淫羊藿苷抗惡性腫瘤作用機制的研究進展

趙靖昌 叢 超 趙 莉 徐蓮薇

（上海中醫(yī)藥大學附屬龍華醫(yī)院，上海 200030）

淫羊藿苷（icariin，ICA）是中藥淫羊藿的主要活性成分之一。淫羊藿最早出現于《神農本草經》，書中記載：“淫羊藿主陰痿絕傷，莖中痛，利小便，益氣力，強志。”《中國藥典》記載淫羊藿具有補腎陽、強筋骨、祛風濕等功效，可扶正氣、益虛損、去邪氣。中醫(yī)學將惡性腫瘤歸于“癥瘕”“積聚”“噎膈”“巖”等范疇，多從“扶正”的角度對其進行治療。劉嘉湘教授從“道、法、術、理”方面，提出了完備的“扶正治癌”學術體系[1]。

淫羊藿臨床常被用于惡性腫瘤的治療。研究表明，ICA可作為多種癌癥的潛在治療藥物，如卵巢癌、宮頸癌、乳腺癌、骨肉瘤、肺癌、胃癌、血液惡性腫瘤等[2-6]，且其可以透過血腦屏障，使多形性膠質母細胞瘤（glioblastoma，GBM）的治療獲益[7]。ICA對多種腫瘤的治療效果具有濃度及時間依賴性，在治療中會觸發(fā)腫瘤細胞的凋亡，而對于正常細胞則沒有影響，在乳腺癌、肺癌以及膽囊癌中均是如此[8-9，2]。本文收集整理近年來關于ICA抗腫瘤作用機制的研究報道，綜述如下，以期為后續(xù)的研究提供方向。

1 抑制腫瘤細胞增殖

腫瘤細胞具有無限增殖的特性，可不斷侵犯正常組織，因此，抑制腫瘤細胞的增殖可起到抗腫瘤作用。Toll樣受體4（toll-like receptor 4，TLR4）被激活后會作用于MyD88（一種銜接分子）來激活核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）通路。TLR4/NF-κB信號通路已被證明在包括癌癥在內的許多炎癥性疾病中發(fā)揮關鍵作用，而炎癥環(huán)境有利于腫瘤的發(fā)展。p65是NF-κB的一個亞基，可以在氧化應激和炎癥環(huán)境下通過磷酸化激活。ICA可以降低p65的磷酸化水平，并下調TLR4蛋白，抑制TLR4/NF-κB信號通路，進而抑制人口腔鱗狀癌細胞的活力，阻礙其增殖和對正常細胞的侵襲，最終抑制人口腔鱗狀細胞癌的進展[10]。ICA通過激活GSK3β來促進β-catenin的磷酸化，抑制β-catenin的轉錄水平，最終降低骨肉瘤細胞內β-catenin蛋白的水平，導致Wnt/β-catenin信號通路的失活，從而抑制骨肉瘤細胞的增殖[11]。實驗研究顯示，ICA同樣可以通過抑制TLR4/MyD88/NF-κB和Wnt/β-catenin信號通路抑制宮頸癌細胞的增殖[6]。

2 誘導腫瘤細胞分化

誘導腫瘤細胞分化是一種治療腫瘤的方式，其基本特征不是殺死細胞，而是誘導腫瘤細胞分化為正?；蚪咏５募毎鸞12]。ICA可以通過增加小眼畸形相關轉錄因子（microphthalmiaassociated transcription factor，MITF）蛋白水平來增加黑色素含量，提高酪氨酸酶（tyrosinase，Tyr）活性，增加Tyr、Trp1、Trp2的mRNA表達，進而誘導黑色素瘤細胞的分化，阻礙細胞增殖[13]。

