紅花多糖提取工藝及抑癌藥理作用研究進(jìn)展*

馬新博 綜述，宮汝飛 審校

(廣西科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院，廣西柳州 545005)

紅花(Safflower)又稱(chēng)草紅花、紅藍(lán)花[1]，為雙子葉植物、菊科紅花的干燥管狀花。紅花性溫，味辛，具活血通經(jīng)、散瘀止痛之功效，其為藥用始載于宋代的藥籍《本草圖經(jīng)》[2]。紅花在我國(guó)的25個(gè)省市(自治區(qū))均有分布，其中新疆、河南、四川和浙江等地為紅花的主要產(chǎn)區(qū)[3]。現(xiàn)代藥理學(xué)研究顯示，紅花中主要含有紅花多糖(Safflower polysaccharide)、紅花黃色素(Safflor yellow)、紅花苷(Carthamin)、黃酮類(lèi)(Flavone)、有機(jī)酸(Organic acid)、紅花紅色素(Carthamin)等成分[4-9]。實(shí)驗(yàn)表明紅花的主要有效成分紅花多糖具有抗凝血、抗氧化、降血壓、抗癌、免疫調(diào)節(jié)等多種藥理活性[10]，而且具有資源豐富，藥理毒性低，易于工業(yè)化生產(chǎn)、制備等優(yōu)點(diǎn)[11]，因此學(xué)界對(duì)紅花多糖的研究越來(lái)越深入。本文主要對(duì)紅花多糖的提取工藝及抑癌藥理作用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 紅花多糖的提取與分離研究

實(shí)驗(yàn)研究顯示紅花多糖具有良好的抗腫瘤作用，目前主要采用水提醇沉法從紅花藥材中提取并用紫外分光光度法測(cè)定其含量[12]。張曉莉等[13]采用水提醇沉法制取紅花粗多糖，并通過(guò)凍融除雜、sevage法清除蛋白質(zhì)、雙氧水脫色，再經(jīng)無(wú)水乙醇、丙酮、無(wú)水乙醚脫脂純化，得精制多糖；多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96.05%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示此方法靈敏度高且簡(jiǎn)便可靠。徐永良等[14]研究紅花多糖提取純化工藝，通過(guò)對(duì)不同的液料比、提取時(shí)間及提取次數(shù)等實(shí)驗(yàn)，及對(duì)粗多糖純化的研究，確立提取因素條件為：提取時(shí)間是1 h，液料比是30∶1，提取4次，采用Sevage、無(wú)水乙醇、丙酮、乙醚純化，紅花粗多糖得率是6.5%，純化后的多糖得率為4.7%，測(cè)定提取粗多糖中多糖含量為70.315%，純化后多糖的含量為76.05%。王艷艷等[15]用乙醇提取紅花多糖時(shí)，應(yīng)用正交實(shí)驗(yàn)，經(jīng)考察得，紅花粗多糖提取最佳工藝條件是：提取時(shí)間每次為1.5 h，料液比為 1∶20，提取溫度為 80 ℃，提取3次，在該工藝條件下紅花粗多糖得率為 10.19%。

近年來(lái)樹(shù)脂吸附法與超聲波法也廣泛用于各類(lèi)植物的多糖類(lèi)物質(zhì)提取純化，從而提高多糖成分的提取濃度。鄒義芳等[16]研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用HPD-100大孔吸附樹(shù)脂對(duì)紅花多糖的脫色率和保留率較為理想，其最佳提取工藝條件是：溫度為40 ℃，pH值為4，多糖濃度為5 mg/mL，流速為1 mL/min，洗脫劑采用pH4的蒸餾水。在該條件下色素的吸附率可達(dá)86.71%，多糖保留率為72.10%。楊炫露等[17]采用超聲波法提取紅花多糖，經(jīng)過(guò)工藝驗(yàn)證，確定超聲波法提取紅花多糖的最佳因素是：料液比1∶25，溫度65 ℃，功率80%，時(shí)間55 min，粗多糖提取率是：20.35%，經(jīng)考察超聲波法的提取率明顯高于傳統(tǒng)的水提醇沉法。

2 紅花多糖的抑癌藥理作用及免疫調(diào)節(jié)機(jī)制等研究

實(shí)驗(yàn)研究顯示紅花多糖具有抗凝血、抗氧化、抗癌、免疫調(diào)節(jié)等多種藥理作用[18]，尤其是紅花多糖的抑癌作用得到越來(lái)越多的關(guān)注和研究。

