甘草查爾酮A的抗腫瘤作用及機(jī)制

王梨明 王銳英 唐際存（通訊作者）

（桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院骨二科 廣西 桂林 541001）

惡性腫瘤是僅次于心血管疾病的全球第二高致死率疾病，僅2012年就有約1.4億腫瘤新發(fā)病例，其中0.82億人因患腫瘤死亡。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)估計(jì)，到2050年全球因腫瘤死亡人數(shù)將增至1.75億[1]。而且，未來20年中，將增加70%的腫瘤新發(fā)病例[2]。目前，腫瘤治療主要手段是手術(shù)切除和使用化療藥物，手術(shù)治療副作用大，而且有轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)，而常規(guī)化療藥物也同樣存在許多局限性，如毒副作用大(胃腸毒性、免疫抑制、脫發(fā)及骨髓抑制等)，價(jià)格昂貴，醫(yī)療成本高，只能選擇性激活單一細(xì)胞信號(hào)通路等[3]。而且腫瘤對(duì)化療藥物存在顯著的耐藥性，全球每年因腫瘤死亡人群中，大部分是由于腫瘤耐藥所致[4]。所以尋找毒副作用小，價(jià)格低，效果好的藥物成為亟待解決的問題。

中草藥治療腫瘤已有悠久歷史，中草藥中含有龐大的天然化學(xué)基團(tuán)，因此具有多樣性特點(diǎn)，是常用的抗腫瘤藥物來源之一。目前，中草藥天然成分在預(yù)防及治療惡性腫瘤方面受到廣泛關(guān)注，中草藥天然成分可作用于腫瘤發(fā)生、發(fā)展及演變的任一階段，通過調(diào)節(jié)不同分子靶點(diǎn)抑制腫瘤增殖，血管生成及轉(zhuǎn)移，促進(jìn)凋亡，與人工合成化療藥物相比，天然中草藥毒性低，安全性高[5]。本文對(duì)中藥提取物甘草查爾酮 A 在抗腫瘤中的作用及機(jī)制綜述如下。

1.甘草查爾酮A與腫瘤

甘草查爾酮 A來源于甘草種屬的根部，而甘草是中國傳統(tǒng)中藥材(traditional Chinese medicine，TCM）之一，很早之前，民間便用甘草來治療咽炎、支氣管炎及胃潰瘍等。甘草中含有多達(dá)20種三萜類化合物以及將近 300 種黃酮類化合物，其中，LCA是甘草的主要活性提取物，具有多種生物學(xué)活性，如抗氧化[6]、抗炎[7]、抗菌[8]、抗血管生成[9]及骨誘導(dǎo)性[10]。目前發(fā)現(xiàn)LCA也有抗腫瘤特性，對(duì)多種類型腫瘤均有抑制作用，例如口腔癌、膀胱癌、卵巢癌、胃癌、結(jié)直腸癌及肝癌等。

1.1 甘草查爾酮 A 與腫瘤細(xì)胞凋亡

腫瘤細(xì)胞的凋亡是通過多種分子機(jī)制調(diào)控的，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡是治療腫瘤的重要手段[11]。研究發(fā)現(xiàn)LCA 可通過作用于凋亡通路的相關(guān)分子及蛋白，引發(fā)特定的程序性細(xì)胞死亡來治療腫瘤等相關(guān)疾病。甘草查爾酮A可以促腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡，結(jié)果顯示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是甘草查爾酮A促腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡的機(jī)制[12]。

線粒體凋亡途徑是細(xì)胞凋亡的主要途徑之一，研究發(fā)現(xiàn)LCA能提升HCT116細(xì)胞的ROS水平，促進(jìn)細(xì)胞凋亡；而采用ROS抑制劑NAC處理后，細(xì)胞的ROS水平及凋亡率顯著下降，證明LCA可通過ROS途徑介導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡，LCA可能通過上調(diào)細(xì)胞ROS水平，進(jìn)而從Bcl2/Bax線粒體凋亡和CHOP內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激兩條途徑共同誘導(dǎo)結(jié)腸癌癌細(xì)胞的凋亡[13]。甘草查爾酮A還可以通過下調(diào)XIAP蛋白、上調(diào)Smac蛋白并增強(qiáng)Caspase-3活性，抑制卵巢癌細(xì)胞HO8910增殖并促進(jìn)細(xì)胞凋亡[14]。甘草查爾酮A除了通過調(diào)控Bcl-2家族蛋白表達(dá)誘導(dǎo)凋亡外，還能通過其他方式激活線粒體凋亡途徑。Yuan X等[15]研究發(fā)現(xiàn)，甘草查爾酮 A在膀胱癌T24細(xì)胞中不僅能使線粒體膜電位去極化，線粒體受損而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，還能增加線粒體內(nèi)活性氧(ROS)的生成，產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，激活線粒體凋亡途徑，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。LCA還可作為增敏劑加強(qiáng)TRAIL對(duì)宮頸癌細(xì)胞(HeLa細(xì)胞株) 和雄激素依賴性前列腺癌細(xì)胞(LNCaP細(xì)胞株) 的殺傷及促凋亡作用[16,17]。

