中藥活性成分 — 姜黃素抗乳腺癌的基礎(chǔ)研究新進(jìn)展

呂艷，李翀，耿強(qiáng)

（天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 病理科，天津 300381）

綜述

中藥活性成分 — 姜黃素抗乳腺癌的基礎(chǔ)研究新進(jìn)展

呂艷，李翀，耿強(qiáng)

（天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 病理科，天津 300381）

乳腺癌已成為中國(guó)女性最常罹患的惡性腫瘤，腫瘤綠色治療已成為趨勢(shì)，所以，研發(fā)“增效減毒”的抑制乳腺癌細(xì)胞增殖的藥物對(duì)乳腺癌治療具有十分重要的意義。姜黃素作為中草藥姜黃根莖的活性提取物，因其有效抑制乳腺腫瘤細(xì)胞增殖，改善患者預(yù)后，有效減輕乳腺癌化療后反應(yīng)，正被越來(lái)越多的研究人員和臨床醫(yī)生青睞，成為研究的焦點(diǎn)。該文就姜黃素抑制乳腺癌增殖的分子機(jī)制，姜黃素劑型和載藥系統(tǒng)，姜黃素聯(lián)合放療和化療增效減毒的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

姜黃素；乳腺癌；多重耐藥；化療增敏；輻射敏化作用

乳腺癌是中國(guó)女性最常罹患的惡性腫瘤之一。常用的化療藥物在有效抑制腫瘤生長(zhǎng)的同時(shí)，其毒副作用對(duì)乳腺癌患者的生活質(zhì)量也產(chǎn)生了嚴(yán)重的負(fù)面影響。因此，近年來(lái)腫瘤“綠色治療”是基礎(chǔ)和臨床研究的趨勢(shì)，研發(fā)“增效減毒”的乳腺癌治療藥物成為臨床和科研的熱點(diǎn)。我國(guó)作為中藥大國(guó)，運(yùn)用中醫(yī)藥治療腫瘤是我國(guó)腫瘤治療領(lǐng)域的特色和優(yōu)勢(shì)。

姜黃素是從姜科植物姜黃、莪術(shù)等的根莖中提取得到的多酚類化合物，為姜黃的主要活性成分，是植物界少有的二酮類化合物，分子式為C21H20O6[1]，是臨床常用的中藥飲片，主要用于胸脅刺痛、閉經(jīng)、風(fēng)濕肩臂疼痛、跌打腫痛等癥的中醫(yī)治療?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證實(shí)姜黃素具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎等多種藥理學(xué)作用。在抗腫瘤領(lǐng)域研究探索表明[2]，姜黃素對(duì)乳腺癌細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移具有顯著抑制作用。

那么姜黃素治療乳腺癌有哪些優(yōu)勢(shì)？姜黃素與放、化療聯(lián)用如何實(shí)現(xiàn)“減毒增效”？如何逆轉(zhuǎn)多藥耐藥乳腺癌患者的治療困境？本文基于近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的一些研究成果，對(duì)這些問(wèn)題做一綜述。

1 姜黃素抑制乳腺癌細(xì)胞增殖的作用

細(xì)胞周期調(diào)節(jié)紊亂導(dǎo)致細(xì)胞單克隆性增殖是腫瘤發(fā)生的主要原因之一。姜黃素通過(guò)多種分子生物學(xué)機(jī)制阻滯細(xì)胞周期進(jìn)程，抑制乳腺癌細(xì)胞增殖，主要機(jī)制有：①調(diào)控細(xì)胞周期蛋白。姜黃素通過(guò)下調(diào)細(xì)胞周期蛋白、S期激酶相關(guān)蛋白、細(xì)胞周期蛋白依賴性蛋白激酶的表達(dá)和上調(diào)P21、P27蛋白表達(dá)等機(jī)制將腫瘤細(xì)胞周期阻滯在G1/S或G2/M期[3]。②終止有絲分裂。姜黃素通過(guò)抑制微管蛋白聚合，阻止紡錘體的形成，使有絲分裂活動(dòng)終止[4]。③調(diào)控細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)蛋白水平。姜黃素通過(guò)下調(diào)乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)錄激活因子及核轉(zhuǎn)錄因子（nuclear transcription factor-κB，NF-κB）表達(dá)和抑制磷酸化的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶、磷酸化的核轉(zhuǎn)錄因子-κB（phosphorylated nuclear transcription factor-κB，p-NF-κB）和磷酸化信號(hào)蛋白的表達(dá)，阻礙細(xì)胞信號(hào)的傳遞，抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖[5]。

