木犀草素抗腫瘤作用的研究進(jìn)展

王偉，張犁

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院，江蘇 南京 210023； 2.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬江蘇省中醫(yī)醫(yī)院泌尿外科，江蘇 南京 210029)

木犀草素(luteolin，Lu)是一種具有代表性的天然黃酮，屬弱酸性四羥基黃酮類化合物，主要存在于金銀花、菊花、荊芥、白毛夏枯草等藥物中，以及百里香、芽甘藍(lán)、洋白菜、菜花、甜菜、椰菜和胡蘿卜等蔬菜中，而且以糖苷的形式分布于芹菜、青辣椒、紫蘇葉等多種植物中。木犀草素純品為黃色結(jié)晶狀粉末，微溶于水，溶于堿溶液，正常條件下穩(wěn)定。其化學(xué)名為3C，4C，5，7-四羥基黃酮，分子式為C15H10O6。木犀草素可在多靶點(diǎn)、多途徑、多環(huán)節(jié)產(chǎn)生抗腫瘤作用[1]。

1 抗增殖作用或誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

木犀草素可以通過(guò)抗增殖和誘導(dǎo)凋亡抑制惡性腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，對(duì)直結(jié)腸癌細(xì)胞、鼻咽癌細(xì)胞、前列腺癌細(xì)胞、黑色素瘤細(xì)胞、人乳腺癌細(xì)胞等多種腫瘤細(xì)胞有抑制增殖作用，還可誘導(dǎo)一些癌細(xì)胞發(fā)生凋亡。

1.1 抗腫瘤細(xì)胞增殖作用

木犀草素抗腫瘤增殖作用可表現(xiàn)為通過(guò)干擾信號(hào)通路，如促分裂原活化蛋白激酶、NF-κB、PI3K(磷脂酰肌醇3激酶)、APK(蛋白激酶)。Pandurangan等[2-3]發(fā)現(xiàn),木犀草素抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的增值作用表現(xiàn)在它通過(guò)干擾糖原合成酶激酶、β連環(huán)蛋白、(GSK)3β和細(xì)胞周期蛋白D1的表達(dá)。β連環(huán)蛋白是一個(gè)無(wú)翼基因和Wnt信號(hào)通路的關(guān)鍵效應(yīng)器，90%的結(jié)腸腫瘤發(fā)生突變通過(guò)這種途徑。木犀草素可通過(guò)上述信號(hào)通路抑制細(xì)胞生長(zhǎng)延緩腫瘤生長(zhǎng)。Wang等[4]通過(guò)流式細(xì)胞儀檢測(cè)sub-G1DNA的含量，發(fā)現(xiàn)木犀草素在一定的劑量和作用時(shí)間下，可以有效地阻止IGF-1刺激MCF-7細(xì)胞增殖和阻止細(xì)胞周期進(jìn)程并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),木犀草素在明顯降低IGF-1依賴IGF-1R和蛋白激酶磷的酸化的同時(shí)卻不會(huì)影響Erk1/2磷酸化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，木犀草素可抑制MCF-7人乳腺癌細(xì)胞的增殖。異常表達(dá)的極光激酶B抗原已被證明與遺傳不穩(wěn)定性和致癌作用有關(guān)。Markaverich等[5]通過(guò)cRNA微陣列和實(shí)時(shí)PCR(定量酵素聚合反應(yīng)技術(shù))研究發(fā)現(xiàn),木犀草素作用下雌激素信號(hào)通路(ESP)基因(包括GTF2H2、NCOR1、TAF9、NRAS、NRIP1、POLR2A、DDX5、NCOA3)和細(xì)胞周期通路(CCP)基因(包括CCNA2、PCNA、CDKN1A、CCND1、PLK1)在MCF-7乳腺癌細(xì)胞的表達(dá)受到抑制。Xie等[6]通過(guò)輻射酶活性檢測(cè)和磷酸化校準(zhǔn)發(fā)現(xiàn),木犀草素可以抑制極光激酶B抗原的重組，觀察到在癌癥細(xì)胞系經(jīng)木犀草素治療24 h后，內(nèi)源性極光激酶B抗原的活性受到明顯抑制。因此，該組學(xué)者鑒于木犀草素對(duì)極光激酶B抗原良好的靶向性作用結(jié)果認(rèn)為,針對(duì)極光激酶B抗原來(lái)開(kāi)發(fā)木犀草素類低毒性的天然抗癌物質(zhì)具有很好的前景。

