芹菜素抗腫瘤作用及機制研究進展

李衛(wèi)林

臺州恩澤醫(yī)療中心（集團）臺州醫(yī)院，浙江臨海 317000

芹菜素（Apigenin）是一種天然存在于多種蔬菜、水果、茶葉和豆類中的黃酮類化合物[1]。近年通過大量的研究發(fā)現(xiàn)它具有抗腫瘤、抗突變、抗氧化、抗病毒、抗炎、鎮(zhèn)靜等多方面的作用，其中其抗腫瘤作用較為顯著，其抗腫瘤作用的主要機制有抑制腫瘤細胞的增殖、誘導腫瘤細胞的凋亡、干擾腫瘤細胞的信號傳導、抑制腫瘤血管的生成，侵襲和轉(zhuǎn)移、抗氧化等?，F(xiàn)就芹菜素在抗腫瘤方面的作用機制研究進展綜述如下：

1 調(diào)控細胞周期運行、抑制腫瘤細胞增殖

細胞周期素（cyclin）就像是細胞周期調(diào)控的“變速器”，而周期素依賴激酶（CDK）就像是細胞周期調(diào)控的發(fā)動機，只有當他們結(jié)合為cyclin/CDK復(fù)合物，才能調(diào)控細胞周期。因cyclin/CDK復(fù)合物可作用于不同底物從而引發(fā)細胞周期時相的改變，啟動DNA的合成，運行細胞的分裂，進一步推進細胞周期的運行。研究表明，芹菜素通過抑制細胞周周期素、CDK及CDK抑制因子（CDKI）等物質(zhì)的活性使得腫瘤細胞阻滯于G2/M、G0～G1期等，因此細胞周期無法正常運行，細胞的增殖受到抑制，進而腫瘤細胞生長受到抑制[2]。

1.1 乳腺癌

Choi等[3]研究表明，芹菜素可以通過降低cyclin A、cyclin B及CDK1蛋白的表達，抑制CDK1激酶的活性使乳腺癌細胞（SK-BR-3）發(fā)生G2/M期阻滯。劉博文等[4]研究發(fā)現(xiàn)，芹菜素處理乳腺癌細胞（T47D）后，cyclin B1蛋白的含量表達減少，而G2/M期細胞所占的比例增加，同樣說明了芹菜素可以將細胞周期阻滯在G2/M期從而抑制腫瘤細胞增殖。

1.2 前列腺癌

芹菜素也可以抑制前列腺癌細胞的生長，Kobayashi等[5]發(fā)現(xiàn)芹菜素可通過p53依賴途徑誘導p21表達，抑制CDK1活性，將細胞周期阻滯在G2/M期，而Gupta等[6]發(fā)現(xiàn)以不同濃度的芹菜素處理細胞后可以劑量依賴性的阻滯細胞于G0～G1期，抑制了S期、G2～M期細胞的生長，減少了CDK2、4、6及cyclin D1、D2、E的表達，從而抑制前列腺癌細胞的生長（CA-HPV-10）。另外Shukla等[7]報道芹菜素可以抑制前列腺癌細胞（DU145）的增殖，其作用機制是使其細胞周期阻滯在G1期。

1.3 卵巢癌

杜俊瑤等[8]也證實芹菜素可通過使人卵巢癌細胞（CAOV3）細胞周期停滯在G2/M期，從而誘導細胞的凋亡、抑制其增殖。

1.4 宮頸癌

Zheng等[9]發(fā)現(xiàn)芹菜素可通過上調(diào)p21/WAF1蛋白的表達使人宮頸癌細胞周期阻滯在G1期從而抑制癌細胞的生長。

1.5 結(jié)腸癌

Wang等[10]研究發(fā)現(xiàn)，芹菜素可以通過抑制G2期到M期的重要酶類-p34（Cdc2）的活性，使細胞周期阻滯在G2/M期，降低p34的表達，并減少cyclin B1的積聚，從而抑制3種結(jié)腸癌細胞（SW480，HT-29，Caco-2）的生長。

1.6 胰腺癌

芹菜素可通過下調(diào)細胞周期素cyclin A、B的表達，減少cdc2、cdc25的磷酸化誘導胰腺癌細胞G2/M期阻滯[11]。

1.7 黑色素瘤

Casagrande等[12]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素可以抑制黑色素瘤細胞的生長，其機制可能是通過抑制CDK1使黑色素瘤細胞（OCM-1）發(fā)生G2/M期阻滯。

2 誘導腫瘤細胞的凋亡

細胞凋亡是一種有序的自主性死亡方式，它涉及多種基因的激活、表達和調(diào)控等過程。腫瘤細胞凋亡受抑制會增加惡性細胞的潛能及數(shù)量，最終會導致腫瘤的發(fā)生。

2.1 乳腺癌

Choi等[13]研究發(fā)現(xiàn)，芹菜素可通過釋放細胞色素c（Cyt c），激活caspase-3等線粒體凋亡途徑，促進人乳腺癌細胞（MDA-MB-453）凋亡從而抑制細胞生長。

