褐藻糖膠抗腫瘤活性研究進展

寧蕾，朱錦俊

（1.濱州市優(yōu)撫醫(yī)院，山東 濱州；2.蘇州市民康醫(yī)院，江蘇 蘇州）

0 引言

褐藻糖膠普遍具有增強免疫力、抗腫瘤、抗氧化、抗病毒、降血脂等功效。研究表明，褐藻糖膠的抗腫瘤機制非常復雜，如促進NK細胞活化、促進樹突狀細胞活化、影響巨噬細胞、抑制細胞周期轉(zhuǎn)換、誘導細胞凋亡等。本文通過系統(tǒng)的文獻檢索和總結(jié)，對褐藻糖膠的抗腫瘤作用進行綜述。

1 促進NK細胞活化

NK細胞是機體重要的非特異性免疫殺傷細胞，可直接殺傷腫瘤細胞。Namkoong S等[1]發(fā)現(xiàn)褐藻糖膠飼喂的小鼠NK細胞活性顯著提高，NO和誘導型一氧化氮合成酶（iNOS）明顯增加。相關(guān)研究者利用褐藻糖膠處理雄性C57BL/6J小鼠，獲取脾NK細胞作為效應細胞，以小鼠淋巴瘤細胞為（YAC-1）靶細胞，通過Na251CrO4標記法測定效―靶細胞作用，研究發(fā)現(xiàn)褐藻糖膠對NK細胞有明顯的激活作用[2]。

2 促進樹突狀細胞活化

樹突狀細胞（DC）是功能強大的專職抗原遞呈細胞（APC），可有效的攝取、加工處理和呈遞抗原，未成熟的樹突狀細胞遷移能力較強，成熟樹突狀細胞能有效激活初始型T細胞，進而觸發(fā)特異性免疫應答，是啟動、調(diào)控和維持免疫應答的中樞環(huán)節(jié)[3]。

褐藻糖膠可經(jīng)由NF-κB信號通路，刺激骨髓衍生的DC的成熟[4]。徐琦等[5]采用免疫磁珠法、酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）、流式細胞分析術(shù)對褐藻糖膠影響單核細胞體外誘導樹突狀細胞的機制進行了研究，發(fā)現(xiàn)在體外褐藻糖膠能夠誘導DC的成熟、活化，刺激DC分泌相關(guān)細胞因子，發(fā)揮DC的抗原呈遞作用以及促輔助性T細胞活化和增殖分化的作用。

褐藻糖膠還可以正向誘導脾樹突狀細胞的生成和白細胞介素IL-6、IL-12和腫瘤壞死因子TNF-α的表達，促使DC中主要組織相容性復合體Ⅰ（MHC Ⅰ）和Ⅱ（MHC Ⅱ）的正向表達，并顯著激活CD4和CD8T細胞的增殖，從而使小鼠獲得抵御B16-OVA腫瘤細胞的能力[6]。

3 對巨噬細胞的影響

Teruya T等[7]研究發(fā)現(xiàn)，褐藻糖膠能夠誘導小鼠腹腔巨噬細胞細胞系RAW264.7中NO的生成、腫瘤壞死因子TNF-α的分泌和白細胞介素IL-6的表達，活化M1型巨噬細胞，最終殺傷腫瘤細胞。Junda Lin等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在條件培養(yǎng)液中添加褐藻糖膠，可以減少基質(zhì)蛋白酶MMP-2和沉默驅(qū)動蛋白KIF4A的轉(zhuǎn)錄，促進THP-1來源的巨噬細胞表達炎癥因子，從而降低人舌鱗癌CAL27細胞的遷移能力。深入研究發(fā)現(xiàn)，褐藻糖膠能夠促進CAL27細胞中趨化因子CCL3的表達，CCL3的表達逆轉(zhuǎn)了口腔鱗狀細胞癌（OSCC）對巨噬細胞的招募和馴化過程。

Sun J等[9]研究發(fā)現(xiàn)，褐藻糖膠可抑制p65-NF-κB磷酸化作用和核遷移來降低M2型趨化因子CCL22表達。CCL22分泌的減少可以降低腫瘤細胞遷移能力，阻抑M2巨噬細胞被腫瘤細胞的募集和馴化，活化CD4+輔助性T淋巴細胞。

4 細胞周期阻滯

細胞周期由細胞周期蛋白與周期蛋白依賴性蛋白激酶（CDK）調(diào)控[10-11]。G1期是很多抗癌藥物最普遍的靶目標，G1期的調(diào)控因素包括有絲分裂原、抗增殖細胞因子等。細胞周期蛋白Cyclin E、Cyclin D，CDK4、CDK6，細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑P21、P27和視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白（pRB）是G1期轉(zhuǎn)變到S期的關(guān)鍵參與者[12]。G1期到S期的轉(zhuǎn)換過程是通過生成CyclinE/CDK2、Cyclin D/CDK4、CyclinD/CDK6等復合物進行特異性調(diào)節(jié)的。P21結(jié)合多種Cyclin/CDK復合物而形成Cyclin/CDK/P21復合物，這種復合物可以抑制CDK蛋白激酶活性。轉(zhuǎn)錄因子E2F-1在G1/S期轉(zhuǎn)換和DNA合成過程中起著至關(guān)重要的作用，高水平的E2F-1能誘導細胞凋亡[13]。E2F-1和P21蛋白是Wnt/β-catenin信號通路的重要因子，可被β-catenin調(diào)節(jié)[14-16]。

