血根堿抗腫瘤作用研究進(jìn)展

林 海，薛立群，楊 青

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128）

血根堿（C20H15O5N）是一種苯菲啶喹啉類生物堿，主要存在于罌粟科、藍(lán)堇科及蕓香科的植物中。研究發(fā)現(xiàn)血根堿具有抗菌、消炎鎮(zhèn)痛、抗腫瘤及殺蟲等作用，目前已在人醫(yī)和獸醫(yī)臨床應(yīng)用，在我國(guó)于2011年被批準(zhǔn)為國(guó)家二類新獸藥。血根堿作為飼料添加劑，在生豬的保健中也取得了良好效果。由于其藥理作用多樣，對(duì)于其具體的作用機(jī)制還有待深入了解。近年來(lái)對(duì)于血根堿抗腫瘤作用及抗腫瘤作用機(jī)制進(jìn)行了廣泛研究，本文就此進(jìn)行了較全面綜述。

1 血根堿促進(jìn)細(xì)胞凋亡抑制癌癥的作用

細(xì)胞凋亡是一種細(xì)胞死亡的自然生理過(guò)程，也是生物體在細(xì)胞水平上維持基因組穩(wěn)定，防止腫瘤發(fā)生的有效控制途徑之一。許多體外試驗(yàn)證明血根堿能通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡而抑制不同來(lái)源的癌細(xì)胞生長(zhǎng)，包括人鱗狀細(xì)胞癌、肺癌、乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌和結(jié)腸癌等癌細(xì)胞，并對(duì)骨肉瘤（一種原發(fā)性的惡性骨腫瘤）也有抑制作用。

Ahmad N 等［1］研究表明，血根堿誘導(dǎo)鱗狀細(xì)胞癌的凋亡而影響癌細(xì)胞生長(zhǎng)，正常細(xì)胞對(duì)血根堿的敏感性沒(méi)有相應(yīng)癌細(xì)胞明顯。血根堿可以通過(guò)激活半胱天冬酶和改變Bcl-2／Bax比值來(lái)誘導(dǎo)口腔鱗狀細(xì)胞癌（鱗癌）細(xì)胞和HT-29人結(jié)腸癌細(xì)胞發(fā)生凋亡［2-3］。Park H 等［4］研究發(fā)現(xiàn)，血根堿能改變?nèi)斯侨饬黾?xì)胞株MG-63和SaOS-2的形態(tài)，對(duì)癌細(xì)胞存活率的減少呈濃度和時(shí)間依賴；用5μmol／L的血根堿孵育2株細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)在24h內(nèi)對(duì)細(xì)胞的致死率達(dá)100%；而且該劑量能在1h之內(nèi)可以通過(guò)改變細(xì)胞的線粒體膜電位而導(dǎo)致染色質(zhì)濃縮和凋亡小體的形成；血根堿能激活癌細(xì)胞中的多個(gè)半胱氨酸蛋白酶，包括caspase-8和caspase-9的活力，這些數(shù)據(jù)提示血根堿可作為一種治療骨腫瘤的潛在藥物。血根堿對(duì)人早幼粒細(xì)胞性白血病細(xì)胞株HL-60 的半數(shù)致死量IC50為0.37mmol／L，主要通過(guò)caspase-3／7依賴機(jī)制誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生凋亡［5］。此外，血根堿誘導(dǎo)癌細(xì)胞的壞死和凋亡過(guò)程，與活性氧的產(chǎn)生和線粒體膜去極化相關(guān)，短時(shí)間處理細(xì)胞可抑制細(xì)胞的黏附以及G0／G1期細(xì)胞含量的升高［6-7］。

在體內(nèi)抗腫瘤的臨床試驗(yàn)中，將大鼠結(jié)腸癌細(xì)胞系DHD／K12／TRb皮下注射到大鼠，口服血根堿顯著抑制腫瘤的生長(zhǎng)。通過(guò)定期監(jiān)測(cè)腫瘤的生長(zhǎng)、重量、血液和臨床生化指標(biāo)的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)血根堿對(duì)大鼠不產(chǎn)生任何毒性作用或副作用。對(duì)皮下移植形成的腫瘤進(jìn)行病理組織學(xué)檢查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何異常，而且血根堿處理過(guò)的大鼠腫瘤中，腫瘤細(xì)胞凋亡明顯增多，腫瘤周圍血管發(fā)生也降低［8］。血根堿可抑制人類前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和體內(nèi)腫瘤的形成，在異位植入DU145人前列腺癌細(xì)胞的第3天開(kāi)始服用血根堿，降低了腫瘤的重量和體積［9］。血根堿在治療癌癥的同時(shí)具有強(qiáng)細(xì)胞毒性作用，這可能是由于過(guò)早的谷胱甘肽耗盡效應(yīng)而導(dǎo)致細(xì)胞的快速凋亡所致［10］，所以對(duì)于血根堿作為一種抗癌藥物在臨床中的應(yīng)用還值得思考。

