柚皮素抗乳腺癌作用機制的研究進展

李亞東　張遠起　李建文

【摘要】 柚皮素（naringenin）是柚皮苷的苷元，一種單體，屬于二氫黃酮類化合物，主要存在于蕓香科植物葡萄柚、西紅柿、葡萄以及柑橘類水果中，是合成雌激素的天然替代物之一，具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤及抗病毒等多重生物學(xué)活性和藥理作用。目前越來越多的學(xué)者致力于柚皮素的研究，本文就近年來柚皮素抗乳腺癌作用的分子機制研究做一綜述。

【關(guān)鍵詞】 柚皮素； 乳腺癌； 作用機制

Research Progress in the Mechanism of Naringenin Against Breast Cancer/LI Yadong，ZHANG Yuanqi，LI Jianwen.//Medical Innovation of China，2018，15（07）：145-148

【Abstract】 Naringenin is a glycoside of naringin，a monomer that belongs to the dihydro-flavonoid family and it found primarily in the rutaceae family of grapefruit，tomato，grape and citrus fruits and it is one of the natural alternatives to synthetic estrogen，with anti-inflammatory effects，anti-oxidation，anti-tumor effects and anti-viral effects and other multiple biological activity and pharmacological effects.At present，more and more scholars devote themselves to the research of naringenin.This review summarizes the molecular mechanism of the anti-tumor effect of naringenin in recent years.

【Key words】 Naringenin； Breast cancer； Mechanisms of action

First-authors address：Affiliated Hospital of Guangdong Medical University，Zhanjiang 524000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.07.041

乳腺癌是影響人類健康的重大疾病，目前，乳腺癌的治療方式主要有手術(shù)、化療、放療、內(nèi)分泌治療及靶向治療。綜合治療和個性化治療已使乳腺癌的治愈成為可能。近年來，研究發(fā)現(xiàn)柚皮素能夠抑制乳腺癌細胞的分裂增殖，通過多種途徑促進其凋亡，抑制腫瘤細胞的遷移及侵襲，改善腫瘤細胞的化療耐藥，為闡明柚皮素抗乳腺癌作用的最新進展，本文就柚皮素抗乳腺癌作用的機制作一綜述。

1 柚皮素的雌激素作用及抗雌激素作用

乳腺癌是婦女最常見的癌癥形式之一，大約60%的乳腺癌是雌激素受體陽性（ER++），并利用ER促進細胞增殖[1]。ER的激活受雌激素結(jié)合和磷酸化兩者的調(diào)節(jié)。因此，ER以配體依賴性和配體非依賴性方式活化以促進細胞增殖和存活[2-3]。ER的配體依賴性激活涉及雌激素與ER結(jié)合、同二聚化，然后轉(zhuǎn)移到細胞核結(jié)合目標基因的雌激素反應(yīng)元件（EREs）[2-4]。目前已經(jīng)在ERγ乳腺細胞中鑒定了大約180個調(diào)節(jié)細胞增殖，細胞周期控制，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和代謝過程的雌激素反應(yīng)基因[2-4]。以配體非依賴性方式，ER通過活化的生長因子受體如表皮生長因子（EGF），胰島素樣生長因子（IGF），胰島素受體和Her2/neu的磷酸化調(diào)節(jié)[5-6]。生長因子受體可以通過包括MAPK（Ras-Raf-MEK-ERK1/2）和PI3K（AKT）途徑在內(nèi)的幾種信號通路激活ER。另外，細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK1/2）和AKT激活ER[5-7]。

1.1 柚皮素誘導(dǎo)表達ERα或ERβ的腫瘤細胞系凋亡 Galluzzo等[8]將柚皮素作用于表達（即MCF-7和T47D）或不表達的（即MDA-MB-231）雌激素受體α（ERα）乳腺癌細胞系，發(fā)現(xiàn)柚皮素與ERα結(jié)合作為拮抗劑降低ERα陽性細胞（即MCF-7和T47D）的數(shù)量。Totta等[9]在測試柚皮素激活特定的快速信號的能力時同樣發(fā)現(xiàn)了此現(xiàn)象，在（ER）同種型之一（即ERα或ERβ）的存在下柚皮素致力于產(chǎn)生凋亡級聯(lián)的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。研究結(jié)果表明，只有在ERα或ERβ的存在下，柚皮素才具有抗增殖作用。此外，柚皮素刺激誘導(dǎo)p38/MAPK通路中導(dǎo)致凋亡的caspase-3的激活和癌細胞系中的聚腺苷二磷酸核糖聚合酶的裂解。值得注意的是，柚皮素僅在含有ERα的細胞中顯示出抗雌激素作用；而在含有ERβ的細胞中，柚皮素僅模擬了17b-雌二醇的作用。這些發(fā)現(xiàn)表明了柚皮素的抗增殖作用依賴于ER，提示了類黃酮對癌癥生長新的潛在化學(xué)預(yù)防作用。