姜黃素誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡的途徑是多元化的，其主要機(jī)制有：①作用于細(xì)胞凋亡信號(hào)通路。大劑量姜黃素可以增加活化的多聚ADP-核糖聚合酶、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶和Bax的表達(dá)，降低Bcl-2的表達(dá)，誘導(dǎo)MDA-MB-231/Her2細(xì)胞的凋亡[6]。②非細(xì)胞凋亡途徑。姜黃素通過(guò)促使線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膨脹和融合，發(fā)生細(xì)胞凋亡[7]。③與端粒酶有關(guān)的途徑。在乳腺癌MCF-7細(xì)胞中，姜黃素通過(guò)下調(diào)人端粒酶催化亞單位的表達(dá)降低端粒酶的活性，使細(xì)胞凋亡率增加[8]。

乳腺癌細(xì)胞間的黏附性降低，同時(shí)，乳腺癌細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）之間的黏附性增加是其發(fā)生侵襲轉(zhuǎn)移的2個(gè)必需條件。然而，HUANG等[9]發(fā)現(xiàn)姜黃素通過(guò)NF-κB-Snail信號(hào)通路來(lái)抑制乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231波形蛋白表達(dá)和增強(qiáng)E鈣黏附素的表達(dá)，導(dǎo)致乳腺癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)及侵襲能力的降低。姜黃素類化合物能夠抑制NF-κB與DNA結(jié)合活性，使其調(diào)節(jié)的細(xì)胞間黏附分子的表達(dá)降低，從而抑制MDA-MB-231的侵襲轉(zhuǎn)移[10]。KIM等[11]發(fā)現(xiàn)姜黃素能夠抑制乳腺癌整合素及其靶蛋白，阻止乳腺癌細(xì)胞由原發(fā)部位向遠(yuǎn)處器官轉(zhuǎn)移。

ECM的降解是乳腺癌轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟。姜黃素通過(guò)下調(diào)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）─MMP2、MMP9的表達(dá)及上調(diào)組織金屬蛋白酶抑制劑，抑制其對(duì)ECM的降解，降低乳腺癌侵襲轉(zhuǎn)移的能力[12]。姜黃素類化合物還能夠抑制膜Ⅰ型基質(zhì)金屬蛋白酶、趨化因子受體和尿激酶型纖溶酶原激活物及其受體的表達(dá)，上調(diào)尿激酶型纖溶酶原激活物抑制劑水平，降低MDAMB-231的侵襲能力[13]。腫瘤血管形成是腫瘤增殖及浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移的重要條件，而血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是調(diào)節(jié)腫瘤血管形成的關(guān)鍵因子。CHAKRABORTY等[14]發(fā)現(xiàn)在人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞株裸小鼠模型中，姜黃素通過(guò)抑制骨橋蛋白對(duì)轉(zhuǎn)錄激活因子的激活作用，使VEGF的表達(dá)降低，從而抑制腫瘤血管的形成。

2 姜黃素劑型在乳腺癌治療中的優(yōu)勢(shì)和局限性的體現(xiàn)

目前，以姜黃素為主要成分的治療腫瘤的藥物（柚格利）已經(jīng)進(jìn)入SFDA新藥的申報(bào)相關(guān)流程，預(yù)計(jì)在未來(lái)將成為國(guó)內(nèi)首款將姜黃素用于治療腫瘤方面疾病的藥物。姜黃素在治療乳腺癌中的主要局限性體現(xiàn)在：水溶性低，穩(wěn)定性差，口服利用度低，為保持一定的血藥濃度以達(dá)到臨床療效，只能頻繁給藥，但是口服姜黃素對(duì)胃腸道刺激性大，并且大部分代謝失活；在體外也容易被氧化，難以進(jìn)行靜脈給藥，目前也沒(méi)有穩(wěn)定性較好的劑型。因此尋求新的載藥系統(tǒng)，提高其生物利用度是亟待解決的難題。

