重樓皂苷抗腫瘤作用機(jī)制的研究進(jìn)展

張鴻飛，梅其炳，張 　峰，劉新利，孟 　瑾 ，孫 　陽，*

( 1．第四軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院藥理學(xué)教研室，中藥胃腸藥理國家重點研究室，陜西 　西 安 　710032；2．解放軍第三〇九醫(yī)院藥劑科，北京 　100091 )

重樓為百合科植物云南重樓[Paris polyphylla Smith var.yunnanensis(Franch.)Hand.-Mazz.]或七葉一枝花 [Paris polyphylla Smith var. chinensis(Franch.)Hara]的干燥根莖[1]，主要分布于我國的云南、貴州、廣東、廣西、湖北等省份。重樓味苦微寒，毒性較小，中醫(yī)一般認(rèn)為其具有清熱解毒和消腫止痛以及定驚安神等功效[2]、臨床上常用于治療蚊蟲叮咬、跌打損傷、咽喉腫痛、疔瘡癰腫[3]等癥。而在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)實踐中已經(jīng)將重樓進(jìn)行加工提取，將其有效成分用于部分疾病的治療，例如復(fù)方消痰散結(jié)方作為民間抗癌藥物具有抗腫瘤療效，云南紅藥、宮血寧膠囊具有顯著的止血和鎮(zhèn)痛功效等[4]。

近年來，隨著層析柱新填料的發(fā)現(xiàn)以及中藥分離提純技術(shù)水平的提高，重樓的化學(xué)成分以及藥理作用機(jī)制等方面研究已經(jīng)有了較大進(jìn)展。有研究發(fā)現(xiàn)，重樓中包含有重樓皂苷、黃酮、植物甾醇、游離氨基酸、植物蛻皮激素等有效化學(xué)成 分[5]。其中，重樓皂苷是重樓的主要化學(xué)成分，已發(fā)現(xiàn)的藥理作用包括抗腫瘤、抗炎和抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)等[6]。然而，上述研究成果局限于實驗室研究階段，而對于重樓皂苷活性成分的深入研究和臨床應(yīng)用等方面仍然有較大的發(fā)展空間。本文通過對國內(nèi)外重樓皂苷的相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié)和歸納，以期為闡明其抗腫瘤等作用機(jī)制提供參考。

1　重樓皂苷

皂苷富含多糖分子，是一類結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的化合物，其結(jié)構(gòu)主要由皂苷元與糖構(gòu)成，在陸地高等植物以及部分海洋生物中都有廣泛分布[7]。根據(jù)皂苷配基的結(jié)構(gòu)不同，皂苷可以分為兩類：一類是三萜皂苷，另一類是甾體皂苷[8]。皂苷類化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多，具有十分廣泛的生理活性[5]。重樓中含有的主要活性成分為甾體皂苷，根據(jù)苷元的不同有薯蕷皂苷類和偏諾皂苷類。2015年版《中華人民共和國藥典》以重樓皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ(如圖1)為質(zhì)控指標(biāo)性成分，其中重樓皂苷Ⅰ、Ⅱ為薯蕷皂苷，重樓皂苷Ⅵ、Ⅶ為偏諾皂苷[9]。研究發(fā)現(xiàn)，重樓皂苷在抑制腫瘤細(xì)胞生長，逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡以及調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能等方面均可以發(fā)揮一定的積極作用[10]。

2　重樓皂苷的抗腫瘤活性

近年來許多學(xué)者對重樓皂苷的生物活性及其作用機(jī)制進(jìn)行了深入研究和探索，發(fā)現(xiàn)重樓皂苷具有多種抗腫瘤功效，例如誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能，抑制腫瘤血管生長以及逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥等。