Han YS等[17]研究發(fā)現(xiàn)，不同種類的褐藻糖膠對多種癌細胞有細胞周期阻滯作用，且多作用于G1期。通過體外流式細胞術(shù)和Western雜交實驗發(fā)現(xiàn)，褐藻糖膠可增加P21蛋白表達，降低CyclinD1/CDK4以及Cyclin E1/CDK2的表達，進而啟動Akt信號通路，誘導G1期細胞周期阻滯。相關(guān)學者通過體外Western雜交實驗顯示，褐藻糖膠通過降低PI3K/Akt/mTOR/p70S6K1信 號 通 路 中CyclinD1、CyclinE、CDK2和CDK4的表達，抑制人類直腸癌細胞系HT-29的增殖。褐藻多糖通過負性調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號通路，減少轉(zhuǎn)錄因子E2F-1的表達量，進而引起PC-3前列腺癌細胞系G0/G1期細胞周期阻滯。褐藻糖膠也可降低CDK4、pRB蛋白的表達、增加P21蛋白的表達，阻抑HepG2人類肝癌細胞系的G0/G1期轉(zhuǎn)換。另外，褐藻糖膠夠抑制4T1小鼠乳腺癌細胞系G1細胞周期轉(zhuǎn)換的過程是通過負向調(diào)節(jié)細胞核、細胞質(zhì)中鏈蛋白β-catenin的水平，進而減少凋亡抑制因子Survivin、C-myc蛋白和Cyclin D1的表達來實現(xiàn)的[18]。

5 誘導細胞凋亡

利用熒光細胞分析和Western雜交技術(shù)發(fā)現(xiàn)，褐藻糖膠可以抑制細胞凋亡抑制基因Bcl-xL和Mcl-1的表達，正向調(diào)控人乳腺癌細胞系MCF-7中細胞凋亡促進基因Bax和ROS的表達，正向調(diào)控MDA-MB-231人乳腺癌細胞系ROS的表達[19]。

褐藻糖膠可通過一系列方式誘導細胞凋亡，如通過線粒體途徑介導的半胱天冬酶（Caspase）依賴性細胞凋亡抑制基因bcl-2和bcl-xl的表達，也可通過增加促凋亡基因bax和bad的表達，促進細胞色素c和凋亡誘導因子AIF的表達，以及ROS依賴的c-Jun氨基末端激酶（JNK）磷酸化途徑等方式[20]。褐藻糖膠也可增加半胱天冬酶Caspase-3表達水平，誘導人結(jié)腸癌HT-29細胞和黑色素瘤細胞的凋亡。

Hyun JH等[21]通過熒光顯微鏡進行形態(tài)學觀察、Western雜交技術(shù)、DNA片段分析技術(shù)、流式細胞術(shù)等進行研究發(fā)現(xiàn)，褐藻糖膠能夠負向調(diào)控bcl-2基因表達，正向調(diào)控bax的表達，激活Caspase-9和Caspase-3的表達，裂解聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶（PARP），激活細胞外信號調(diào)節(jié)激酶ERK和P38蛋白，阻抑PI3K/Akt途徑，從而誘導HCT-15人結(jié)腸癌細胞的凋亡。

Xue M等利用流式細胞術(shù)、熒光顯微鏡形態(tài)學觀察和Western雜交技術(shù)研究了褐藻糖膠誘導小鼠4T1乳腺癌細胞系凋亡的機理，結(jié)果顯示，褐藻糖膠能夠顯著的負向調(diào)控bcl-2、survivin基因的表達，磷酸化細胞外受體活化激酶（ERKs）[18]。Xue M等[22]利用流式細胞術(shù)、Western雜交技術(shù)和體內(nèi)熒光顯微鏡形態(tài)學觀察等方法，發(fā)現(xiàn)褐藻糖膠粗提物可以負向調(diào)控細胞核與細胞質(zhì)中β-catenin的表達水平，減少靶向Survivin、C-myc和CyclinD1的表達量，誘導小鼠乳腺癌細胞系4T1細胞凋亡。

共聚焦激光顯微鏡技術(shù)和Western雜交實驗結(jié)果表明，褐藻糖膠能夠通過以下方式誘導人類乳腺癌細胞系MDA-MB-231凋亡：調(diào)控ER應激通路，導致GRP78的減少，鈣調(diào)蛋白依賴的蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）的磷酸化、促進Bax和Caspase-12的表達。在人類乳腺癌細胞系MDA-MB-231和人類結(jié)腸癌細胞系HCT116中，褐藻糖膠可誘導p-eIF2CHOP凋亡級聯(lián)反應，阻抑p-IRE-1/XBP-1s存活級聯(lián)反應，從而誘導細胞凋亡[23]。

呂敬龍等[24]探討褐藻糖膠對多發(fā)性骨髓瘤U266細胞的影響及可能的作用機制，發(fā)現(xiàn)褐藻糖膠可通過介導Ras-p38MAPK和Shh-GLI1信號通路的活化，抑制U266細胞增殖，并誘導細胞凋亡。

6 結(jié)語

褐藻糖膠的抗腫瘤功效已得到廣泛認可。其作用機制十分復雜，迄今仍未完全被破解，但從已有的研究成果來看，主要有以下方式，即促進NK細胞、T淋巴細胞、M1巨噬細胞生長，阻抑M2巨噬細胞被腫瘤細胞的募集和馴化，誘導細胞周期阻滯、誘導細胞凋亡等方式。相信隨著科研工作者的不斷努力和科技水平的不斷提高，對褐藻糖膠抗腫瘤機制的闡述將會更加全面深入。