姜黃素目前的常見(jiàn)劑型包括：微囊或微球、微乳、脂質(zhì)體、固體分散體、滴丸、包合物和洗脫支架等。隨著納米技術(shù)的深入發(fā)展，越來(lái)越多的學(xué)者嘗試將納米顆粒與姜黃素相結(jié)合，制成姜黃素-納米顆粒，載藥系統(tǒng)有脂質(zhì)納米載體、聚乳酸/羥基乙酸納米載體[15]等，另外還有一些溶劑法制成的微球和微囊，例如：聚乙烯吡咯烷酮、殼聚糖載體等[16]，這些劑型或載藥系統(tǒng)有效提高了姜黃素溶出率，降低其在體內(nèi)的代謝消除率，增進(jìn)其生物利用度。

微球技術(shù)作為一種新型給藥技術(shù)，具有明顯的緩釋作用，提高藥物的穩(wěn)定性，載藥微球目前已經(jīng)成為廣大學(xué)者研究熱點(diǎn)[17]。有研究表明[18]，采用縮聚法制得的姜黃素微球平均粒徑為39.9μm，緩釋作用明顯，但缺點(diǎn)是載藥量和包封率都較低，而以明膠為載體的姜黃素微球?qū)d藥量和包封率都有明顯改善，并保持了良好的緩釋作用，而且延長(zhǎng)了姜黃素的有效期。微乳是口服藥物的常見(jiàn)劑型，可增加疏水性藥物溶解度和胃腸道吸收率。將姜黃素制成的微乳直徑僅50 nm，可增加姜黃素的水溶解度[19]。包合物是一種分子的空間結(jié)構(gòu)中全部或部分包入另一種分子而成，又稱分子膠囊。β-環(huán)糊精包合物可以增強(qiáng)藥物穩(wěn)定性，增加藥物的溶解度 和溶出速率。β-環(huán)糊精及其衍生物對(duì)姜黃素有增溶和熒光增強(qiáng)作用，其中以羥丙基-β環(huán)糊精對(duì)姜黃素的增溶作用最顯著[20]。聯(lián)氨基-姜黃素脂質(zhì)體納米顆粒是采用薄膜分散法制成，直徑150 nm的顆粒，具有抑制MDA-MB-231細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移能力[21]，此外，聚乙二醇-聚已內(nèi)酯制成的姜黃素包含物對(duì)乳腺癌細(xì)胞MCF-7也有更顯著的抑制作用[22]。

3 姜黃素聯(lián)合放化療的增敏減毒作用

盡管乳腺癌放化療的治療取得了顯著的成效，但是，乳腺癌多藥耐藥難題以及放療射線的嚴(yán)重副作用導(dǎo)致每年有大量患者復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移和死亡。姜黃素逆轉(zhuǎn)多重耐藥的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為聯(lián)合放化療治療的增敏和減毒作用。

