鞣花酸抗癌作用機(jī)制研究進(jìn)展

段 婧，黃衛(wèi)東

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

鞣花酸抗癌作用機(jī)制研究進(jìn)展

段 婧，*黃衛(wèi)東

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

癌癥是全世界疾病死亡的主要原因，目前主要通過(guò)化療、放射、手術(shù)等方式進(jìn)行治療，但依然沒(méi)有有效的方式用以減少癌癥的發(fā)病率或增加癌癥患者的存活率。鞣花酸作為一種具有潛在細(xì)胞毒性和抗癌細(xì)胞增殖活性的多酚化合物，近年來(lái)受到越來(lái)越多研究人員的關(guān)注。隨著相關(guān)研究的深入，鞣花酸更多藥用價(jià)值和在抗癌方面的作用機(jī)制也越來(lái)越多地被挖掘出來(lái)。在綜述鞣花酸的性質(zhì)、活性及其在抗癌細(xì)胞增殖上的作用和潛能的基礎(chǔ)上，通過(guò)列舉鞣花酸抗癌的作用機(jī)制，討論鞣花酸未來(lái)的發(fā)展方向和應(yīng)用。

鞣花酸；癌癥；機(jī)制；防治

0 引言

無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，癌癥都是導(dǎo)致死亡的主要原因，因此亟需發(fā)掘和開發(fā)新的抗癌藥，尤其是來(lái)源于植物或果蔬中的天然成分。

鞣花酸（Ellagic acid）是廣泛存在于各種堅(jiān)果、漿果等植物組織中的一種天然多酚化合物，是沒(méi)食子酸的二聚衍生物，是一種多酚二內(nèi)酯。鞣花酸不僅能以游離的形式存在，而且更多的是以縮合形式，如鞣花單寧、苷等存在于自然界。純鞣花酸是一種黃色針狀晶體，微溶于水、醇，溶于堿、吡啶，不溶于醚。鞣花酸在麝香葡萄中，每100 g新鮮的葡萄酒中含有5.6 mg鞣花酸，每100 g新鮮的葡萄汁中含有10.2 g。鞣花酸有很重要的生物活性，如自由基清除能力，特別是其抗病毒效能等。目前的研究方向著重于指向性抗癌或那些天然產(chǎn)生的物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)治療，能殺死癌細(xì)胞但又不傷害或減小對(duì)正常細(xì)胞的傷害。

1 鞣花酸的提取與合成

1.1 鞣花酸的提取

鞣花酸的提取比較常用的有4種方法，可以提取較高純度的鞣花酸產(chǎn)物。有研究從石榴皮中提取鞣花酸[1]，石榴皮干燥粉粹后，用溶劑浸提，經(jīng)過(guò)濾后純化濃縮，干燥后得到產(chǎn)物。除此之外，常用的還有從葡萄[2]和烏桕[3]中提取鞣花酸，從葡萄中提取鞣花酸是將葡萄的壓榨汁沉淀后過(guò)濾，用水和甲醇除去雜質(zhì)，從而得到鞣花酸產(chǎn)物；而從烏桕中提取則是將烏桕干燥粉碎后，85%的乙醇回流濃縮，用正丁醇、乙酸乙酯萃取，反復(fù)經(jīng)硅膠柱層析淋洗，得到產(chǎn)物。還有文獻(xiàn)表明[4]，可以從紅木莓、草莓及蕨麻等植物中提取，通過(guò)浸提、稀鹽酸調(diào)pH值后，沉淀重結(jié)晶得到鞣花酸產(chǎn)物。