1.2 柚皮素作為異雌激素與ERs結(jié)合 柚皮素已被鑒定為異雌激素，許多異種雌激素具有天然類固醇激素（如雌激素）類似的結(jié)構(gòu)，使其能夠與ERs作為激動劑或拮抗劑相互作用[10-11]。研究表明，ERβ作為E2信號傳導(dǎo)的顯性負調(diào)控因子，在許多情況下（如與轉(zhuǎn)錄因子，細胞增殖相關(guān)），ERβ與ERα的作用相反[12]。而且，ERα的激活也可以通過顯示高組織特異性的選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑（SERM）（例如4-羥基他莫昔芬，雷洛昔芬，ICI182870）來調(diào)節(jié)[13]。柚皮素與某些SERMs具有高度的結(jié)構(gòu)相似性[14]。實際上，柚皮素與E2競爭結(jié)合ERα，并通過ERα誘導(dǎo)含有ERE基因的轉(zhuǎn)錄。這些觀察結(jié)果提示，柚皮素可以在不同的組織和器官中起到雌激素“模擬物”的作用[15-16]。

2 柚皮素對信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用

2.1 柚皮素通過干擾PI3K和MAPK途徑抑制細胞增殖和運動 Harmon等[17]證明柚皮素抑制增殖和生長停滯的MCF-7乳腺癌細胞中胰島素誘導(dǎo)的葡萄糖攝取，研究表明柚皮素抑制胰島素誘導(dǎo)GLUT4易位的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子磷酸肌醇3-激酶（PI3K）的活性，如受損的下游信號分子Akt的磷酸化。柚皮素可以抑制p44/p42有絲分裂原活化蛋白激酶（MAPK）的磷酸化。用PD98059（一種MAPK激酶抑制劑）抑制MAPK途徑，發(fā)現(xiàn)胰島素刺激的葡萄糖攝取降低了約60%。因此，MAPK途徑在乳腺癌細胞中有助于胰島素刺激的葡萄糖攝取。重要的是，降低培養(yǎng)液中的葡萄糖濃度對MCF-7細胞的增殖有抑制作用。研究結(jié)果提示柚皮素通過抑制葡萄糖的攝取而抑制MCF-7細胞的增殖。由于生理上可達到的10 μM柚皮素的劑量使胰島素刺激的葡萄糖攝取減少了近25%并且還減少了細胞增殖，因此柚皮素可能具有作為抗增殖劑的治療潛力。

2.2 柚皮素抑制EGF誘導(dǎo)的mapks-ap-1和ikks-iκb-nf-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 Nie等[18]發(fā)現(xiàn)

100 μM的柚皮素不僅顯著降低EGF誘導(dǎo)的A549細胞MUC5AC粘蛋白和mRNA的過度表達，而且抑制EGF受體，p38絲裂原活化蛋白激酶（MAPK），胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK1/2）和c-Jun N端激酶（JNK），以及NF-κBp65和AP-1。此外，三種MAPK抑制劑（PD98059，SB203580和SP600125）中的任一種都顯著抑制EGF誘導(dǎo)的MUC5AC分泌。與MG132相比，SN50的抑制劑κB（IκB）磷酸化抑制劑由于核AP-1的抑制而更有效地減少EGF誘導(dǎo)的MUC5AC分泌。同時，與柚皮素相比，SP600125和阿奇霉素在抑制EGF誘導(dǎo)的MUC5AC分泌方面都沒有效果，因為核NF-κBp65沒有變化。這些結(jié)果表明柚皮素通過抑制MAPKs/AP-1和IKKs/IκB/NF-κB信號通路的協(xié)同活性，減弱A549細胞中EGF誘導(dǎo)的MUC5AC分泌。

3 柚皮素與抗腫瘤藥物的聯(lián)合增敏作用

3.1 柚皮素與他莫昔芬聯(lián)合作為雌激素的拮抗劑抑制腫瘤細胞生長 由于他莫昔芬和柚皮素作為雌激素拮抗劑抑制ER的配體依賴性激活，并且已經(jīng)顯著抑制ERK1/2和AKT磷酸化，其將阻斷磷酸化并因此阻斷ER的激活，柚皮素-他莫昔芬組合能夠抑制多種ERcy乳腺癌細胞增殖和存活途徑。研究結(jié)果表明，柚皮素-他莫昔芬組合能夠有效地抑制ER+乳腺癌細胞的增殖。研究中顯示柚皮素-他莫昔芬治療組合在MCF-7乳腺癌細胞中抑制MCF-7細胞增殖和活力大于單藥治療。此外，當兩種化合物聯(lián)合使用時需要較低的濃度[19]。