2.1紅花多糖對(duì)荷瘤鼠的抑瘤作用機(jī)制 何素芳等[19]研究發(fā)現(xiàn)紅花多糖對(duì)H22荷瘤小鼠有一定的抑瘤作用，紅花多糖能明顯提高H22荷瘤小鼠胸腺和脾臟指數(shù)以增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，且紅花多糖可以下調(diào)荷瘤鼠機(jī)體內(nèi)VEGF、Ki67表達(dá)水平，說(shuō)明紅花多糖具有調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞相關(guān)因子的分泌，增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤作用，且紅花多糖抗腫瘤作用呈現(xiàn)量效關(guān)系。石學(xué)魁等[20]實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示紅花多糖對(duì)小鼠S180肉瘤的抑制作用明顯，40 mg/kg的紅花多糖抑瘤率為51.33%(P<0.01)；紅花多糖對(duì)小鼠LA795肺癌也有抑制作用，紅花多糖能使小鼠腫瘤體積明顯減小，且能明顯提高荷瘤小鼠脾臟CTL細(xì)胞、NK細(xì)胞的免疫殺傷活性。梁穎[21]研究發(fā)現(xiàn)紅花多糖能明顯抑制S180荷瘤鼠腫瘤生長(zhǎng)(P<0.05)、降低荷瘤鼠血清白細(xì)胞介素10(IL-10)、提高荷瘤鼠血清IL-12及腫瘤壞死因子-α等，通過(guò)正向調(diào)節(jié)荷瘤鼠細(xì)胞免疫應(yīng)答水平起到抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用。以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明紅花多糖對(duì)多種荷瘤鼠腫瘤生長(zhǎng)均有抑制作用，該作用可能是通過(guò)正向調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞相關(guān)因子的分泌、促進(jìn)細(xì)胞免疫應(yīng)答功能從而起到抗腫瘤作用。

2.2紅花多糖對(duì)人肝癌的抑制作用機(jī)制 梁穎等[22]通過(guò)MTT法及Annexin-V/PI雙染流式細(xì)胞儀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，紅花多糖具有抑制人肝癌SMMC-7721細(xì)胞生長(zhǎng)的作用，并可誘導(dǎo)人肝癌SMMC-7721細(xì)胞凋亡，且該作用具有明顯的時(shí)間依賴(lài)性和劑量依賴(lài)性。張曉莉等[23]研究發(fā)現(xiàn)紅花多糖對(duì)體外培養(yǎng)的人肝癌SMMC-7721細(xì)胞具有明顯抑制增殖作用，且紅花多糖作用后人肝癌細(xì)胞內(nèi)Bcl-2蛋白和mRNA表達(dá)水平均降低，Bax蛋白和mRNA的表達(dá)水平均升高；而且Bcl-2/Bax比值隨紅花多糖作用時(shí)間的延長(zhǎng)呈顯著降低變化。說(shuō)明紅花多糖能通過(guò)調(diào)節(jié)Bax、Bcl-2基因的表達(dá)，從而對(duì)人肝癌SMMC-7721細(xì)胞起到抑制與誘導(dǎo)凋亡作用。

2.3紅花多糖對(duì)人乳腺癌的抑制作用機(jī)制 陶冀[24]通過(guò)吖啶橙染色、MTT比色等方法發(fā)現(xiàn)紅花多糖對(duì)體外培養(yǎng)的人乳腺癌MCF-7細(xì)胞具有明顯的抑制作用(P<0.05)，且該作用在一定濃度范圍內(nèi)隨著藥物濃度的升高、時(shí)間的延長(zhǎng)而作用增強(qiáng)。通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量PCR測(cè)得，紅花多糖作用于乳腺癌細(xì)胞MCF-7細(xì)胞后，可上調(diào)nm23-H1 mRNA的表達(dá)，下調(diào)MMP-9 mRNA的表達(dá)，且具有一定濃度依賴(lài)性；通過(guò)Western blot法測(cè)得，紅花多糖作用后，MCF-7細(xì)胞的MMP-9蛋白表達(dá)水平逐漸降低，而nm23-H1蛋白表達(dá)水平逐漸升高。說(shuō)明紅花多糖可能是在mRNA與蛋白質(zhì)水平下調(diào)細(xì)胞內(nèi)MMP-9的表達(dá)，上調(diào)nm23-H1的表達(dá)從而起到抑制人乳腺癌作用。