2.2 宮頸癌

Zheng等[9]發(fā)現(xiàn)芹菜素可誘導與凋亡有關(guān)的p53、cas pase-3、Fas/Apo-1表達，并降低了凋亡抑制因子Bcl-2蛋白的表達，從而導致細胞凋亡發(fā)生。

2.3 肝癌

Khan等[14]發(fā)現(xiàn)芹菜素可以通過增加腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、干擾素-γ（IFN-γ）的表達及激活 caspase 途徑中caspase-3、caspase-7、caspase-9 及 caspase-10 的釋放，進而誘導肝癌細胞進入程序性死亡。

2.4 胃癌

胡太平等[15]發(fā)現(xiàn)20-80 μg/mL的芹菜素作用于人胃癌BGC823細胞48 h能呈劑量依賴性的促進凋亡促進因子（Bax蛋白）的表達，抑制凋亡抑制因子Bcl-2蛋白的產(chǎn)生，使得Bax/Bcl-2的比值上升，并通過降低線粒體跨膜電位，促進Cyt c的釋放，增加caspase-9活性及其下游的級聯(lián)反應(yīng)，最終誘導人胃癌細胞的凋亡。

2.5 白血病

Vargo等[16]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素進入細胞后集中于線粒體內(nèi)，通過激活caspase-9、caspase-3及蛋白激酶Cδ（PKCδ）誘導細胞凋亡。

2.6 肺癌

Lu等[17]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素可以誘導Bax/Bcl-2觸發(fā)的線粒體凋亡途徑，促進Cyt c、核酸內(nèi)切酶G及凋亡誘導因子的釋放，激活caspase-9、caspase-3，從而誘導肺癌細胞的凋亡。

2.7 神經(jīng)母細胞瘤

Das等[18]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素通過激活鈣蛋白酶，并使細胞內(nèi)游離的鈣離子增加、Bax/Bcl-2的比例升高，促進Cyt c的釋放及激活caspase-9和caspase-3，最終誘導神經(jīng)母細胞瘤細胞（SH-SY5Y）的凋亡。

3 干擾腫瘤細胞的信號傳導

人體細胞之間的信號傳導保證著生命活動的正常運行，它可以協(xié)調(diào)不同細胞的行為、代謝及功能，同時也被認為是細胞從正常轉(zhuǎn)化到癌變的過程中能被癌基因或腫瘤抑制基因所控制的一種細胞內(nèi)或細胞外信號傳遞過程。

3.1 TNF-α信號傳導通路

Shukla等[19]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素可阻滯前列腺癌PC-3細胞的TNF-α信號傳導，通過下調(diào)細胞核內(nèi)的核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）反應(yīng)基因 NF-κB/p65 和 NF-κB/p50 的核轉(zhuǎn)錄從而抑制NF-κB的活化誘導腫瘤細胞的凋亡。腫瘤壞死因子家族新成員-凋亡素2配體/腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導配體（Apo2L/TRAIL）可以選擇性的誘導腫瘤細胞發(fā)生凋亡，Oishi等[20]發(fā)現(xiàn)芹菜素通過結(jié)合腺嘌呤核苷酸轉(zhuǎn)移酶2（ANT2）蛋白上調(diào)后轉(zhuǎn)錄水平死亡受體5（DR5）的表達從而誘導前列腺癌細胞LNCAP/DU145的Apo2L/TRAIL凋亡的發(fā)生。

3.2 β-catenin信號傳導通路

Shukla等[21]又發(fā)現(xiàn)芹菜素可通過抑制β-catenin信號通路途徑，上調(diào)TRAMP鼠背外側(cè)前列腺組織的E-cadherin蛋白的表達，并降低核內(nèi)β-catenin蛋白的表達及其下游因子c-Myc和cyclin D1蛋白的表達而產(chǎn)生抑制前列腺癌作用。

3.3 胰島素樣生長因子（insulin-like growth factor，IGF）信號傳導通路

Shukla等[22]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素可通過上調(diào)IGF結(jié)合蛋白-3（insulin-like growth factor binding protein-3，IGFBP-3）的表達，同時IGF-I的表達，抑制22RV1前列腺癌裸鼠移植瘤的生長，并誘導腫瘤細胞的凋亡。另外，又通過灌胃芹菜素于前列腺癌裸鼠移植瘤，發(fā)現(xiàn)芹菜素可IGF-Ⅰ受體（IGF-IR）的自身磷酸化及抑制AKT的磷酸化，從而進一步抑制了GSK-3β磷酸化及cyclin D1的表達，升高p27/kip1的表達而產(chǎn)生抑制移植瘤的生長及誘導細胞凋亡作用[23]。

3.4 絲裂原活化蛋白（MAP）激酶（MAPK）信號傳導通路

MAPK屬于絲/蘇氨酸蛋白激酶類，包括MAPK的激酶（MEK）、MEK 的激酶（MEKK）、ERK1/2 及 p38 絲裂原活化蛋白激酶等。Vargo等[16]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素可以通過降低ERK中MAPK的磷酸化和內(nèi)皮生長因子受體（EGFR）酪氨酸的磷酸化，從而抑制胸腺癌細胞的生長。

