重樓皂苷Ⅰ抗消化系統(tǒng)惡性腫瘤的作用及其機(jī)制研究進(jìn)展*

李 楊 周 婉 金 甜 韓樹(shù)堂

南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院(江蘇省中醫(yī)院)消化內(nèi)鏡中心(210000)

消化系統(tǒng)惡性腫瘤發(fā)病率逐年上升，手術(shù)是治療消化系統(tǒng)惡性腫瘤的首選方法，但對(duì)晚期患者的療效不佳；放療、化療是晚期患者的最主要治療手段，但不良反應(yīng)極大，對(duì)生存期以及生存質(zhì)量的改善作用有限[1-2]。因此，尋找新型治療藥物顯得十分重要。

重樓(polyphylla)，又稱為七葉一枝花、蚤休，長(zhǎng)期用于中藥方劑以治療消化系統(tǒng)腫瘤[3]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究顯示其兼有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤等作用，特別是對(duì)多種腫瘤均有抑制作用。目前從重樓中分離出的有效成分主要為重樓皂苷Ⅰ(polyphylla saponins Ⅰ)、重樓皂苷Ⅱ、重樓皂苷Ⅲ、重樓皂苷Ⅴ、重樓皂苷Ⅵ等[4]。其中，對(duì)重樓皂苷Ⅰ的抗消化系統(tǒng)腫瘤作用及其機(jī)制的研究最為廣泛、深入。重樓皂苷Ⅰ是重樓中含量最大的一種甾體皂苷，其制備和鑒定方法相對(duì)完善[5]。本文就重樓皂苷Ⅰ的抗消化系統(tǒng)腫瘤機(jī)制的研究進(jìn)展作一綜述。

一、重樓皂苷Ⅰ的抗消化系統(tǒng)腫瘤作用

1. 重樓皂苷Ⅰ的體外抗消化系統(tǒng)腫瘤作用：現(xiàn)有大量研究表明，重樓皂苷Ⅰ對(duì)胃癌[6]、肝癌[7]、胰腺癌[8]、結(jié)直腸癌[9]等多種消化系統(tǒng)腫瘤細(xì)胞株具有抑制作用。2008年，顏璐璐等[10]從滇重樓中自主分離了重樓皂苷Ⅰ～Ⅵ，對(duì)人結(jié)腸癌細(xì)胞株Caco-2、人肝癌細(xì)胞株BEL-7402、人肝癌細(xì)胞株HepG2等均有不同程度的抑制作用；在糖鏈相同情況下，薯蕷皂苷活性強(qiáng)于偏諾皂苷，而在母核結(jié)構(gòu)相同情況下，糖鏈越多活性越強(qiáng)。說(shuō)明重樓皂苷Ⅰ和重樓皂苷Ⅱ?yàn)榛钚暂^強(qiáng)的主要的重樓抗腫瘤成分，其抑制結(jié)腸癌、肝癌細(xì)胞增殖效果明確。江皓等[11]采用MTT法和流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)重樓皂苷Ⅰ對(duì)胰腺癌PANC-1細(xì)胞增殖的抑制作用，結(jié)果顯示不同濃度重樓皂苷Ⅰ能有效抑制胰腺癌細(xì)胞增殖，且呈時(shí)間-濃度依賴性。由此可見(jiàn)，重樓皂苷Ⅰ具有體外抗消化系統(tǒng)腫瘤的作用。

2. 重樓皂苷Ⅰ的體內(nèi)抗消化系統(tǒng)腫瘤作用：Liu等[12]采用超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜法(UPLC-QTOF-MS/MS)分析重樓皂苷Ⅰ的代謝物及其在大鼠體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)，結(jié)果顯示共檢測(cè)出7種推定代謝物，包括6種Ⅰ期和1種Ⅱ期代謝物，重樓皂苷Ⅰ在大鼠體內(nèi)的主要代謝過(guò)程為氧化、去糖基化和葡糖醛酸化。重樓皂苷Ⅰ和三種去糖基化代謝產(chǎn)物薯蕷次皂苷A(prosapogenin A)、延齡草皂苷(trillin)和薯蕷皂苷元(diosgenin)均可能具有抗腫瘤作用。胡煒彥等[13]將乳腺癌細(xì)胞MCF-7接種于小鼠制備荷瘤模型并給予不同劑量的重樓皂苷Ⅰ，4周后發(fā)現(xiàn)重樓皂苷Ⅰ可顯著抑制裸鼠腫瘤的生長(zhǎng)，尤其是高、中劑量組。胡靜等[14]的研究也證實(shí)了含有有效成分重樓皂苷Ⅰ的重樓提取物對(duì)荷肝癌H22小鼠腫瘤的生長(zhǎng)具有顯著抑制作用。由此可見(jiàn)，重樓皂苷Ⅰ具有體內(nèi)抗腫瘤的作用，且其體內(nèi)代謝產(chǎn)物可能也具有抗腫瘤作用。重樓提取物在體內(nèi)抑制消化系統(tǒng)腫瘤的生長(zhǎng)，單體重樓皂苷Ⅰ的體內(nèi)抗消化系統(tǒng)腫瘤作用可能需要進(jìn)一步研究。

