多甲氧基黃酮抗腫瘤作用研究進展

陳圣敏，董 楊

(上海中醫(yī)藥大學教學實驗中心，上海 201203)

多甲氧基黃酮抗腫瘤作用研究進展

陳圣敏，董 楊

(上海中醫(yī)藥大學教學實驗中心，上海 201203)

腫瘤是死亡率很高的一種疾病，嚴重威脅人類的生命和健康。從中藥或天然藥物中提取有效成分，研究其抗腫瘤作用或?qū)δ承┛鼓[瘤化學藥物的增敏和抗耐藥作用已成為當前醫(yī)藥學界關(guān)注的熱點。多甲氧基黃酮是近年來發(fā)現(xiàn)的一類具有較強抗腫瘤活性的黃酮類成分。該文就多甲氧基黃酮類成分抗腫瘤作用及其機制的研究進展作一綜述。

多甲氧基黃酮；腫瘤；橘紅素；川陳皮素；甜橙黃酮；凋亡；自噬

多甲氧基黃酮 (polymethoxyflavonoids, PMFs) 是一類含有多個甲氧基、低極性、具有平面結(jié)構(gòu)的有強烈生物活性的黃酮類成分。1991年，歐洲標準委員會對PMFs的定義是甲氧基數(shù)≥4 的一類黃酮。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的PMFs成分主要有橘紅素 (tangeretin)、川陳皮素 (nobiletin)、甜橙黃酮 (sinensetin)等以及它們的衍生物。

1 PMFs的來源和提取

PMFs主要來源于蕓香科柑橘屬植物中，尤其在甜橙 (Citrussinensis)和柑橘(Citrusreticulata)的果皮中含量較高。在中藥枳殼、陳皮、青皮、橘紅、佛手、枳實等中藥材中也分離出了PMFs成分[1]。PMFs的分離提取技術(shù)也一直在不斷優(yōu)化。Chen等[2]利用高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜(high-performance liquid chromatography-electrospray ionization-chromatography tandem mass spectrometry, HPLC-ESI-MS/MS)技術(shù)對枳實和枳殼中4種PMFs川陳皮素、橘紅素、5-羥基-6,7,8,4′-四甲氧基黃酮和natsudaidai進行鑒別和定量分析，校正曲線在測試范圍呈良好的線性關(guān)系(r2>0.997 7)，成分回收率在95.79%和105.04%間，相對標準誤差低于3.82%。因此，認為該方法具有較好的準確性、精確度以及回收率。

2 PMFs的抗腫瘤機制

2.1抑制腫瘤細胞增殖惡性腫瘤最大的特點就是腫瘤細胞生長的無休止性和不可調(diào)控性。因此，抑制腫瘤細胞的增殖是治療腫瘤的重要途徑。抑制腫瘤細胞增殖，主要是通過阻滯腫瘤細胞周期和誘導腫瘤細胞凋亡實現(xiàn)的。PMFs可以抑制結(jié)腸癌、乳腺癌、肺癌等多種癌細胞的增殖。Lien等[3]研究發(fā)現(xiàn)，川陳皮素可以抑制人U87和Hs683神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞株的增殖，使細胞周期阻滯于G0/G1期，但無明顯誘導細胞凋亡的作用，主要機制可能為抑制絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和Akt通路以及下調(diào)細胞周期相關(guān)蛋白的表達。還有報道，川陳皮素可以通過 Akt通路抑制人PC-3和DU-145前列腺癌細胞的增殖[4]。橘紅素可明顯抑制人胃癌AGS細胞的增殖，使細胞阻滯于S期和G2/M期，主要機制可能是通過抑制細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases, ERK)磷酸化和上調(diào)CyclinB1蛋白表達[5]。橘紅素還可誘導胃癌AGS細胞的凋亡，主要通過p53依賴的線粒體途徑和Fas/FasL介導的死亡受體途徑[6]。還有研究表明，橘紅素沒有誘導人胸腺癌細胞MCF-7凋亡的作用，而經(jīng)過修飾的橘紅素衍生物5-acetyl-6,7,8,4′- tetramethylnortangeretin則可通過caspase依賴的內(nèi)源性凋亡通路和不依賴caspase的凋亡通路，誘導MCF-7細胞的凋亡[7]。Androutsopoulos等[8]研究發(fā)現(xiàn)，甜橙黃酮可通過與細胞色素P450 CYP1酶作用產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，抑制MDA-MB-468人乳腺癌細胞的增殖。甜橙黃酮還可明顯抑制人胃癌AGS細胞的增殖，使細胞阻滯于G2/M期，并可誘導細胞凋亡，其機制可能與上調(diào)p21和p53蛋白有關(guān)[9]。

