葛根素在腫瘤機(jī)制方面的研究進(jìn)展

胡艷玲，林中翔，劉璟，石中全，唐靜，李國利

重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)部，重慶 404120

祖國醫(yī)學(xué)中，野葛的干燥根即為葛根，是一種臨床上應(yīng)用較廣泛的中草藥，在升陽止瀉、解饑退熱、透疹以及生津等方面上具有十分顯著的應(yīng)用價(jià)值[1]。葛根素主要是從干燥野葛根中提取出來的，在水中微溶，且能溶于多種有機(jī)溶劑，比如二甲基亞砜以及丙酮等，溶液為微黃色亦或者是無色[2]。相關(guān)研究表明，葛根素不僅能有效保護(hù)人體的心肌細(xì)胞，還具備良好的降壓、促進(jìn)微循環(huán)、抗雌激素、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗氧化以及減輕炎癥反應(yīng)等作用，并且，葛根素還是一種具有低毒性以及高效的抗癌藥物，能有效抑制淋巴瘤、肺癌與肝癌等腫瘤細(xì)胞[3-4]。對(duì)此，筆者將針對(duì)葛根素在抗腫瘤方面的作用機(jī)制，對(duì)其作出如下綜述。

1 抑制腫瘤細(xì)胞周期的作用分析

通過完整的周期調(diào)控能夠確保細(xì)胞的正常生長以及繁殖，并且，無論是正常細(xì)胞，還是腫瘤細(xì)胞，都需要經(jīng)過一個(gè)完整的細(xì)胞周期才能實(shí)現(xiàn)不斷繁殖的過程[5]。其中，細(xì)胞周期即細(xì)胞完成一次分裂開始至下一次分裂結(jié)束時(shí)的整個(gè)過程，可被分成間期、分裂期以及靜止期3個(gè)階段。若細(xì)胞周期中的任意一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，都會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞不能正常繁殖。在對(duì)細(xì)胞周期進(jìn)行調(diào)控時(shí)，需要利用到Gyclin-CDK-CDi網(wǎng)絡(luò)調(diào)控，其中，CDK抑制因子基因主要有3個(gè)，分別是：p21、p16以及p27[6]。若細(xì)胞周期蛋白依賴激酶和cyclin等正調(diào)控因子出現(xiàn)過度表達(dá)的情況，亦或者是p21和p 53等負(fù)調(diào)控因子出現(xiàn)了缺失的問題，都將會(huì)引發(fā)檢驗(yàn)點(diǎn)閾值下調(diào)以及功能降低的情況，使得細(xì)胞無法及時(shí)對(duì)外源性調(diào)節(jié)信號(hào)作出反應(yīng)，從而導(dǎo)致細(xì)胞自主分裂以及生長[7]。大量研究表明，葛根素所具備的抗腫瘤作用是通過抑制CDK蛋白和cyclin表達(dá)、阻滯細(xì)胞間期以及促進(jìn)p21、p16和p27蛋白表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的[8]。有報(bào)道稱，葛根素能夠阻滯套細(xì)胞淋巴瘤的間期，并由此起到促淋巴瘤細(xì)胞凋亡的作用[9]。相關(guān)研究表明，葛根素純品以及葛根粗提物都能起到誘導(dǎo)小細(xì)胞肺癌凋亡的作用，通過流式細(xì)胞儀檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞周期被阻滯在間期。另外，也有研究表明，對(duì)于H446細(xì)胞來說，葛根素對(duì)其的抑制作用更強(qiáng)，能改變細(xì)胞周期的分布情況，提高靜止期和間期細(xì)胞的比例，減少間期和分裂期細(xì)胞的比例[10]。在H446細(xì)胞當(dāng)中，CDK4蛋白和cyclin D表達(dá)為陰性，p27蛋白表達(dá)為陽性，提示，葛根素能對(duì)細(xì)胞周期蛋白p27、cyclin D以及CDK4這三者間的表達(dá)比例進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，讓H446細(xì)胞無法經(jīng)間期檢查點(diǎn)，從而起到阻滯細(xì)胞周期的作用。