3.2 柚皮素作為他莫昔芬納米膠囊的藥物載體增加藥效 Sandhu等[20]用柚皮素以協(xié)同方式即TMX-NG-SNEDDS開發(fā)了具有自納米乳化性質(zhì)的天然成分如多不飽和脂肪酸（PUFA）的他莫昔芬（TMX）納米膠束藥物遞送載體。優(yōu)化的納米制劑在30 min內(nèi)表現(xiàn)出完全的藥物釋放，并且在45 min內(nèi)滲透>80%。使用Caco-2細胞的TMX-NG-SNEDDS的細胞攝取潛力（4.6～6.5倍）優(yōu)于對MCF-7細胞的細胞毒性研究，證實TMX-NG-SNEDDS的顯著效果（P<0.05）。體內(nèi)藥代動力學(xué)研究還通過優(yōu)化的TMX-NG-SNEDDS解釋了藥物吸收速率的顯著改善（Cmax和AUC增加7.3和11.4倍）和Tmax降低2倍。體內(nèi)DMBA模型通過減小腫瘤的尺寸也解釋了該制劑的優(yōu)越功效，并且提高動物的存活率也證實其安全性。

3.3 柚皮素與阿霉素聯(lián)用改善腫瘤細胞耐藥 臨床腫瘤患者常發(fā)生多藥耐藥現(xiàn)象（multiple drug resistance，MDR），嚴重影響了腫瘤的療效和預(yù)后。多藥耐藥基因編碼的P-gp和多藥耐藥相關(guān)蛋白可以把腫瘤藥物從細胞內(nèi)泵到腫瘤細胞外，從而導(dǎo)致MDR。之前的研究表明柚皮素對P-gp介導(dǎo)的外排沒有抑制作用[21]，而且由于C環(huán)缺少2，3雙鍵，所以只有低的MRP1和MRP2抑制活性[22]。因此，柚皮素增強化療敏感性的機制尚不清楚。由于各種癌癥類型之間轉(zhuǎn)運蛋白的分布差異很大，所以試圖了解柚皮素是否可以逆轉(zhuǎn)化學(xué)治療藥物的耐藥性較為困難。2009年Zhang等[23]證明，柚皮素增加阿霉素攝取和在腫瘤細胞中的保留是通過表達MRPs而不是P-gp，數(shù)據(jù)表明，柚皮素可能有助于通過抑制MRP活性來預(yù)防或減少非表達P-gp癌細胞中化學(xué)抗性表型的發(fā)展。為了測試柚皮素是否在不同類型的癌細胞中選擇性地增強多柔比星的細胞毒性，實驗選用來自肺、肝或乳房的四種類型的癌細胞系均為野生型。對于單獨使用多柔比星或柚皮素處理的A549細胞，IC 50值分別為0.65和0.29 μM。對于MCF-7細胞，觀察到與A549細胞相似的結(jié)果，多柔比星及其與柚皮素的組合的IC 50值分別為1.06和0.53 μM。沒有觀察到柚皮素對HepG2和MCF-7/DOX細胞對阿霉素敏感性的提高。然而，與單獨的阿霉素（HepG2和MCF-7/DOX細胞的IC 50值分別為0.80和2.03 μM）相比，用阿霉素和維拉帕米處理的細胞的生長被顯著抑制（HepG2和MCF-7/DOX細胞分別為0.41和0.67 μM）。用阿霉素和維拉帕米處理A549和MCF-7細胞，每種IC 50值與單獨用阿霉素處理的細胞相同。這些結(jié)果表明，柚皮素可以選擇性地抑制阿霉素耐藥的癌細胞系生長，柚皮素改善了癌細胞對阿霉素的敏感性。

4 柚皮素研究前景展望

研究結(jié)果表明，柚皮素可以通過多條通路影響腫瘤細胞的增殖、轉(zhuǎn)移和凋亡，各國學(xué)者也在積極地致力于研究柚皮素如何更好地發(fā)揮其藥效，但目前的研究大多還停留在體外實驗階段，想要把柚皮素的研究成果最終推向臨床，體內(nèi)實驗必不可少，柚皮素可以增強其他抗腫瘤藥物的敏感性，改善腫瘤細胞耐藥性，在今后的乳腺癌化療和內(nèi)分泌治療中可以起到很好的輔助作用。

今后的研究方向應(yīng)該是在了解其毒副作用、安全劑量及有效劑量等信息的基礎(chǔ)上，進行更深入的分子機制研究。特別是靶向治療及細胞信號通路方面的研究?？梢愿嗟貒L試以柚皮素為基礎(chǔ)的化學(xué)修飾物，尋找一種對機體毒性及副作用最小而不影響其療效的柚皮素衍生物，納米材料的應(yīng)用有望解決這一難題。此外，晚期乳腺癌患者大多已發(fā)生轉(zhuǎn)移，柚皮素對腫瘤的遷移及侵襲方面的影響仍有重要研究價值。綜上所述，柚皮素作為一種低毒性的天然提取物，其抗腫瘤作用應(yīng)用前景廣闊。

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（收稿日期：2017-12-05） （本文編輯：周亞杰）