1.2 抑制腫瘤細(xì)胞增殖

腫瘤細(xì)胞的主要生物學(xué)特點(diǎn)是能給自己提供充足的生長信號(hào)，具有無限的增殖能力，所以抑制腫瘤細(xì)胞增殖對(duì)于腫瘤的治療具有重要意義。大量研究顯示甘草查爾酮 A 能抑制多種腫瘤細(xì)胞的增殖，其抑制腫瘤細(xì)胞增殖可能與阻滯腫瘤細(xì)胞周期和調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖相關(guān)信號(hào)通路有關(guān)。細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)由多種細(xì)胞內(nèi)外因素控制，其中細(xì)胞周期蛋白家族(cyclin) 和周期蛋白依賴激酶家族(Cdk) 發(fā)揮著至關(guān)重要作用。

Qiu C等研究了LCA在非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)細(xì)胞中的抗癌作用和潛在機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)LCA可通過降低MDM2，Cyclin B1的表達(dá)，阻斷G2 / M期的細(xì)胞周期進(jìn)展來抑制肺癌細(xì)胞的生長和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。這些數(shù)據(jù)證明了LCA有可能被用于治療肺癌[18]。在MKN-28，AGS和MKN-45胃癌細(xì)胞和人胃上皮生化細(xì)胞中的研究發(fā)現(xiàn)，LCA可通過阻斷細(xì)胞周期進(jìn)程在G2/M轉(zhuǎn)換和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而抑制胃癌細(xì)胞的生長。此外，LCA誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡對(duì)PARP，caspase-3，Bcl-2和Bax表達(dá)的影響。這些數(shù)據(jù)提供了證據(jù)LCA有可能用于治療胃癌[19]。

LCA通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯在G0/G1期和G2/M期，有效抑制U87膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長；此外，皮下(側(cè)翼)和原位(腦)腫瘤模型用于確定LCA對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤的作用，結(jié)果顯示，LCA顯著減輕了兩種模型中腫瘤的生長。這些發(fā)現(xiàn)表明LA具有抗腫瘤作用，是治療多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的潛在藥劑[20]。

1.3 抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移和侵襲

侵襲與轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的主要生物學(xué)特征，腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移過程十分復(fù)雜，主要受細(xì)胞外基質(zhì)( ECM) 降解、細(xì)胞黏附分子、腫瘤血管形成及腫瘤微環(huán)境等多重因素影響[21]。目前已有體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證實(shí)甘草查爾酮 A 能抑制腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。Kim 等[22]通過小鼠結(jié)腸腺癌 CT26 細(xì)胞肝轉(zhuǎn)移模型及體外證實(shí)，甘草查爾酮 A 能顯著抑制結(jié)腸腺癌 CT26 細(xì)胞肝轉(zhuǎn)移。

2.甘草查爾酮 A的其他作用

最近的研究證明，LCA具有預(yù)防海馬神經(jīng)元變性的作用，增加促存活抗凋亡機(jī)制，減少促凋亡生物標(biāo)志物，減少細(xì)胞應(yīng)激和神經(jīng)炎癥過程進(jìn)而起到神經(jīng)保護(hù)作用。機(jī)制可能是LCA通過對(duì)JNK1的抑制來起神經(jīng)保護(hù)作用，可能是治療SE和神經(jīng)退行性疾病的一種新的潛在方法[23]。骨關(guān)節(jié)炎(OA)是一種軟骨退化的關(guān)節(jié)疾病中樞病變。研究結(jié)果顯示LCA下調(diào)ADAMTS-5，ADAMTS-4，MMP-13和MMP-1表達(dá)，并減少IL-1β誘導(dǎo)的膠原蛋白Ⅱ的抑制，表明LCA具有抗骨關(guān)節(jié)炎的作用。

3.討論

腫瘤細(xì)胞具有無限增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移的生物學(xué)特征，腫瘤微環(huán)境又被認(rèn)為是腫瘤增殖、侵襲遷移、黏附、及新生血管形成的重要原因。當(dāng)前研究表明運(yùn)用中醫(yī)藥對(duì)腫瘤微環(huán)境進(jìn)行調(diào)控，抑制腫瘤增殖侵襲與轉(zhuǎn)移，延長腫瘤患者生存時(shí)間，提高患者生活質(zhì)量。甘草查爾酮A是從常用中藥甘草中提取出來的具有多重藥理活性的黃酮類化合物，近年來研究證實(shí)它能通過調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白表達(dá)及信號(hào)通路而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制腫瘤細(xì)胞增殖、抑制腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移以及腫瘤血管的生成等多種機(jī)制而發(fā)揮抗腫瘤作用。腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，目前關(guān)于甘草查爾酮A抗腫瘤機(jī)制的研究仍有許多不明確的部分，需要進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)研究為闡明其抗腫瘤機(jī)制提供依據(jù)，為研發(fā)甘草查爾酮 A作為高效低毒的抗腫瘤藥物提供理論基礎(chǔ)。