2.1　誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡

圖1　重樓皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ結(jié)構(gòu)式及分子式

細(xì)胞凋亡是一種基本的生物現(xiàn)象，在維持生物體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，促進(jìn)系統(tǒng)器官生長發(fā)育，甚至在生物體的進(jìn)化過程中均可發(fā)揮重要作用。對于多細(xì)胞生物體來說，細(xì)胞的增殖和凋亡始終保持著動態(tài)平衡，而對于腫瘤細(xì)胞來說，其細(xì)胞凋亡過程受到了一定程度的抑制，但是腫瘤細(xì)胞的增殖過程卻未受影響，因此細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)被打破，系統(tǒng)器官的生長和發(fā)育出現(xiàn)異常。誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡成為了腫瘤研究的熱點問題。近年來大量研究證實，重樓皂苷可以通過多種機(jī)制和途徑實現(xiàn)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，而其中最為關(guān)鍵的是線粒體途徑。曾有學(xué)者[11]采用萃取法從植物中提取出重樓皂苷，從體內(nèi)和體外的不同角度分析了該物質(zhì)對MCF-7人乳腺癌細(xì)胞的作用及機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，重樓皂苷可以通過促進(jìn)人核糖體蛋白(human ribosomal protein，HRP)的表達(dá)，對人乳腺癌細(xì)胞產(chǎn)生顯著的抑制作用。而且隨著體內(nèi)HRP濃度的升高，細(xì)胞內(nèi)線粒體膜電位降低，聚腺苷酸二磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶以及半胱氨酸蛋白酶的級聯(lián)反應(yīng)被激活，這就是重樓皂苷誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的線粒體途徑。而在許新恒等[12]的研究中認(rèn)為，重樓皂苷的抗腫瘤作用機(jī)制可能與促進(jìn)或抑制細(xì)胞內(nèi)Bax和Bcl-2蛋白的表達(dá)，使Caspase-3細(xì)胞凋亡途徑受到激活有關(guān)。此外蔡鳳等[13]研究指出，狹葉重樓甾體皂苷類化學(xué)成分重樓皂苷II(parissponin II，PSII)能夠促進(jìn)SKOV3人卵巢癌細(xì)胞凋亡，并且作用時間越長，劑量越大，細(xì)胞凋亡率越高。對Western blot結(jié)果進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞在受到PSII干預(yù)下，Bcl-2蛋白的表達(dá)受到了一定程度的抑制，然而Bid蛋白與Bax蛋白的表達(dá)均受到明顯的促進(jìn)作用。這一結(jié)果充分說明了PSII與線粒體途徑激活腫瘤細(xì)胞凋亡的相關(guān)性。也有學(xué)者[14]研究了重樓皂苷I對MCF-7和MDAMB-231人乳腺癌細(xì)胞的作用，發(fā)現(xiàn)重樓皂苷I能夠提高促凋亡基因Bax的表達(dá)并降低凋亡抑制基因Bcl-2的表達(dá)，從而激活Caspase-9腫瘤細(xì)胞凋亡途徑。劉宗諭[15]等研究了重樓皂苷I對HO-8910PM人卵巢癌細(xì)胞株的相關(guān)作用和機(jī)制，結(jié)果表明，腫瘤細(xì)胞在重樓皂苷I的影響下，MAPK信號通路、WNT信號通路以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號通路被激活，使WNT5A、PIK3C2B、CDH2、MAPKAPK3等基因的表達(dá)受到抑制，而使JUN，PPP1R15A等基因的表達(dá)得到促進(jìn)，癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移過程受到干擾，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。亦有學(xué)者研究證實[16]，采用激光掃描共聚焦顯微鏡對SGC-7901人低分化胃腺癌細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度進(jìn)行定量測定后發(fā)現(xiàn)，在重樓皂苷的作用下，癌細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度顯著增加，因而可以認(rèn)為重樓皂苷促進(jìn)細(xì)胞凋亡的過程很可能是通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度水平，進(jìn)而激活細(xì)胞產(chǎn)生Caspase級聯(lián)反應(yīng)來實現(xiàn)和完成的。

2.2　調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能

近年來大量研究證實，重樓皂苷可以通過調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能實現(xiàn)對癌細(xì)胞增殖的抑制作用。例如滕文靜[17]將重樓皂苷作用于體外培養(yǎng)的SW480結(jié)直腸癌細(xì)胞株，發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞中IL-6與STAT3蛋白的水平顯著降低，提示重樓皂苷可能對IL-6等炎癥因子的表達(dá)產(chǎn)生了抑制作用，從而干擾了腫瘤細(xì)胞的增殖過程。此外龍劍文等[18]通過酶聯(lián)免疫吸附實驗對重樓皂苷與HaCaT人永生化角質(zhì)形成細(xì)胞株之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，結(jié)果表明重樓皂苷能夠抑制IL-8的分泌，抑制癌細(xì)胞增殖。在胡煒彥等[11]的動物實驗研究中，將重樓皂苷應(yīng)用于乳腺癌裸鼠模型后發(fā)現(xiàn)，裸鼠胸腺指數(shù)、血清γ干擾素以及IL-2水平均出現(xiàn)明顯升高趨勢，而IL-4濃度水平卻出現(xiàn)顯著降低的現(xiàn)象，上述實驗室檢測指標(biāo)的變化提示重樓皂苷可能與機(jī)體免疫功能變化有關(guān)，說明重樓皂苷能夠?qū)C(jī)體的免疫功能產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，進(jìn)而通過體液免疫或細(xì)胞免疫等作用實現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞的抑制。