3 阻滯腫瘤細胞周期

細胞周期主要分為G0期、G1期、S期、G2期和M期，主要由3種分子精確調控：細胞周期蛋白、細胞周期蛋白依賴性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）和細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑（cyclin dependentkinase inhibitors，CKI）。其中CDK是細胞周期的核心調節(jié)劑，可以被細胞周期蛋白激活并被CKI抑制[14]，這些蛋白質的異常表達可使細胞周期失調。ICA可能通過調節(jié)分子細胞周期蛋白D1、CDK4和CDK6的表達，從而將細胞阻滯在G1或G0/G1期，進而抑制腫瘤細胞的增殖[15-16]。ICA可能通過降低細胞周期蛋白E和D1的水平將卵巢癌細胞SKOV3阻滯于G1期，并且可抑制其DNA合成[3]。雌激素在乳腺癌細胞中具有雙相活性，即在低濃度時刺激細胞增殖，而在高濃度時抑制細胞增殖。細胞外信號調節(jié)激酶（extracellular signal regulated kinase，ERK）是 絲 裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）家族的成員，與細胞生長、分化、存活和凋亡等相關。一項關于ICA對乳腺癌細胞的干預作用研究發(fā)現，當ICA濃度＞1 μmol/L時，能有效抑制乳腺癌MDA-MB-453和MCF7細胞的增殖，而當濃度＜1 μmol/L時則可促進MCF7細胞的增殖，其對乳腺癌細胞的抑制主要通過誘導ERK持續(xù)的激活，將乳腺癌細胞阻滯在G2/M期，進而阻滯細胞增殖，同時還可以誘導細胞凋亡[17]。ICA對伯基特淋巴瘤（burkitt lymphoma，BL）Raji和P3HR-1細胞系均具有細胞毒性，可以顯著抑制Raji細胞增殖，使細胞周期停滯在S期，并誘導細胞凋亡[18]。

4 誘導腫瘤細胞凋亡

誘導腫瘤細胞的凋亡是治療腫瘤行之有效的方法。細胞凋亡包括兩種途徑：死亡受體介導的凋亡途徑和線粒體/細胞色素C介導的凋亡途徑。兩種細胞凋亡途徑都與半胱天冬酶（caspase）相關，它是細胞凋亡的主要執(zhí)行者[4]?；钚匝酰╮eactive oxygen species，ROS）通常存在于所有需氧細胞中，在細胞信號傳導和體內平衡方面發(fā)揮重要作用，過量的ROS會直接損害DNA、蛋白質和脂質[19]。因新陳代謝的增加和向有氧糖酵解的有利轉變，腫瘤細胞內ROS水平通常較高，因此腫瘤細胞更容易受到高ROS水平所帶來的傷害[20]。ICA可以促進ROS的產生，進而降低線粒體膜電位，使細胞色素C從線粒體釋放到細胞質。細胞色素C的釋放通常被認為是線粒體膜電位降低和細胞凋亡開始的標志，而膜電位的降低還會導致其他線粒體內容物的釋放，從而激活caspase[21，9]。另有研究顯示，ICA可以通過降低線粒體膜電位和提高caspase-3含量來促進卵巢癌細胞OVCAR-3的凋亡[22]。

Bcl-2和Bax是Bcl-2家族的重要成員，它們主要通過線粒體途徑調控細胞凋亡，Bcl-2可以避免因細胞色素C從線粒體釋放而引發(fā)的細胞凋亡，Bax可導致細胞色素C釋放和caspase激活，二者是調節(jié)細胞凋亡的關鍵因子，對控制細胞凋亡的平衡發(fā)揮重要作用，其比率是細胞存活或死亡的良好預測標志物。ICA可以降低Bcl-2/Bax蛋白表達率，促進細胞色素C的釋放，增加caspase的表達，促進腫瘤細胞的凋亡[23]；可以通過降低Bcl-2水平，從而改變Bcl-2/Bax比率，引發(fā)BL腫瘤細胞的凋亡[18]。

眾所周知，miRNA在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中扮演著重要角色，miR-625-3p是miR-625的成員之一。ICA可通過下調SW579和TPC1細胞中miR-625-3p的表達，進而抑制細胞活力，誘導腫瘤細胞凋亡，而miR-625-3p的過度表達則可逆轉ICA對SW579和TPC1細胞的抗腫瘤作用[24]。

Icariside Ⅱ（IS）是淫羊藿苷的代謝產物，IS可通 過激 活caspase-9和聚ADP核糖 聚合 酶（poly ADP ribose polymerase，PARP），增加細胞裂解水平來誘導腫瘤細胞凋亡[25]。

自噬是細胞內的一種降解系統(tǒng)，人類細胞處于不斷的更新中，自噬即將細胞內舊的、異常的成分降解，替換為新的、正常的成分，自噬可作為腫瘤細胞避免細胞凋亡的一種自我保護機制[26]。研究顯示，ICA可通過激活mTOR信號通路抑制SKVCR細胞自噬，促進卵巢癌細胞凋亡[27]。