2 對(duì)線粒體調(diào)控途徑的影響分析

在細(xì)胞凋亡的途徑當(dāng)中，內(nèi)源性與外源性途徑都非常重要。前者主要是通過提高線粒體外模通透性的方式來實(shí)現(xiàn)的，而后者則主要是通過FAS-L、TNF-α以及TRAIL等死亡受體所實(shí)現(xiàn)的[11]。細(xì)胞色素C能夠利用線粒體外膜所具備的透化作用被釋放入細(xì)胞基質(zhì)當(dāng)中，以對(duì)Caspases蛋白進(jìn)行有效的活化[12]。其中，Caspases乃細(xì)胞凋亡的一個(gè)重要媒介，主要包含Caspases-9以及Caspases-3等，當(dāng)中，Caspases-9能夠誘導(dǎo)Caspases級(jí)聯(lián)反應(yīng)，是一種啟動(dòng)蛋白，而Caspases-3則是被Caspases-9所活化后導(dǎo)致的凋亡效應(yīng)，能夠加快腫瘤細(xì)胞凋亡的速度[13]。在線粒體對(duì)細(xì)胞凋亡的機(jī)制進(jìn)行調(diào)控的過程當(dāng)中，Bcl-2蛋白家族基因所具有的表達(dá)、激活以及調(diào)控作用至關(guān)重要，Bcl2蛋白家族成員能夠?qū)?xì)胞色素C的釋放過程進(jìn)行有效的調(diào)控，并由此起到促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用，Bcl-2能有效抑制細(xì)胞的凋亡，而Bax則能起到誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用。相關(guān)研究表明，葛根素能對(duì)套細(xì)胞淋巴瘤Z138細(xì)胞的增殖過程進(jìn)行有效的抑制，可顯著提高Caspases-9、Caspases-3以及Caspases-8的活性[14]。肺癌A549細(xì)胞為非小細(xì)胞肺癌，研究發(fā)現(xiàn)，葛根素能夠有效促進(jìn)A549肺癌細(xì)胞的快速凋亡，并且，葛根素誘導(dǎo)A549細(xì)胞凋亡主要是通過對(duì)線粒體調(diào)控途徑的蛋白水平進(jìn)行改變的方式來實(shí)現(xiàn)的[15]。當(dāng)葛根素作用于A549細(xì)胞之后，Bax、Caspases-3、Caspases-9以及Caspases-7蛋白濃度將會(huì)顯著提升，Bcl-2蛋白濃度顯著下降，并且，呈現(xiàn)出劑量依賴性。在聯(lián)合應(yīng)用葛根素與5-氟尿嘧啶后，Bcl-2蛋白的表達(dá)將明顯降低，Bax蛋白的表達(dá)顯著升高，且比單獨(dú)應(yīng)用葛根素時(shí)的效果更加明顯，由此可以推斷出，葛根素與5-氟尿嘧啶聯(lián)用能通過對(duì)線粒體途徑的蛋白表達(dá)情況進(jìn)行調(diào)控的方式來達(dá)到抗腫瘤的這一目的[16]。線粒體途徑的激活和多種因素密切相關(guān)，比如：線粒體膜電位損失、活性氧升高等。相關(guān)研究中，對(duì)肝癌SMMC-7721細(xì)胞利用葛根素進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果顯示，連續(xù)干預(yù)12 h后活性氧顯著升高，連續(xù)干預(yù)24 h后線粒體膜電位明顯去極化，并且，呈現(xiàn)出劑量依賴性。表明，葛根素促肝癌SMMC-7721細(xì)胞凋亡的一種途徑為線粒體調(diào)控。

3 對(duì)腫瘤細(xì)胞凋亡信號(hào)途徑的影響分析

3.1 磷脂酰肌醇3-激酶/AKT信號(hào)通路

磷脂酰肌醇3-激酶與蛋白激酶B構(gòu)成的信號(hào)通路能夠激活下游的信號(hào)分子，在腫瘤細(xì)胞的凋亡、生長、轉(zhuǎn)移以及增殖中具有非常重要的作用[17]。有報(bào)道稱，磷脂酰肌醇3-激酶與AKT所形成的第二信使在磷酸化之后才會(huì)具備生物活性，而葛根素則能對(duì)磷脂酰肌醇3-激酶-3C基因的轉(zhuǎn)錄過程進(jìn)行有效的抑制，并能起到抑制AKT活性的作用。Fu等人的研究表明，磷脂酰肌醇3-激酶能夠通過哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白以及AKT將有絲分裂的信號(hào)傳給P70S6K1，以上調(diào)細(xì)胞周期蛋白的表達(dá)，比如：cyclin等，讓間期進(jìn)展，加快細(xì)胞周期的進(jìn)行速度。故，在對(duì)磷脂酰肌醇3-激酶的活性進(jìn)行有效抑制后，能夠減少cyclin D1，抑制細(xì)胞間期，讓細(xì)胞周期不能正常進(jìn)行。有研究表明，LY294002作為一種磷脂酰肌醇3-激酶制劑，具有阻斷AKT信號(hào)通路的作用，所以，能對(duì)AKT的磷酸化進(jìn)行有效的抑制。將LY294002與葛根素聯(lián)合用于套細(xì)胞淋巴瘤中，有助于提高促細(xì)胞凋亡的作用，下調(diào)AKT磷酸化，提示，LY294002與葛根素聯(lián)用能促進(jìn)磷脂酰肌醇3-激酶/AKT信號(hào)通路失活的速度，并能由此起到提高促M(fèi)CL細(xì)胞凋亡的作用。相關(guān)研究表明，葛根素能減少結(jié)腸癌TH-29細(xì)胞核中的NF-KB p65蛋白的表達(dá)，可以推測(cè)出葛根素主要是通過阻斷NF-KB p65通路以及調(diào)節(jié)細(xì)胞氧化還原能力的方式來實(shí)現(xiàn)抗結(jié)腸癌的效果?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，磷脂酰肌醇3-激酶/AKT信號(hào)通路具備激活靶蛋白p53的作用，其中，p53是腫瘤凋亡抑制蛋白，和細(xì)胞凋亡、DNA修復(fù)與細(xì)胞周期調(diào)控等密切相關(guān)[18]。有報(bào)道稱，葛根素能有效降低磷脂酰肌醇3-激酶、p53以及AKT的表達(dá)，由此可以推測(cè)出葛根素能夠通過對(duì)磷脂酰肌醇3-激酶/AKT信號(hào)通路進(jìn)行抑制的方式起到下調(diào)p53的作用，從而實(shí)現(xiàn)促人骨腫瘤細(xì)胞株MG63細(xì)胞凋亡的效果[19]。