2 血根堿抑制Stat3的活化治療癌癥

研究發(fā)現(xiàn)一些基因如制瘤素（OSM）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、低氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-1α）以及生存素（survivin）等在腫瘤組織中異常表達(dá)時(shí)伴隨著Stat3的磷酸化升高，從而影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展等。survivin在化療耐藥和去勢(shì)抵抗性前列腺癌的發(fā)展中起著重要作用，survivin表達(dá)的改變與癌癥的進(jìn)展、耐藥性、抗輻射性、預(yù)后效果以及患者生存期密切相關(guān)［7］。血根堿被確定為一種新型的survivin抑制劑，可選擇性的殺死前列腺癌細(xì)胞，對(duì)正常的前列腺上皮細(xì)胞的作用比癌細(xì)胞小。血根堿通過(guò)泛素-蛋白酶體系統(tǒng)降解survivin 蛋白而抑制其表達(dá)，研究提示可通過(guò)過(guò)表達(dá)survivin來(lái)治療前列腺癌［8］。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）是一種致癌的轉(zhuǎn)錄因子，在癌癥的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，是癌癥治療的一個(gè)重要靶點(diǎn)。血根堿可作為一種潛在Stat3 活化的抑制劑，可抑制前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移和侵潤(rùn)。在前列腺癌細(xì)胞中，血根堿可抑制Stat3在酪氨酸705（Tyr705）和絲氨酸727（Ser727）位點(diǎn)的磷酸化，血根堿對(duì)Stat3的這種抑制與Src基因的磷酸化和Janus活化激酶2（Jak2）的減少一致。血根堿可下調(diào)Stat3所介導(dǎo)的一些基因的表達(dá)如c-myc和survivin［11］。

3 血根堿穩(wěn)定端粒DNA 抑制癌癥

端粒DNA 的單鏈突出部分可以形成G-四鏈（G4）結(jié)構(gòu)，G4的形成可以避免端粒的降解、端端融合、重排和丟失而引起基因不穩(wěn)定和細(xì)胞衰老，并能夠防止癌基因的過(guò)表達(dá)、抑癌基因的缺失以及其他基因的異常表達(dá)而導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。血根堿能誘導(dǎo)單鏈人體端粒DNA 形成G4結(jié)構(gòu)，從而抑制端粒酶活性使腫瘤細(xì)胞的增殖得到抑制，這可能是博落回抗腫瘤的分子機(jī)制之一［12］。血根堿對(duì)人G4結(jié)構(gòu)包括端粒DNA d（TTAGGG）（4）（H24）和Pu27有很高的結(jié)合力，在乳腺癌細(xì)胞系MDAMB-231的細(xì)胞提取物中，血根堿能以濃度依賴方式有效地阻斷端粒酶的活性［13］。端粒DNA 和C-myc22是與腫瘤發(fā)生相關(guān)的G4形成序列。許多配體作為潛在治療癌癥的藥物有利于G4 的形成并提高其穩(wěn)定性，從而阻止腫瘤細(xì)胞的增殖。Ji X 等研究認(rèn)為，血根堿通過(guò)插入或末端堆疊而結(jié)合到G4，誘導(dǎo)G4的形成并提高其穩(wěn)定性；而且，它還是一種細(xì)胞周期的阻斷劑，是一種潛在的抗癌藥物［14］。血根堿以其亞胺形式與DNA 相互作用［15］，與tRNA（苯丙氨酸）的結(jié)合部分也是其亞胺形式［16］。

在鉀離子的存在下，血根堿與人類端粒H24顯示出2種不同的相互作用。當(dāng)H24（10μmol／L）與血根堿的摩爾比達(dá)到1∶2時(shí)，2個(gè)分子的血根堿結(jié)合1個(gè)分子的H24。當(dāng)高于這個(gè)比值時(shí)，血根堿誘導(dǎo)H24的構(gòu)象從鉀離子形式轉(zhuǎn)變?yōu)殁c離子形式。血根堿誘導(dǎo)由人類端粒序列形成的G-四鏈體構(gòu)象的轉(zhuǎn)變，可以為四鏈DNA 結(jié)構(gòu)與藥物相互的作用提供新的見(jiàn)解［17］。

綜上所述，血根堿抗癌作用機(jī)理包括激活細(xì)胞凋亡通道、抑制生存素蛋白的表達(dá)、抑制致癌的轉(zhuǎn)錄因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）、激活天冬氨酸酶、誘導(dǎo)端粒DNA 的G-四鏈體結(jié)構(gòu)的形成與穩(wěn)定、以亞胺形式與tRNA 結(jié)合等，這些豐富的作用機(jī)理同時(shí)解釋了血根堿多樣的抗癌活性。但也有研究表明血根堿雖然明顯抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)，對(duì)正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞無(wú)特異性。此外，彗星試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)血根堿具有遺傳毒性，能促進(jìn)皮膚腫瘤的啟動(dòng)［18］。薊罌粟油和其生物堿血根堿可導(dǎo)致小鼠“流行性水腫”，其分子機(jī)制研究表明血根堿的這種特性與MAPK／NF-κB信號(hào)通路相關(guān)［19］。薊罌粟油污染的食用油造成的遺傳毒性和皮膚腫瘤啟動(dòng)作用可能與血根堿的大劑量長(zhǎng)期使用有關(guān)，啟動(dòng)了癌基因的同時(shí)還抑制了細(xì)胞凋亡。雖然血根堿對(duì)腫瘤發(fā)生具有有效調(diào)節(jié)作用，但有可能隨劑量變化呈雙向調(diào)節(jié)作用，值得臨床用藥者注意。

4 展望

自從罌粟科植物中提取到血根堿的單體以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者全面深入的研究了血根堿在人類方面的藥效及毒性作用，特別是在治療人類的細(xì)菌性疾病、消炎、抗腫瘤以及提高免疫力等方面，但關(guān)于血根堿在獸醫(yī)臨床中的應(yīng)用還不是很多。在仔豬日糧中添加少量的博落回提取物能夠改善仔豬生長(zhǎng)性能，從而提高經(jīng)濟(jì)效益［20］。隨著養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，疾病發(fā)生的復(fù)雜化，抗生素的長(zhǎng)期大量使用所導(dǎo)致的藥物殘留、耐藥性等對(duì)人類健康造成的危害也日益受到關(guān)注。開(kāi)發(fā)高效、無(wú)殘留、無(wú)抗藥性及無(wú)污染的中獸藥飼料添加劑將會(huì)有很好的前景。

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