乳腺癌常用化療藥物包括：紫杉類，包括紫杉醇；蒽環(huán)類，包括阿霉素和表阿霉素；鉑類，包括順鉑、卡鉑和奧沙利鉑等以及去甲長(zhǎng)春花堿類。

紫杉醇作為乳腺癌化療首選藥物，耐藥問(wèn)題的出現(xiàn)嚴(yán)重限制其臨床應(yīng)用。有研究表明[23]：姜黃素協(xié)同紫杉醇應(yīng)用，可以有效抑制耐藥發(fā)生，其主要機(jī)制與姜黃素抑制P糖蛋白過(guò)度表達(dá)，增加腫瘤細(xì)胞內(nèi)紫杉醇藥物濃度，提高紫杉醇生物利用度有關(guān)。姜黃素與紫杉醇聯(lián)用處理三陰性乳腺癌細(xì)胞株MDA-MB-231細(xì)胞均比單獨(dú)應(yīng)用紫杉醇產(chǎn)生更顯著的抑制增殖和誘導(dǎo)凋亡作用[24]。另外，姜黃素也可下調(diào)乳腺癌細(xì)胞MCF-7細(xì)胞株Survivin表達(dá)，降低乳腺癌細(xì)胞對(duì)表阿霉素的耐藥性，達(dá)到逆轉(zhuǎn)耐藥的效果[25]。FERGUSON等[26]發(fā)現(xiàn)姜黃素可以降低氟尿嘧啶對(duì)乳腺癌細(xì)胞的細(xì)胞毒作用，進(jìn)而允許更大劑量和更長(zhǎng)時(shí)間的氟尿嘧啶化療，增強(qiáng)化療效果。姜黃素還能通過(guò)調(diào)節(jié)PKC、端粒酶、NF-κB和組蛋白去乙?；冈鰪?qiáng)乳腺癌細(xì)胞對(duì)環(huán)磷酰胺的敏感性[27]。順鉑作為乳腺癌常用抗癌藥物之一，在臨床應(yīng)用中常出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象，目前認(rèn)為：DNA修復(fù)功能增強(qiáng)，抵消了順鉑抑制DNA修復(fù)的作用是順鉑耐藥最重要的機(jī)制之一。瓣?duì)詈怂醿?nèi)切酶在DNA復(fù)制和修復(fù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[28]。最新的一項(xiàng)研究表明：姜黃素與順鉑聯(lián)用后可增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞對(duì)順鉑的藥物敏感性，逆轉(zhuǎn)耐藥的機(jī)制被認(rèn)為是FEN1發(fā)揮著重要作用[29]。

放射治療是乳腺癌治療的重要手段，但是，副反應(yīng)的不良影響，導(dǎo)致放射劑量受限，影響治療效果。近年來(lái)，不少研究著力探尋姜黃素聯(lián)合放療治療惡性腫瘤的臨床療效，在肺癌，前列腺癌和宮頸癌[30-32]等方面取得很大進(jìn)展。在乳腺癌治療領(lǐng)域，許多體外實(shí)驗(yàn)研究也表明姜黃素聯(lián)合射線照射具有比單獨(dú)射線更強(qiáng)的細(xì)胞增殖抑制作用，例如：姜黃素抑制PI3K/AKT通路下游的相關(guān)癌基因表達(dá)，增加MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞株對(duì)射線的敏感性，表明姜黃素對(duì)乳腺癌細(xì)胞化療具有增敏作用[25]。姜黃素通過(guò)調(diào)控NF-κB通路的相關(guān)靶基因表達(dá)，增強(qiáng)缺氧環(huán)境下MCF-7細(xì)胞對(duì)放射線的敏感性。此外，姜黃素還通過(guò)下調(diào)VEGF和MMP-9蛋白的表達(dá)增強(qiáng)了乳腺癌裸鼠移植瘤對(duì)放射線的敏感性[33]。

綜上所述，姜黃素作為中藥活性成分，為乳腺癌的“綠色治療”提供了新思路，但是目前姜黃素在乳腺癌中的研究多集中在基礎(chǔ)研究階段，缺乏更有說(shuō)服力的臨床試驗(yàn)。雖然研發(fā)了很多的姜黃素劑型和載藥系統(tǒng)，但是大部分劑型仍缺乏很好的穩(wěn)定性，載藥量也未達(dá)到滿意效果，一定程度限制了它的臨床用途。所以提高姜黃素的生物利用度和進(jìn)行大樣本的臨床試驗(yàn)是目前亟待解決的問(wèn)題。隨著研究縱向和橫向的拓展，姜黃素必將為乳腺癌的治療帶來(lái)更美好的前景。

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（張蕾 編輯）

New development of fundamental research on curcumin as active ingredients of traditional Chinese medicine in breast cancer therapy

Yan Lü, Chong Li, Qiang Geng(Department of Pathology, the First Teaching Hospital of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300381, China)

Breast cancer has become one of the most frequently-occurred malignant tumors among Chinese women, while green therapy has turn into a new trend of tumor treatment. Therefore, exploration of new anti-cancer drugs has important significance for treatment of breast cancer. Curcumin, as an active ingredient of turmeric, was paid more attention by researchers and doctors, due to its inhibition of tumor cell proliferation, improving prognosis,reducing the reaction after chemotherapy. This article summarized the new research development of breast cancer cell’s proliferative inhibition mechanisms of drug delivery system of curcumin, function of synergy and attenuation of curcumin allying with chemotherapy and radiotherapy.

curcumin; breast cancer; multi-drug resistant; chemosensitization; radiosensitization

R739.9

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.28.008

1005-8982（2017）28-0041-04

2016-12-26