3.2 絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路

絲裂原活化蛋白激酶廣泛存在于真核細(xì)胞當(dāng)中，屬于是一種絲/蘇氨酸蛋白激酶，其信號(hào)通路和以下兩種因素相關(guān)，即：細(xì)胞周期停滯以及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[20]。相關(guān)資料中提及，取葛根素，500 mg/L，對(duì)肝癌SMMC-7721細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)，6 h后，pJNK與p38濃度明顯升高，提示，葛根素能夠?qū)z裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路進(jìn)行有效的干預(yù)，并能起到上調(diào)p-JNK以及p38水平的作用，從而實(shí)現(xiàn)促肝癌細(xì)胞凋亡的效果[21]。

4 其它作用分析

葛根素在我國現(xiàn)階段中有著比較廣泛的應(yīng)用，是一種抗腫瘤藥物，具有低毒性以及高效等特點(diǎn)，其抗腫瘤效果和多種因素密切相關(guān)，比如葛根素衍生物、多藥聯(lián)用與劑型等。相關(guān)研究表明，葛根素具備促A549肺癌細(xì)胞凋亡的作用，并且，葛根素純品以及葛根粗提物在誘導(dǎo)小細(xì)胞肺癌H446細(xì)胞凋亡的過程中都具有十分顯著的作用，但粗提物所取得的效果明顯高于純品[22]。在相關(guān)研究中，利用葛根素溶液和葛根素納米懸浮液分別對(duì)結(jié)腸癌TH-29細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果顯示，葛根素納米懸浮液所起到的抑制結(jié)腸癌HT-29細(xì)胞作用更加顯著，且其IC-50值也更小，通過應(yīng)用熒光顯微鏡能夠發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過葛根素納米懸浮液的干預(yù)后，結(jié)腸癌TH-29細(xì)胞的形態(tài)明顯改變，比如：細(xì)胞核變形、細(xì)胞皺縮以及細(xì)胞破碎等。此外，也有研究發(fā)現(xiàn)，與葛根素溶液相比，葛根素納米懸浮液的抑瘤作用更加顯著。在對(duì)胃癌BGC-823細(xì)胞分別應(yīng)用5-氟尿嘧啶（240 μmol/L）與葛根素（2 400 μmol/L）進(jìn)行干預(yù)時(shí)，抑瘤率在75.0%左右的范圍之內(nèi)；在聯(lián)用5-氟尿嘧啶（60 μmol/L）和葛根素（1 600 μmol/L）后，抑瘤率依舊在75.0%左右的范圍之內(nèi)，提示，葛根素的應(yīng)用能夠降低5-氟尿嘧啶的使用量，證實(shí)葛根素具有比較顯著的抗腫瘤作用，且具有低毒性。

5 結(jié)語

葛根素主要是從中藥葛根中經(jīng)一系列特殊處理后所提取出來的一種化學(xué)成分，能夠通過多種不同的途徑起到抑制腫瘤細(xì)胞生長以及促腫瘤細(xì)胞凋亡的作用，比如影響線粒體調(diào)控途徑、阻滯細(xì)胞周期、損傷線粒體細(xì)胞、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、影響磷脂酰肌醇3-激酶/AKT信號(hào)通路等?，F(xiàn)代研究表明，葛根素衍生物、多藥聯(lián)用和葛根素納米懸浮液都能取得比葛根素更顯著的抗腫瘤效果，但因誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的途徑多種多樣且比較復(fù)雜，所以，臨床還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)葛根素的抗腫瘤機(jī)制進(jìn)行研究的力度，以更進(jìn)一步的了解葛根素在治療腫瘤疾病中的應(yīng)用價(jià)值，從而為臨床醫(yī)師對(duì)腫瘤疾病患者治療方案的制定提供重要參考。