1.2 鞣花酸的合成

鞣花酸的合成可以通過(guò)鞣花單寧分解，氧化聚合作用及以五倍子為原料制取。鞣花單寧分解[5]是指鞣花單寧在加熱條件下酸解、純化得到鞣花酸，產(chǎn)率約40%，但是耐酸設(shè)備價(jià)格昂貴，不宜工業(yè)化生產(chǎn)。氧化聚合作用制取鞣花酸是用沒(méi)食子酸酯[6]和沒(méi)食子酸[7]在過(guò)氧化酶的作用下合成鞣花酸，產(chǎn)率為20%～30%，制備過(guò)程比較復(fù)雜，因此較少使用。王靜等人[8]研究表明，以五倍子為原料制備鞣花酸，經(jīng)過(guò)堿化、氧化和酸化處理，制備產(chǎn)物鞣花酸，產(chǎn)率可達(dá)35%，且五倍子資源豐富，適合生產(chǎn)。

2 鞣花酸抗癌機(jī)制的研究進(jìn)展

鞣花酸是由HCI（Hollings Cancer Institute）歷時(shí)9年研制的純天然補(bǔ)充食品。研究證明，鞣花酸可以在48 h之內(nèi)抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)、擴(kuò)散，以及在72 h之內(nèi)殺死癌細(xì)胞，報(bào)告也指出鞣花酸在子宮頸的乳頭狀瘤呈現(xiàn)腫瘤細(xì)胞凋亡，并且鞣花單寧酸可以分解血癌細(xì)胞。紅莓中的鞣花酸可保護(hù)正常細(xì)胞，對(duì)抗煙草尼古丁、食品添加劑和化學(xué)毒害造成的致癌毒素，保護(hù)細(xì)胞膜，防止細(xì)胞變性[9]。歐洲醫(yī)學(xué)研究報(bào)告指出，紅莓萃取的鞣花單寧可促進(jìn)傷口愈合，防治心臟疾病，減少肝腫囊的形成，有抗菌及抗病毒的功效。

2.1 乳腺癌和前列腺癌

2004年，Jack N Losso等人[10]研究表明，用鞣花酸作用于人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC），正常人體肺成纖維細(xì)胞HEL 299，Caco-2克隆細(xì)胞，MCF-7，Hs578T乳腺癌細(xì)胞和DU 145人體前列腺癌細(xì)胞，在10～100 μmol/L濃度范圍內(nèi)作用24 h對(duì)正常肺成纖維細(xì)胞活性沒(méi)有影響且生物熒光ATP增加了18%～21%。與此同時(shí)，鞣花酸對(duì)克隆、乳腺癌和前列腺癌細(xì)胞表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的抗增殖活性，其中最敏感的細(xì)胞是Caco-2，最不敏感的細(xì)胞是乳腺癌細(xì)胞。通過(guò)顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)可知，鞣花酸誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而使癌細(xì)胞死亡，通過(guò)ATP的變化，鞣花酸降低了癌細(xì)胞的活性，在100 μmol/L鞣花酸培養(yǎng)Caco-2，MCF-7，Hs578T，DU 145癌細(xì)胞24 h后，抑制了細(xì)胞遷移，而誘導(dǎo)凋亡伴隨了幾種基質(zhì)金屬蛋白酶表達(dá)的降低。因此，鞣花酸表達(dá)了選擇性細(xì)胞毒性和抗增殖活性，并且誘導(dǎo)了Caco-2，MCF-7，Hs578T，DU 145癌細(xì)胞的凋亡。初步揭示了鞣花酸誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡與ATP有關(guān)，從而引起了鞣花酸在抗癌作用方面的廣泛關(guān)注。Lei Wang等人[11]研究表明，鞣花酸聯(lián)合木犀草素和石榴酸，對(duì)前列腺癌細(xì)胞有抑制作用，影響其對(duì)CXCL12的遷移和趨藥性，并在體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，抑制了PC-3M-luc腫瘤的生長(zhǎng)，抑制CXCL12/CXCR4信號(hào)軸。并且，Harini S Aiyer等人[12]在2012年提出，漿果的多酚提取物，如鞣花酸、花青色素等可以誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞死亡。