2.4紅花多糖對(duì)人胃癌的抑制作用機(jī)制 馬新博等[25]通過(guò)顯微鏡觀察、吖啶橙核染色等檢測(cè)發(fā)現(xiàn)紅花多糖能夠明顯抑制體外培養(yǎng)的人胃癌SGC-7901細(xì)胞的增殖，并且可誘導(dǎo)人胃癌SGC-7901細(xì)胞凋亡，該作用呈一定的時(shí)間與劑量依賴(lài)。有學(xué)者實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明紅花多糖對(duì)體外培養(yǎng)的人胃癌SGC-7901細(xì)胞具有明顯抑制增殖作用[26]，且紅花多糖作用后人胃癌細(xì)胞內(nèi)Bcl-2 mRNA轉(zhuǎn)錄與蛋白表達(dá)水平均降低，Bax mRNA轉(zhuǎn)錄與蛋白的表達(dá)水平均升高；而且Bcl-2 /Bax比值隨紅花多糖作用時(shí)間的延長(zhǎng)呈顯著降低變化。說(shuō)明紅花多糖能通過(guò)調(diào)節(jié)Bax、Bcl-2 mRNA轉(zhuǎn)錄與蛋白表達(dá)從而對(duì)人胃癌SGC-7901細(xì)胞起到增殖抑制與誘導(dǎo)凋亡作用。

2.5紅花多糖的免疫調(diào)節(jié)作用機(jī)制 有實(shí)驗(yàn)證明紅花多糖有刺激溶血空斑(PFC)的作用，且能顯著對(duì)抗可的松抑制溶血空斑，該促進(jìn)作用隨劑量增加而明顯加強(qiáng)，說(shuō)明紅花多糖對(duì)免疫功能具有正向調(diào)節(jié)作用。石學(xué)魁等[27]研究發(fā)現(xiàn)紅花多糖可促進(jìn)人外周血單個(gè)核細(xì)胞增殖，同時(shí)能促進(jìn)單核細(xì)胞IFN-γ、IL-2的分泌量，具有抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)作用。林小琪等[28]研究發(fā)現(xiàn)紅花等中藥中的多糖類(lèi)成分能通過(guò)“IFN-IL-NKC”網(wǎng)絡(luò)，誘導(dǎo)生成干擾素；通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)、T細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)、機(jī)體內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)，從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能。因此，紅花多糖可作為免疫調(diào)節(jié)劑而用于免疫相關(guān)疾病治療。

2.6紅花多糖的抗氧化、抗凝血等作用 周劍等[29]研究證明紅花多糖有對(duì)4 5-腺苷二磷酸二鈉鹽(ADP)誘導(dǎo)的血小板聚集有明顯的抑制作用，其作用強(qiáng)度隨著紅花劑量的增加而增強(qiáng)，48 mg/mL的紅花多糖對(duì)血小板聚集抑制率達(dá)到48.95%，說(shuō)明紅花多糖具有明顯的抗凝血作用。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)紅花中多糖、黃色素等成分對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有降壓和抑制心臟的作用，同時(shí)可清除輕自由基并具有抑制實(shí)驗(yàn)鼠肝勻漿脂質(zhì)過(guò)氧化作用。

3 展 望

綜上所述，紅花多糖資源豐富、價(jià)格相對(duì)低廉、毒性低，且其抗癌與免疫調(diào)節(jié)藥理作用明顯。但是細(xì)胞癌變是一個(gè)受多種理化因素和機(jī)體內(nèi)外環(huán)境作用的極其復(fù)雜的過(guò)程，其中關(guān)鍵的因素是組織細(xì)胞內(nèi)各種癌與抑癌基因表達(dá)變化的影響作用，目前研究顯示紅花多糖的主要抗癌作用也是通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)一系列癌相關(guān)基因與機(jī)體組織內(nèi)各種免疫物質(zhì)相互作用的結(jié)果。目前，關(guān)于紅花多糖抗癌作用機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究，由于受到藥物分離純化技術(shù)、動(dòng)物荷瘤模型、腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)等因素的限制，還存在一定局限性。首先，紅花多糖類(lèi)化合物成分較復(fù)雜，很難確定其主要有效成分及進(jìn)行單體提純；其次，實(shí)驗(yàn)研究中使用的癌細(xì)胞株，都是體外培養(yǎng)或者是體外試驗(yàn)，這與機(jī)體內(nèi)細(xì)胞癌變的發(fā)生、發(fā)展環(huán)境差距較大。所以學(xué)界應(yīng)進(jìn)一步提純紅花多糖或是分離其各種單體，研究其在不同環(huán)境及各種濃度下的抗癌作用機(jī)制，為紅花多糖臨床抗癌治療提供實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。

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