二、重樓皂苷Ⅰ抗消化系統(tǒng)腫瘤的機(jī)制

1. 抑制腫瘤細(xì)胞增殖：腫瘤的發(fā)生因素涉及促進(jìn)生長(zhǎng)的信號(hào)過(guò)表達(dá)、細(xì)胞對(duì)生長(zhǎng)抑制信號(hào)不敏感等方面。重樓皂苷Ⅰ能阻滯促癌細(xì)胞信號(hào)，增加腫瘤細(xì)胞對(duì)抑癌信號(hào)的敏感性。Xiang等[15-16]發(fā)現(xiàn)重樓皂苷Ⅰ可顯著抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯；其機(jī)制可能為重樓皂苷Ⅰ可降低組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶2(EZH2)、DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1(DNMT1)和長(zhǎng)鏈非編碼RNA HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOTAIR)蛋白表達(dá)。此外，p65與HOTAIR具有同向相互調(diào)節(jié)作用，重樓皂苷Ⅰ也可通過(guò)抑制p65蛋白和HOTAIR表達(dá)，從而抑制黏蛋白1(MUC1)基因的表達(dá)，抑制CRPC細(xì)胞的生長(zhǎng)。董銳增等[17]的研究表明重樓皂苷Ⅰ能上調(diào)胃癌細(xì)胞MKN45中p21蛋白表達(dá)，從而抑制細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；且加熱能增強(qiáng)這一效應(yīng)。國(guó)內(nèi)多項(xiàng)研究[18-21]亦證實(shí)，重樓皂苷Ⅰ能抑制腫瘤細(xì)胞細(xì)胞從G0/G1期向S期轉(zhuǎn)化，將細(xì)胞周期阻滯于G2/M期，從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖，發(fā)揮抗腫瘤的作用。

2. 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡

①線粒體途徑：線粒體途徑是細(xì)胞凋亡的主要途徑之一。在受到外界有害物質(zhì)刺激時(shí)，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生大量活性氧簇(ROS)和活性氮簇(RNS)，引起細(xì)胞組織過(guò)氧化，誘發(fā)線粒體膜電位改變，引起細(xì)胞色素C的釋放，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[22]。陳舒怡等[23]發(fā)現(xiàn)，給予肺癌NCI-H661細(xì)胞重樓皂苷Ⅰ干預(yù)后，caspase-8、caspase-9、Bcl-2表達(dá)呈逐漸減少的趨勢(shì)，以Bcl-2表達(dá)最為顯著；熒光顯微鏡下顯示，重樓皂苷Ⅰ能快速導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞線粒體碎裂。因此，線粒體途徑是重樓皂苷Ⅰ誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的機(jī)制之一。

②內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)折疊、修飾和運(yùn)輸?shù)闹匾?xì)胞器，對(duì)細(xì)胞外環(huán)境的改變具有高度敏感性。當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)迅速作出反應(yīng)，啟動(dòng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，通過(guò)非折疊蛋白反應(yīng)(UPR)，減少蛋白合成、活化蛋白酶體降解胞內(nèi)異常蛋白，恢復(fù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激導(dǎo)致的損害。當(dāng)外界刺激過(guò)于強(qiáng)烈或持久不能解除時(shí)，UPR可啟動(dòng)細(xì)胞程序性死亡[24]。陽(yáng)丹丹等[25]對(duì)肝癌細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，重樓皂苷Ⅰ以時(shí)間-濃度依賴的方式抑制腫瘤細(xì)胞增殖，細(xì)胞呈現(xiàn)典型的凋亡形態(tài)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，重樓皂苷Ⅰ可上調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通路的肌醇依賴酶1(IRE-1)，下調(diào)磷酸化氨基末端激酶1(p-JNK1)、X盒結(jié)合蛋白1(XBP1)蛋白水平以及活化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的標(biāo)志蛋白caspase-12，但C/EBP同源蛋白(CHOP)水平無(wú)明顯變化；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激抑制劑4-PBA與2.5 μmol/L重樓皂苷Ⅰ聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，腫瘤細(xì)胞凋亡率顯著增加。由此可見(jiàn)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激參與了重樓皂苷Ⅰ誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡。