2.2 肝癌和結(jié)腸癌

2014年，S Srigopalram I A等人[13]研究發(fā)現(xiàn)，鞣花酸對(duì)肝癌細(xì)胞有正常化線粒體外膜透化作用和調(diào)停炎癥細(xì)胞增殖變?nèi)?，盡管在肝癌分子作用機(jī)制方面已經(jīng)有了充分的進(jìn)展，但在疾病發(fā)病機(jī)理、早期診斷和治療的有效策略之間仍然存在著缺陷。作者研究了鞣花酸在小鼠體內(nèi)對(duì)肝癌的影響和作用，通過(guò)激活線粒體外膜滲透性激活蛋白質(zhì)，如Bax，Bcl-2，cyt-C和半胱天冬酶，首次暗示了鞣花酸對(duì)肝癌細(xì)胞的作用。NF-kB，細(xì)胞周期蛋白酶D1，細(xì)胞周期蛋白酶E1，MMP-2，MMP-9和增殖細(xì)胞核抗原下調(diào)，與對(duì)照組相比，通過(guò)鞣花酸處理的小鼠能夠調(diào)解肝癌作用，TEM分析表明鞣花酸處理翻新了小鼠肝組織構(gòu)架，表明鞣花酸有成為一種有效抗癌化學(xué)治療藥物的潛力。2010年，Syed Umesalma等人[14]認(rèn)為，鞣花酸對(duì)炎癥介質(zhì)誘導(dǎo)的結(jié)腸癌大鼠具有抑制作用，鞣花酸顯著減少了結(jié)腸癌細(xì)胞中的NF-КB，COX-2，iNOS，TNF-ɑ，IL-6。同時(shí)，鞣花酸具有抗炎癥特性以及對(duì)結(jié)腸癌的化學(xué)防護(hù)效果。2014年，Syed Umesalma等人[15]研究表明，鞣花酸通過(guò)Akt信號(hào)通路抑制HCT-15結(jié)腸癌細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)凋亡。通過(guò)流式細(xì)胞儀測(cè)定不同濃度處理的細(xì)胞活性，鞣花酸促進(jìn)了HCT-15細(xì)胞周期G2/M期的停滯，在鞣花酸處理后，反應(yīng)氧中介物的產(chǎn)生隨時(shí)間增加。鞣花酸通過(guò)標(biāo)記增殖細(xì)胞核抗原和細(xì)胞周期素D1建立與抑制增殖的聯(lián)系，細(xì)胞凋亡伴隨細(xì)胞PI3K的強(qiáng)烈失活，與正常細(xì)胞相比，被鞣花酸處理過(guò)的細(xì)胞抑制了PI3K和Akt的表達(dá)，并且促進(jìn)了Bax，半胱天冬酶和細(xì)胞色素C的表達(dá)，同時(shí)抑制了Bcl-2的活性。鞣花酸處理細(xì)胞凋亡的同時(shí)伴隨著膜聯(lián)蛋白V凋亡細(xì)胞和DNA斷裂的增加，促進(jìn)了ROS的產(chǎn)生，抑制了HCT-15的增殖和凋亡。

