mcl－1的下調，隨后引起凋亡相關蛋白 Caspase－3、Caspase－9的降解／活化及PARP的降解，最終促進細胞凋亡發(fā)生。

有研究證明，熊果酸在體外能誘導人單核細胞白血病THP－1細胞、人紅白血病 K562細胞凋亡［22－23］。試驗顯示，40 μmol／L的熊果酸作用48h后，THP－1細胞和K562細胞核體積變小、皺縮，染色體DNA呈濃染的團塊狀、顆粒狀分布，并出現凋亡小體。經細胞周期檢測，THP－1細胞的G1期細胞數減少，細胞主要阻滯在S期。

在K562細胞凋亡的同時，細胞內Bcl－2表達下降，Bax表達升高，Caspase－3被激活，磷酸化酪氨酸表達下降，提示提高Bax的表達、誘導Caspase－3活化及降低Bct／Ab1融合基因（Bcr／Ab1fusion gene，BCRPABL）的酪氨酸激酶活性可能是其作用機制之一。

6 抗肝癌作用

熊果酸能夠抑制人肝癌細胞的增殖和誘導其凋亡［24－25］。有學者研究熊果酸對人肝癌細胞BEL－7404細胞、Hep G2的作用，用不同濃度的熊果酸在體外作用于BEL－7404細胞，結果顯示，熊果酸對BEL－7404細胞增殖具有抑制作用，且呈現濃度和時間依賴性。用50μmol／L的熊果酸作用48h后，BEL－7404細胞凋亡率約為16.10%，且 procaspase－3、survivin蛋白表達降低，Caspase－9蛋白表達升高。survivin是被克隆出的一種凋亡抑制蛋白，是迄今發(fā)現最強的凋亡抑制因子，Caspase是細胞凋亡的核心環(huán)節(jié)。研究結果表明，熊果酸對BEL－7404細胞具有明顯的增殖抑制與誘導凋亡作用，其作用機制與procaspase－3、survivin蛋白表達降低及 Caspase－9蛋白表達升高有關。熊果酸對肝癌Hep G2細胞的增殖抑制和誘導凋亡的機制，可能是COX－2及其產物人前列腺素E2（PGE2）減少，使抗凋亡基因Bcl－2的表達減弱，同時使Fas表達增強而發(fā)揮作用。

7 抗腦膠質瘤作用

熊果酸能夠誘導腦膠質瘤細胞凋亡［26］。研究表明，熊果酸能明顯抑制膠質瘤裸鼠移植瘤的生長［27］。細胞外調節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）信號通路是多種信號的交匯點或共同通路，在細胞的增殖和分化調控中發(fā)揮重要作用，ERK通路的過度激活與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關［28］。熊果酸處理后，腦膠質瘤裸鼠移植瘤中ERK1、C－Jun、C－Myc、CyclinD1的表達明顯降低，提示熊果酸抑制惡性膠質瘤裸鼠移植瘤生長的機制可能與下調ERK1、C－Jun、C－Myc、CyclinD1表達有關，可能是通過抑制ERK信號通路的活性，從而抑制惡性膠質瘤裸鼠移植瘤的生長。

據操廉等［29］報道，熊果酸明顯誘導腦膠質瘤細胞株U251凋亡，細胞核DNA呈梯狀降解。研究還發(fā)現，熊果酸可劑量依賴性抑制survivin表達，同時上調Caspase－3表達，提示熊果酸誘導U251細胞凋亡與其抑制survivin表達、同時上調Caspase－3表達有關。

8 結 語

目前，癌癥是導致人類死亡的主要疾病，多種癌癥仍不可治愈，研發(fā)抗癌藥物是許多科學家努力的事業(yè)。許多研究表明，熊果酸抗腫瘤作用明顯，具有毒副作用小、多方面和全方位等特點，且在自然界中分布廣泛，資源豐富，因此，具有廣闊的開發(fā)應用前景。通過深入研究和不斷開發(fā)，熊果酸有望成為一種高效低毒的抗腫瘤新藥。

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