2.3　抑制腫瘤組織血管生長

血管可以為細(xì)胞提供氧氣和營養(yǎng)成分，是細(xì)胞生存繁殖的基礎(chǔ)和前提。因此抑制腫瘤組織的血管生長成為了抗腫瘤的重要途徑之一。血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF) 在血管的形成過程中發(fā)揮著重要作用[19]。VEGF可以使血管通透性得到增強(qiáng)，促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞(vascular endothelial cell，VEC) 增生，誘導(dǎo)血管再生[20]。大量學(xué)者通過實驗研究了重樓皂苷與VEGF的關(guān)系，對于重樓皂苷抑制腫瘤組織血管生長的機(jī)制有了一定的認(rèn)識。例如，畢葳等[21]采用乙酸乙酯提取和硅膠柱層析法對重樓中的皂苷進(jìn)行分離鑒定，并應(yīng)用雞胚絨毛尿囊膜進(jìn)行活性篩選，結(jié)果表明重樓皂苷I具有抑制血管生長的作用。此外，鄧碧凡等[22]采用Western blot法檢測了低氧條件下重樓皂苷I對喉癌Hep-2細(xì)胞中VEGF表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)了重樓皂苷I對低氧喉癌Hep-2細(xì)胞增殖的抑制作用，而在一定濃度范圍內(nèi)重樓皂苷I可下調(diào)低氧Hep-2細(xì)胞中VEGF的表達(dá)。龍劍文等[18]采用MTT比色法進(jìn)行細(xì)胞增殖實驗，并通過實時熒光定量法和ELISA法檢測重樓皂苷I對HaCaT細(xì)胞中VEGF表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)重樓皂苷I對HaCaT細(xì)胞中VEGF表達(dá)可以起到抑制作用。

2.4　逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥

腫瘤耐藥是抗腫瘤藥物無法有效控制腫瘤的現(xiàn)象，一般可分為單藥耐藥和多藥耐藥兩種類型。單藥耐藥是特定腫瘤對特定藥物產(chǎn)生的耐藥性，而多藥耐藥(multi-drugresistance，MDR)是指腫瘤細(xì)胞對兩種以上結(jié)構(gòu)不同，作用機(jī)制各異的抗腫瘤藥物產(chǎn)生的交叉耐藥現(xiàn)象，是目前臨床腫瘤化療失敗的重要原因。近年來對腫瘤耐藥性作用機(jī)制以及控制干擾的研究成為了抗腫瘤領(lǐng)域熱點問題，重樓皂苷亦被發(fā)現(xiàn)具有一定的逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥作用。張嘉玲等[23]研究發(fā)現(xiàn)，重樓皂苷Ⅶ可以對耐順鉑人肺腺癌A549/DDP細(xì)胞的增殖過程產(chǎn)生明顯的干擾作用，且隨著該成分濃度升高，作用時間延長，效果更加顯著。此外，吳夏慧等[24]將重樓皂苷與不同種類的抗腫瘤藥物聯(lián)合，并應(yīng)用于腫瘤細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合用藥組腫瘤細(xì)胞增殖受到明顯抑制，與對照組有顯著差別，而且推遲了腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性的時間。

3　小　結(jié)

綜上所述，重樓皂苷主要通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能、抑制腫瘤血管生長、逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥等機(jī)制和途徑發(fā)揮抗腫瘤的作用。在既往研究中，不少學(xué)者已通過多種實驗室方法和檢測技術(shù)，將重樓皂苷應(yīng)用于不同種類的腫瘤細(xì)胞株和動物模型，發(fā)現(xiàn)并證實了其生物活性成分和作用機(jī)制[25-27]。因此，重樓皂苷在抗腫瘤方面具有很大的潛力，今后應(yīng)該對其作用機(jī)制進(jìn)行更深入的探索和研究，以期更好地利用其抗腫瘤作用。

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