近年來的研究發(fā)現(xiàn)，細胞自噬與腫瘤的發(fā)生也有密切關(guān)系，參與藥物對腫瘤的抑制作用[10]。Moon等[11]研究表明，川陳皮素可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激介導的保護性自噬，誘導SNU-16人胃癌細胞的凋亡，提示川陳皮素與自噬抑制劑聯(lián)用可能成為治療胃癌的潛在方法。Li等[12]研究發(fā)現(xiàn)，橘紅素的衍生物5-acetyloxy- 6,7,8,4′-tetramethoxyflavone可引起人CL1-5非小細胞肺癌細胞G2/M期阻滯，誘導CL1-5細胞凋亡和自噬。

2.2抑制腫瘤細胞浸潤和轉(zhuǎn)移浸潤和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的生長特性，川陳皮素和橘紅素都具有抗腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移的作用。有研究表明，川陳皮素可通過Akt/GSK3β/β-catenin信號通路，抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的浸潤[13]。川陳皮素還可通過ERK1/2通路和抑制基質(zhì)金屬蛋白酶-2(matrix metalloproteinase-2, MMP-2)轉(zhuǎn)錄，抑制鼻咽癌細胞的浸潤和轉(zhuǎn)移[14]。Zhang等[15]研究表明，橘紅素可以抑制輻射誘導的胃癌細胞上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而抑制腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移，其分子機制可能與miR-410上調(diào)和 Notch-1、Jagged1/2、Hey-1、Hes-1表達下降有關(guān)。

2.3抑制血管生成血管生成是實體瘤生長和轉(zhuǎn)移的必要條件，通過抑制血管生成來阻止腫瘤生長是目前腫瘤治療的策略之一。Chen等[16]觀察到，川陳皮素可抑制體外培養(yǎng)卵巢癌細胞的生長，而不影響正常卵巢上皮細胞的生長。川陳皮素可抑制卵巢癌細胞血管生成調(diào)節(jié)因子Akt、HIF-1α、NF-κB和血管上皮生成因子的分泌，提示川陳皮素可能通過Akt通路抑制血管生成，從而達到抑制腫瘤生長的作用。

2.4抗炎慢性炎癥與腫瘤的發(fā)生有密切的聯(lián)系。由于炎癥細胞可分泌炎癥因子，與間質(zhì)成纖維細胞、巨噬細胞、淋巴細胞和細胞外基質(zhì)成分形成腫瘤微環(huán)境。炎癥因子持續(xù)產(chǎn)生自由基，引起DNA復制、轉(zhuǎn)錄異常，從而促進腫瘤發(fā)生。PMFs具有很好的抗炎活性。在肺上皮癌細胞中，發(fā)現(xiàn)橘紅素具有抗炎特征，可通過抑制白介素-1β導致的p38MAPK、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)和Akt磷酸化，以及抑制下游NF-κB的激活，導致環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2, COX-2)下調(diào)[17]。Yoon等[18]研究發(fā)現(xiàn)，橘紅素可降低紫外線B引起的小鼠皮膚上皮細胞COX-2表達，抑制NF-κB和活化蛋白-1(activator protein-1，AP-1)的轉(zhuǎn)錄活化以及Akt和MAPK家族(包括ERK、JNK和p38 MAPK)蛋白的磷酸化，調(diào)節(jié)MAPKK1/2、3/6和4的磷酸化。橘紅素還可降低活性氧自由基(reactive oxygen species，ROS)的產(chǎn)生，從而阻止細胞的氧化應激。因此，橘紅素可能主要通過調(diào)控Akt信號通路和抑制內(nèi)源性ROS產(chǎn)生，發(fā)揮抗炎作用，具有防治皮膚癌的潛在作用。

2.5增強化療藥物敏感性近期有研究表明，橘紅素除了本身具有一定的抑制腫瘤細胞增殖的作用外，還可以增加其他抗腫瘤藥物的敏感性和降低耐藥性。Arafa el-SA等[19]研究發(fā)現(xiàn)，橘紅素可通過下調(diào)PI3K/Akt信號通路，增強順鉑對腫瘤細胞的作用，橘紅素和低濃度順鉑聯(lián)合使用，可使人卵巢癌細胞阻滯于G2/M期，并可通過caspase依賴途徑誘導細胞凋亡。橘紅素和順鉑的聯(lián)合使用可能成為一種新型的臨床治療癌癥方法。魯嵐等[20]研究表明，橘紅素聯(lián)合5-Fu可明顯增強5-Fu抑制人胃癌AGS細胞增殖的作用，主要機制可能是通過上調(diào)p53和p21蛋白，使細胞阻滯于S期。川陳皮素和橘紅素均可以增加ABCB1過表達細胞對藥物的敏感性，提示川陳皮素和橘紅素可以改善ABCB1介導的耐藥性[21]。