在PC-3人前列腺癌細(xì)胞,Shoulars等研究發(fā)現(xiàn)木犀草素通過(guò)抑制乙?；膯?dòng)子來(lái)下調(diào)PLK1，從而抑制了增值的關(guān)鍵基因參與細(xì)胞周期以及RNA轉(zhuǎn)錄,起到抑制細(xì)胞增殖的作用。染色質(zhì)免疫沉淀反應(yīng)研究[7]表明，木犀草素通過(guò)控制基因轉(zhuǎn)錄通道改變了乙酰化組蛋白H4在PLF-1啟動(dòng)子上的乙?；饔?，且在正常細(xì)胞和惡性細(xì)胞上的這種抗雌激素和抗增殖作用效果相同。

木犀草素通過(guò)影響PI3K/Akt和ERK1/2這兩條途徑抑制胰島素樣因子Ⅰ型(insulin-like growth factor-Ⅰ，IGF-Ⅰ)的信號(hào)通路和降低IGF-Ⅱ的產(chǎn)生，從而抑制人結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖[8]。Ong等[9]的研究結(jié)果表明，木犀草素能夠消除胰島素在蛋白激酶、糖原合成激酶3以及細(xì)胞周期蛋白D1的通路上的作用，從而抑制了胰島素誘導(dǎo)下人鼻咽癌細(xì)胞增殖。

E鈣黏素的低表達(dá)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞間黏附降低而使癌細(xì)胞浸潤(rùn)的增加。Zhou等[10]發(fā)現(xiàn),木犀草素通過(guò)鼠雙微基因2誘導(dǎo)E鈣黏蛋白表達(dá)，從而能很好地抑制前列腺癌細(xì)胞的浸潤(rùn)，起到良好的抗腫瘤增殖作用。最新研究[11]證實(shí)，富含木犀草素的淺綠色植物的提取物應(yīng)用于人體皮膚，可保護(hù)正常角化細(xì)胞免受紫外線-B的輻射損害，具有預(yù)防紫外線-B誘發(fā)紅斑的潛力。

1.2 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡

木犀草素可通過(guò)多種途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生程序化死亡，達(dá)到清除腫瘤細(xì)胞的目的。Parka等[12]的研究結(jié)果表明，木犀草素能觸發(fā)NCI-H460人肺癌細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激性凋亡和誘導(dǎo)非典型自噬而使細(xì)胞凋亡。核染色及免疫印跡均發(fā)現(xiàn)，木犀草素通過(guò)增加激酶的磷酸化，活化Bax、Bcl-xl、Bcl-2、Mcl-1、caspase-9、caspase-3、PARP的蛋白質(zhì)[13]，激活人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞A549的線粒體凋亡程序，同時(shí)抑制NF-κB的核易位來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[14]。Lee等[15]研究發(fā)現(xiàn),木犀草素對(duì)MDA-MB-231雌激素受體乳房腫瘤的體內(nèi)體外的生長(zhǎng)均可抑制。進(jìn)一步的分析表明，木犀草素表現(xiàn)出細(xì)胞周期阻滯和降低蛋白激酶、PLK1、細(xì)胞周期蛋白B1、細(xì)胞周期蛋白A、CDC2、CDK2等蛋白的活性和同時(shí)減弱抗凋亡基因的表達(dá)。二維電泳分析蛋白質(zhì)參與木犀草素誘導(dǎo)CH27肺癌細(xì)胞凋亡發(fā)現(xiàn)，經(jīng)木犀草素誘導(dǎo)的CH27人肺癌細(xì)胞內(nèi)ATP含量和線粒體活動(dòng)顯著改變，說(shuō)明木犀草素通過(guò)改變線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[16]。

Hwang等[17]指出,蛋白激酶可調(diào)節(jié)NF-κB的活性，其活性是抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)關(guān)鍵因素。其研究表明，木犀草素的治療可以誘導(dǎo)HepG2肝癌釋放活性氧(ROS)，細(xì)胞內(nèi)的ROS反向調(diào)節(jié)肝癌細(xì)胞AMPK-NF-κB信號(hào)從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Zhao等[18]發(fā)現(xiàn),木犀草素可以抑制A549人肺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，誘導(dǎo)細(xì)胞在G1周期停滯并凋亡。此外，木犀草素對(duì)A549細(xì)胞應(yīng)力纖維裝配和細(xì)胞遷移也有明顯抑制。腎細(xì)胞癌放化療不滿意原因可能是細(xì)胞凋亡機(jī)制的缺陷或者失活，木犀草素可以激活p38、JNK和ERK并使得蛋白激酶B失活，從而誘導(dǎo)人786-O腎癌細(xì)胞凋亡[19]。

2 抑制血管生成

木犀草素能抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)，減少腫瘤組織血管生成;其還可封閉血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子的黏附，從而限制腫瘤的生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移。