2.3 淋巴癌和膀胱癌

2012年，Sudha Mishra等人[16]研究報(bào)道鞣花酸通過(guò)調(diào)控PKC信號(hào)通路中止淋巴癌的發(fā)展，鞣花酸使TGF-β1的蛋白表達(dá)上調(diào)及c-myc下調(diào)，降低PKC的表達(dá)和活性，從而抑制癌細(xì)胞增殖。2013年，Chin-Chih HO等人研究表明，鞣花酸促進(jìn)了ROS的產(chǎn)生和誘導(dǎo)線粒體功能紊亂，導(dǎo)致膀胱癌細(xì)胞TSGH8301凋亡。通過(guò)相差顯微鏡檢測(cè)和拍照TSGH8301細(xì)胞的形態(tài)學(xué)變化，處理不同濃度的鞣花酸后用流式細(xì)胞儀檢測(cè)TSGH8301細(xì)胞活性、細(xì)胞周期分布、凋亡細(xì)胞、ROS、線粒體膜電位、細(xì)胞凋亡蛋白酶活性，蛋白免疫印跡法在蛋白水平檢測(cè)細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡的變化。結(jié)果表明，鞣花酸誘導(dǎo)細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化，在G0/G1期降低細(xì)胞活性，同時(shí)鞣花酸促進(jìn)ROS和鈣離子產(chǎn)生并降低線粒體膜電位水平，也促進(jìn)細(xì)胞凋亡蛋白酶的活性。鞣花酸促進(jìn)了p53，p21的表達(dá)，并降低了CDC2和WEE1的表達(dá)。鞣花酸通過(guò)誘發(fā)細(xì)胞毒素產(chǎn)生使細(xì)胞在G0/G1期降低活性，從而使TSGH8301細(xì)胞凋亡。

2.4 肺癌和胰腺癌

K L Khanduja等人研究表明，鞣花酸能在小鼠模型中有效地抑制N-亞硝基二乙胺誘導(dǎo)的肺癌，能明顯減小腫瘤體積。2013年Min Zhao等人研究報(bào)道，鞣花酸能在Balb c裸鼠試驗(yàn)中抑制胰腺癌的生長(zhǎng)。通過(guò)皮下接種PANC-1細(xì)胞，結(jié)果顯示鞣花酸能夠明顯抑制腫瘤的生長(zhǎng)，以及Akt，Shh和Notch的表達(dá)。檢測(cè)腫瘤組織發(fā)現(xiàn)，鞣花酸能抑制Bcl-2，cyclin D1，CDK2和caspase-3的活性。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，關(guān)于鞣花酸抗癌機(jī)理的研究越來(lái)越多，人們就鞣花酸的抗突變、抗癌變效力及其對(duì)化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)癌變的抑制作用進(jìn)行了許多研究。在對(duì)鼠和人體組織移植所做的體內(nèi)和體外試驗(yàn)中，鞣花酸表現(xiàn)出對(duì)化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)癌變及其他多種癌變有明顯的抑制作用，特別是對(duì)結(jié)腸癌、食管癌、肝癌及皮膚腫瘤等有很好的抑制作用。

目前，化學(xué)預(yù)防已經(jīng)被認(rèn)為是抗癌治療最具有希望的一種方式。鞣花酸作為一種天然的多酚化合物，在多種癌細(xì)胞中表現(xiàn)出了有效的抑制作用，但其對(duì)各類癌細(xì)胞的作用機(jī)理還需要進(jìn)行深入的研究。

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[16]Sudha Mishra，Vinayak M.Ellagic acid checks lymphoma promotion via regulation of PKC signaling pathway[J].Mol Biol Rep，2013，40：1 417-1 428.◇

Research Progress on the Anticarcinogenic Mechanisms of Ellagic Acid

DUAN Jing，*HUANG Weidong

（College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083，China）

Cancer is a leading cause of death worldwide.Cancer treatments by chemotherapeutic agents，surgery，and radiation have not been highly effective in reducing the incidence of cancers and increasing the survival rate of cancer patients. Ellagic acid is a naturally occurring phenolic constituent that has.Ellagic acid is receiving more and more attention in recent years.More researches focus on the medicinal value and anticarcinogenic mechanisms.Based on the review of charaferistic，activity and potential of cytotoxicity and antiproliferative activity，also through the anticarcinogenic mechanisms of ellagic acid，the future directions on the applications of ellagic acid are discussed.

ellagic acid；cancer；mechanism；prevention

R285

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.030

1671-9646（2017）01a-0112-03

2016-11-04

段 婧（1989— ），女，在讀博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程。

*通訊作者：黃衛(wèi)東（1961— ），男，碩士，教授，研究方向?yàn)槠咸涯婢成砼c分子生物學(xué)。