3 PMFs的藥代動力學研究

藥物發(fā)揮生物學作用主要依賴于其進入靶細胞的能力。PMFs易于滲入各種培養(yǎng)的細胞中，包括來源于外周器官的細胞，如心、肺、乳腺、前列腺、腎臟等細胞。在培養(yǎng)的細胞中，PMFs的代謝酶如P450等的表達是非常少的。但是，如果PMFs通過口服給藥，則進入血液循環(huán)的量非常少或者幾乎沒有。因為在小腸和肝臟中，含有大量的葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UDP-glucuronosyltransferases, UGTs)和硫酸基轉(zhuǎn)移酶(sulfo-transferases, SULTs)，這就使PMFs的口服生物利用率較低。在整體動物實驗中，PMFs可能主要通過其代謝產(chǎn)物發(fā)揮抗腫瘤作用。川陳皮素和橘紅素通過灌胃和腹腔注射給藥24 h后，利用HPLC-ESI-MS在大鼠血清中檢測到橘紅素及其2種代謝產(chǎn)物和川陳皮素及其8種代謝產(chǎn)物。川陳皮素口服吸收約高于橘紅素10倍，葡萄糖苷酸代謝物濃度高于糖苷配基代謝物[22]。將橘紅素與表達CYP1A 的微粒體或者干細胞共同孵育，會產(chǎn)生初級代謝產(chǎn)物4′-羥基-5,6,7,8-四甲氧基黃酮，可以選擇性地抑制p70S6K磷酸化，認為哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)通路可能參與其抗癌作用[23]，證明了其代謝產(chǎn)物具有抑制腫瘤作用。

4 PMFs的構(gòu)效關(guān)系研究

最近，一類羥基化的PMFs從儲存的橘皮中提取出來，這類成分是由于長時間存放的過程中，全甲基PMFs自動發(fā)生羥基化而產(chǎn)生的。Li等[24]從甜橙果皮中分離并合成了橘紅素、甜橙黃酮、川陳皮素等15種PMFs以及羥基化PMFs成分，并觀察這些成分對HL-60白血病細胞增殖和凋亡的作用，通過抗癌活性的篩選，闡釋這組成分的構(gòu)效關(guān)系。結(jié)果表明, 5-羥基-6,7,8,3′,4′-五甲氧基黃酮和5-羥基-3,6,7,8,3′,4′-六甲氧基黃酮表現(xiàn)了最強的活性，而該組成分中所有PMFs的抗癌活性均低于羥基化PMFs成分。Lin等[25]觀察PMFs (橘紅素、川陳皮素、甜橙黃酮)和非PMFs對HepG2 細胞的作用，構(gòu)效分析顯示，黃酮結(jié)構(gòu)中全甲基-A環(huán)與抑制肝臟載脂蛋白B (aapolipoprotein B，apoB)分泌的活性有關(guān)。

5 結(jié)語

PMFs作為從柑橘屬植物中提取的一類黃酮類成分，存在于多種食品以及中藥中，生物活性廣泛，目前認為是一類具有較強抗癌活性的黃酮類藥物，有一定的臨床治療價值。PMFs作為植物成分還有降血脂等作用，可用于食品添加劑和保健品。美國已經(jīng)上市的柑橘類黃酮保健品sytrinol，其有效成分就含有PMFs。但目前大多數(shù)PMFs仍然存在溶解性較差、生物利用度低等問題，對現(xiàn)有PMFs成分進行結(jié)構(gòu)修飾以提高其生物利用度，增強藥理活性的研究是進一步開發(fā)PMFs的必要途徑。

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Theresearchprogressofanti-tumoreffectofpolymethoxyflavonoids

CHEN Sheng-min, DONG Yang

(ExperimentalTeachingCenter,ShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Shanghai201203,China)

Tumor is a disease with high mortality rate, which seriously threatens the human life and health. To study the anti-tumor effect, sensitization and anti-drug-resistant action of effective ingredients extracted from traditional Chinese medicine or natural medicine is a hotspot. Polymethoxyflavone is a class of flavonoids with strong anti-tumor activity found in recent years. In this paper, the research progress on anti-tumor action and its mechanisms of polymethoxyflavonoids is reviewed.

polymethoxyflavone; tumor; tangeretin; nobiletin; sinensetin; apoptosis; autophagy

A

1001-1978(2017)11-1493-03

R284.1；R329.24；R329.25；R730.531；R916.4；R979.1

時間：2017-10-10 10:05 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20171010.1005.008.html

10.3969/j.issn.1001-1978.2017.11.004

2017-06-28,

2017-07-27

上海市教委重點學科資助項目(No J50301)

陳圣敏(1980-)，女，碩士生，實驗師，研究方向：中醫(yī)藥抗腫瘤，E-mail：13816579380@163.com； 董 楊(1980-)，女，博士，副教授，碩士生導師，研究方向：中醫(yī)藥防治老年病，通訊作者，E-mail：dongyang1980@163.com