研究發(fā)現(xiàn)，在人前列腺癌細(xì)胞中木犀草素通過(guò)抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的激活和蛋白激酶的血管通路而抑制血管的生成；木犀草素干預(yù)后腫瘤的體積和質(zhì)量明顯減少，但是老鼠的體質(zhì)量未受影響。免疫組織化學(xué)的數(shù)據(jù)也表明，通過(guò)標(biāo)記內(nèi)皮細(xì)胞可以發(fā)現(xiàn)，木犀草素治療的動(dòng)物腫瘤較對(duì)照組的CD31和CD34表達(dá)顯著減少[20]。Cai等[21]通過(guò)木犀草素對(duì)胰腺癌細(xì)胞凋亡的研究發(fā)現(xiàn),木犀草素治療增加了凋亡蛋白的表達(dá)和降低抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá),經(jīng)過(guò)24 h治療后胞內(nèi)半胱天冬酶3和裂解蛋白的色階增加，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的信使RNA的表達(dá)受到抑制，血管內(nèi)皮因子分泌減少，血管生成被抑制。

3 對(duì)放化療的增敏效應(yīng)

木犀草素可作為放化療的增敏劑，協(xié)同抑制腫瘤的生長(zhǎng)。當(dāng)與化療藥物聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)可以提高腫瘤對(duì)化療藥物的敏感性，增強(qiáng)藥物誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的能力[22]。

木犀草素有抑制LNM35、MCF-7/6和mda-mb231-1833癌癥細(xì)胞侵潤(rùn)的潛力。通過(guò)在無(wú)胸腺的LNM35荷瘤鼠腹腔內(nèi)聯(lián)合治療與對(duì)照組的比較后表明，木犀草素是一種有效的酰酶抑制劑，可以加強(qiáng)順鉑在LNM35細(xì)胞中的細(xì)胞毒性，抑制腫瘤的生長(zhǎng)，提高抗癌藥物順鉑在人上皮樣腫瘤細(xì)胞的化療作用[23]。Jeon等[24]通過(guò)細(xì)胞生存實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞凋亡測(cè)定和免疫印跡分析了細(xì)胞增殖、死亡和凋亡，發(fā)現(xiàn)塞來(lái)昔布與木犀草素聯(lián)合治療能顯著地降低了乳腺癌細(xì)胞的生存能力，且聯(lián)合用藥組較對(duì)照組殺死腫瘤細(xì)胞有更高的效能。在SGC-7901人胃癌細(xì)胞中，木犀草素可以提高放療的效果同時(shí)抑制胞內(nèi)半胱天冬酶3、9的活性，顯著減弱Bcl-2作用同時(shí)減少細(xì)胞色素C的釋放。在酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)中，木犀草素聯(lián)合放療可以顯著降低前列腺素E的產(chǎn)生，降低VEGF和低氧誘導(dǎo)因子1α的表達(dá)，顯著提高荷瘤鼠的放療效果[25]。

4 抗腫瘤轉(zhuǎn)移作用

轉(zhuǎn)移是癌癥發(fā)展導(dǎo)致機(jī)體死亡的主要原因。木犀草素可以抑制基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)2、9的活性及CT-26小鼠結(jié)直腸癌細(xì)胞的浸潤(rùn)能力。免疫印跡和激酶試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，木犀草素降低PI3K活性的同時(shí)減弱蛋白激酶的表達(dá)和甲基乙基酮的磷酸化，實(shí)驗(yàn)小鼠經(jīng)靜脈注射木犀草素后，腫瘤肺部轉(zhuǎn)移結(jié)節(jié)的產(chǎn)生被明顯抑制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，木犀草素可明顯抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移[26]。木犀草素已被證明可以阻斷p53蛋白表達(dá)，激活TRAIL(TNF受體細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)配體)并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并預(yù)防腫瘤的發(fā)生并使化療抵抗延后。最近的研究[27]顯示,木犀草素可以有效地抑制VEGF的合成和抑制卵巢癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)[28-29]的結(jié)果表明，木犀草通過(guò)抑制β3整合蛋白的表達(dá)防止表皮癌細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化，同時(shí)減慢A431表皮腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)速度，通過(guò)逆轉(zhuǎn)間質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程降低惡性黑色素瘤細(xì)胞的潛在浸潤(rùn)性。

5 展 望

綜上所述，木犀草素的抗腫瘤機(jī)制既可直接作用于腫瘤細(xì)胞，干擾其細(xì)胞代謝，抑制其細(xì)胞生長(zhǎng)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；還可通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)，減少腫瘤組織血管的生成，抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移，提高放、化療的療效和化學(xué)預(yù)防作用，是一種很有前途的潛在抗腫瘤藥物。目前對(duì)木犀草素的研究大多停留于體外，因此有必要進(jìn)一步研究木犀草素體內(nèi)的抗癌作用，以及與放療、化療合用的療效、機(jī)制及使用條件等，為木犀草素抗腫瘤作用的臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

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