③死亡受體途徑：死亡受體途徑為細(xì)胞外信號(hào)誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑，其中最典型的途徑為死亡因子受體(Fas)/死亡因子Fas配體(FasL)信號(hào)通路。Fas又稱APO-1(即CD95分子)，屬腫瘤壞死因子α家族成員之一，為Ⅰ型膜蛋白，在細(xì)胞凋亡中具有信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用。FasL屬細(xì)胞表面的一種Ⅱ型膜蛋白。FasL可與Fas結(jié)合，導(dǎo)致Fas胞內(nèi)的死亡區(qū)形成三聚體的活化形式，隨后募集Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白，形成死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合物(DISC)，激活caspase-8，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[26]。2011年，有研究[7]發(fā)現(xiàn)重樓皂苷Ⅰ能上調(diào)肝癌細(xì)胞SMMC-7721中Fas的表達(dá)，且這種調(diào)控作用呈濃度依賴性。另有研究[27]發(fā)現(xiàn)，重樓皂苷Ⅰ作用于膠質(zhì)細(xì)胞瘤細(xì)胞株U251后，細(xì)胞凋亡明顯增加，同時(shí)Fas、caspase-8和caspase-3表達(dá)上調(diào)。由此可見(jiàn)，重樓皂苷Ⅰ可能通過(guò)死亡受體途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。

④其他途徑：重樓皂苷Ⅰ還可通過(guò)以下途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡：抑制白細(xì)胞介素-6(IL-6)的分泌，從而抑制JAK/STAT3信號(hào)通路[28]；降低低氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)的表達(dá)[29]；抑制PI3K/AKT信號(hào)通路，抑制AKT磷酸化[11,30]；通過(guò)表觀遺傳學(xué)調(diào)控對(duì)肺癌食管癌缺失基因1(DLEC1)啟動(dòng)子發(fā)揮去甲基化作用，誘導(dǎo)DLEC1的表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮抗癌作用[31]。

3. 抑制腫瘤新生血管形成：持續(xù)血管生成是癌癥發(fā)展的關(guān)鍵步驟，也是腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移擴(kuò)散的前提條件。越來(lái)越多的研究已表明，血管生成調(diào)節(jié)劑和激活致癌基因?qū)S持血管生成至關(guān)重要[32-33]。有研究[14]將重樓醇提物予H22荷瘤小鼠灌胃，發(fā)現(xiàn)重樓醇提物對(duì)小鼠H22移植瘤具有一定的生長(zhǎng)抑制作用，同時(shí)可明顯抑制腫瘤組織微血管密度，推測(cè)其抗腫瘤作用可能與血管生成抑制作用有關(guān)。隨后，鄧碧凡等[29]采用qPCR和蛋白質(zhì)印跡法檢測(cè)腫瘤細(xì)胞中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)重樓皂苷Ⅰ能抑制低氧條件下腫瘤細(xì)胞 VEGF的表達(dá)。由此可見(jiàn)，重樓皂苷Ⅰ能通過(guò)抑制腫瘤新生血管的形成來(lái)抑制腫瘤。