4 抑制腫瘤血管生成、侵襲和轉(zhuǎn)移

腫瘤細胞可以分泌多種促血管生成因子促進新血管的形成，血管生成對腫瘤的生長有著重要的作用，大量毛細血管的形成不僅可以促使腫瘤細胞從血液中獲取營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)自身迅速生長，還可以促使腫瘤細胞隨著血流擴散轉(zhuǎn)移，從而為腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移至體內(nèi)其他器官、組織提供良好的機會。因此通過抑制腫瘤新血管的生成，切斷腫瘤營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)，阻滯腫瘤細胞擴散，不但可以抑制腫瘤細胞的迅速生長并能減少腫瘤浸潤、轉(zhuǎn)移的機會。

已知血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和低氧誘導因子-1α（HIF-1α）是促血管生成因子。①肺癌：Liu等[24]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素干預(yù)肺癌細胞A549后，肺癌細胞的增殖受到抑制，而且細胞中HIF-1α的表達降低，而VEGF的轉(zhuǎn)錄激活也受到抑制，另外，芹菜素的體內(nèi)實驗也提示芹菜素可以抑制抑制瘤的生長，且瘤體組織中的HIF-1α與VEGF的表達均減少。②前列腺癌、卵巢癌：Fang等[25]及Mirzoeva等[26]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素可以通過誘導p53基因的表達和激活PI3K/Akt信號通路，抑制HIF-1α的釋放，降低前列腺癌和卵巢癌細胞中VEGF基因的轉(zhuǎn)錄，從而減少了腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移。③乳腺癌：Lee等[27]研究發(fā)現(xiàn)，芹菜素通過干擾PI3/K信號通路、減弱整合素β4的功能及降低肝細胞生長因子（HGF）的產(chǎn)生，從而阻滯乳腺癌細胞MDA-MB-231的侵襲性生長、轉(zhuǎn)移。

5 抗氧化作用

活性氧的損傷作用及抗氧化功能不全與腫瘤的發(fā)生密不可分?；钚匝蹩梢詫NA產(chǎn)生損傷，損傷后的DNA未修復(fù)或未能正確修復(fù)將會引起細胞發(fā)生突變，如果突變發(fā)生于某些重要的基因（抑癌或原癌基因）則會形成腫瘤。一氧化氮（NO）可以和自由基反應(yīng)生成有高損傷活性的氧化腈，另外，NO本身也是一種自由基，高水平的NO也能夠引起DNA的損傷和基因的突變。

5.1 芹菜素是一種很強的金屬離子螯合劑

過渡金屬銅和鐵均是許多自由基產(chǎn)生過程的 “催化劑”，銅離子及亞鐵離子均能介導脂質(zhì)的過氧化，如果鐵缺乏，脂質(zhì)過氧化損傷會加重，而銅超氧化物酶的活性中心結(jié)構(gòu)，具有催化超氧陰離子成為氧與過氧化氫的能力，可以避免超氧陰離子損傷細胞。Topcu等[28]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素可以螯合亞鐵離子，并降低了脂質(zhì)過氧化引起的損傷，而Baltrusaityte等[29]研究結(jié)果顯示，芹菜素不僅可以與鐵離子螯合，而且還可以與銅離子螯合。

5.2 芹菜素可以直接清除自由基

眾多自由基種類中危害最強的包括羥自由基、超氧陰離子和脂質(zhì)過氧化物等。Topcu等[28]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素可以清除脂質(zhì)過氧化物和超氧陰離子，而Baltrusaityte等[29]研究發(fā)現(xiàn)芹菜素可以清除脂質(zhì)過氧化和自由基正離子。

5.3 芹菜素可以抑制NO的生成

有研究證明芹菜素可以抑制巨噬細胞的誘導型一氧化氮合成酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）的轉(zhuǎn)錄激活，減少巨噬細胞表達iNOS蛋白質(zhì)，下調(diào)iNOS mRNA的表達，最終抑制NO的生成。

5.4 芹菜素可以減少DNA的氧化損傷

芹菜素對自由基引起的DNA氧化性損傷有顯著抑制作用。Kanazawa等[30]通過體外培養(yǎng)細胞，比較不同黃酮類物質(zhì)對肝癌細胞（HepG2）細胞核內(nèi)DNA氧化損傷的保護作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)槲皮素和蘆丁對細胞核內(nèi)DNA氧化損傷的保護作用均弱于芹菜素。

綜上所述，尋找高效、低毒的天然抗腫瘤藥物已成為當今腫瘤治療研究的主要方向。芹菜素因其天然、來源豐富、毒副作用小等特點廣受關(guān)注，其在抗腫瘤作用方面的研究更是深入到了一個全新的水平。雖然芹菜素在抗腫瘤作用主要機制上的研究已經(jīng)做了大量的工作了，但其對腫瘤的作用研究尚處于體外試驗和動物模型階段，對于芹菜素是否能夠進入與人類腫瘤密切相關(guān)的臨床應(yīng)用及對人體應(yīng)用的安全性、副作用等還有待于進一步研究。

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