4. 抑制腫瘤細(xì)胞遷移：腫瘤轉(zhuǎn)移是原位癌細(xì)胞侵襲周?chē)M織，通過(guò)血管或淋巴管到達(dá)其他組織或器官進(jìn)行定植的過(guò)程，其對(duì)腫瘤的遠(yuǎn)處生長(zhǎng)具有重要意義。腫瘤細(xì)胞遷移是腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟。2012年，有研究[21]發(fā)現(xiàn)重樓皂苷Ⅰ能對(duì)高轉(zhuǎn)移性腫瘤細(xì)胞的體外增殖產(chǎn)生抑制作用。此后，對(duì)重樓皂苷Ⅰ抑制腫瘤細(xì)胞遷移的研究成為熱點(diǎn)之一。牟海軍等[34]通過(guò)細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)檢測(cè)順鉑、重樓皂苷Ⅰ以及兩者聯(lián)合作用對(duì)腫瘤細(xì)胞遷移能力的影響。結(jié)果顯示順鉑、重樓皂苷Ⅰ以及兩者聯(lián)合均能使細(xì)胞劃痕愈合距離縮短，兩者聯(lián)合時(shí)距離最短，抑制遷移的作用最強(qiáng)。

5. 調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的免疫功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL細(xì)胞)的抗腫瘤免疫應(yīng)答效應(yīng)是抗腫瘤藥物進(jìn)行免疫治療的前提[35]，重樓皂苷Ⅰ可能具有這種作用。胡文靜等[36]建立小鼠肝癌H22實(shí)體瘤模型，將小鼠隨機(jī)分空白對(duì)照組、重樓皂苷組、環(huán)磷酰胺組，各組連續(xù)灌胃給藥10 d。結(jié)果顯示重樓皂苷組脾指數(shù)、CTL細(xì)胞殺傷率顯著高于空白對(duì)照組和環(huán)磷酰胺組。推測(cè)重樓皂苷的抑瘤機(jī)制可能與其調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能有關(guān)。對(duì)于重樓皂苷Ⅰ單體的免疫調(diào)節(jié)功能，目前尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道，這可能成為研究重樓皂苷Ⅰ抗腫瘤作用的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

6. 抑制腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的抵抗：化療藥物抵抗預(yù)示腫瘤預(yù)后不佳，重樓皂苷Ⅰ可抑制腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的抵抗，改善預(yù)后。龐曉輝等[37]采用大劑量沖擊法誘導(dǎo)結(jié)腸癌SW480、LoVo細(xì)胞對(duì)奧沙利鉑耐藥，檢測(cè)重樓皂苷Ⅰ對(duì)耐藥細(xì)胞及其親代細(xì)胞的毒性作用，以及經(jīng)重樓皂苷Ⅰ處理后耐奧沙利鉑細(xì)胞的比例。結(jié)果顯示耐奧沙利鉑的LoVo、SW480細(xì)胞奧沙利鉑的IC50值較親代細(xì)胞提高525倍，且具有更強(qiáng)的侵襲性。重樓皂苷Ⅰ處理細(xì)胞后，耐奧沙利鉑細(xì)胞的比例明顯降低。說(shuō)明重樓皂苷Ⅰ能促進(jìn)結(jié)腸癌耐藥細(xì)胞凋亡并減少其對(duì)奧沙利鉑的耐藥性。

重樓皂苷Ⅰ不僅能改善傳統(tǒng)化療藥物的耐藥性，也能調(diào)節(jié)新型抗腫瘤藥物的耐藥性。吉非替尼(gefitinib)是一種口服表皮生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶抑制劑(EGFR-TKI)，對(duì)EGFR-TK的抑制可阻礙腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和血管生成，并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[38]。研究發(fā)現(xiàn)，最初對(duì)EGFR-TKI有應(yīng)答的攜帶EGFR突變的非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者將逐漸對(duì)其耐藥。重樓皂苷Ⅰ能抑制吉非替尼耐藥細(xì)胞和異種移植瘤模型的細(xì)胞活力并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，其具體機(jī)制可能是下調(diào)轉(zhuǎn)錄因子MALAT1和STAT3[39]。

三、總結(jié)和展望

重樓皂苷Ⅰ可有效抑制消化系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，其主要機(jī)制可能是抑制腫瘤細(xì)胞增殖、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制腫瘤新生血管形成、抑制腫瘤細(xì)胞遷移、調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的免疫功能、調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的抵抗等。目前的研究多集中于不同種類的消化系統(tǒng)腫瘤細(xì)胞株和腫瘤細(xì)胞-動(dòng)物成瘤模型，對(duì)其機(jī)制的探究仍較少。重樓皂苷Ⅰ在治療消化系統(tǒng)腫瘤方面具有很大的潛力，需行更多、更深入的研究進(jìn)行證實(shí)，以期早日應(yīng)用于臨床。