5 抑制腫瘤細胞擴散

遷移是癌細胞的重要特性之一，癌細胞的遷移包括單細胞遷移和集體遷移，其過程包括基底膜交叉、結締組織的侵襲、基質微環(huán)境和跨屏障遷移，上述過程都需要癌細胞與周圍細胞外基質環(huán)境（包括正常嵌入的鄰近細胞）直接相互作用，此作用與復雜的細胞內反應相關，其中之一即是肌動蛋白骨架的重塑[28-29]。細胞骨架重構受許多活性分子的影響，如RhoA、Rac1等，前者主要用于應力纖維的形成，后者用于片狀偽足和絲狀偽足的形成。研究顯示，Rac1和血管擴張刺激磷蛋白（vasodilator-stimulated phosphoprotein，VASP）在 片狀偽足的形成和細胞運動中相互作用。VASP是Rac1調節(jié)的下游分子，其數量受Rac1的影響，ICA可以抑制Rac1的表達，從而導致VASP表達下降，還可通過調節(jié)Ena/VASP蛋白等其他途徑來抑制VASP表達，進而抑制腫瘤細胞的遷移和侵襲[30-31]。

NF-κB通路的激活在癌細胞遷移和侵襲中起著重要作用，NF-κB可以通過上皮間充質轉化（EMT）促進原發(fā)腫瘤的擴散。SIRT6是一種特異性組蛋白H3賴氨酸9（histone H3 lysine 9，H3K9）脫乙酰酶，目前研究證明H3K9在基因抑制中發(fā)揮重要作用。ICA可以通過促進SIRT6的表達，并使H3K9去乙?；?，從而抑制NF-κB的激活，進而抑制腫瘤細胞的侵襲和遷移[2]。ICA還可能通過降低基質金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）和波形蛋白在SW579和TPC1細胞中的表達水平來抑制腫瘤細胞的侵襲和遷移[23]。

研究表明，ICA可通過促進miR-7在良性前列腺增生上皮細胞系（BPH-1）細胞中表達的方法，降低PI3K、AKT的磷酸化水平，同時也降低ERK1/2和Raf1的表達水平，進而抑制PI3K/AKT和Raf1/ERK1/2信號通路的激活，進一步抑制前列腺細胞、腫瘤細胞的侵襲和遷移[32]。此外，ICA還可以通過阻斷STAT3信號通路來抑制人食管癌細胞KYSE70的遷移和侵襲[33]。

6 逆轉腫瘤細胞對藥物的耐藥性

藥物耐藥性主要與藥物外流增強、遺傳因素（基因突變、擴增和表觀遺傳改變）、生長因子、DNA修復能力增加和異生物質代謝增強相關，腫瘤相關的死亡原因中，超過90%是由于多藥耐藥（multidrug resistance，MDR）造成的[34]。自噬在各種生理病理過程中發(fā)揮關鍵作用，包括腫瘤發(fā)生、細胞發(fā)育、細胞凋亡和存活。自噬與化療的療效呈負相關。在許多類型的癌癥中，細胞凋亡與AKT/mTOR通路呈負相關。ATG5是幾種成熟的自噬相關蛋白（autophagy-related protein，ATG）之一，對自噬的發(fā)生至關重要。ICA可通過降低下游mTOR的磷酸化，抑制SKVCR細胞中ATG5過度表達，進而激活AKT/mTOR信號通路，引發(fā)腫瘤細胞的自噬，從而增強卵巢細胞對化療藥物順鉑的敏感性[35]。腫瘤壞死因子相關的凋亡誘導配體（tumor necrosis factorrelated apoptosis-inducing ligand，TRAIL）被認為是癌癥治療研究中最有希望的候選者之一，可以激活caspase誘導的細胞凋亡途徑，誘導多種癌細胞凋亡，而對正常細胞則無影響，然而多種癌癥細胞對TRAIL誘導的細胞凋亡存在抵抗，ICA可以顯著抑制細胞熒光抑制蛋白表達來增強腫瘤細胞對TRAIL誘導的細胞凋亡的敏感性[7]。同樣，ICA可通過促進ROS的產生、ERK的激活，進而提高死亡受體（DR）的表達，增強TRAIL誘導的結腸癌細胞的凋亡[36]。另外，ICA還可通過抑制PI3K活性，導致下游Akt磷酸化減少，進而抑制PI3K/Akt信號通路，通過影響caspase-9的表達來避免MDR[37]。

7 增強機體自身免疫力

惡性腫瘤的發(fā)生與發(fā)展和人體免疫功能密切相關，ICA可以改善人體免疫功能，增強CD4+和CD8+等T細胞免疫因子的活性，提高人體免疫力[2]。腫瘤的發(fā)展受腫瘤微環(huán)境（TME）中多種細胞和非細胞成分的調控，例如免疫細胞、細胞因子、趨化因子和相關信號通路等。實驗研究顯示，ICA可以提高血清溶血素水平，改善宮頸癌模型小鼠的體液免疫功能，同時還可以提高小鼠血清干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）、白細胞介素-2（interleukin-2，IL-2）和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）水平，降低IL-6、IL-8和IL-1β的水平，提高小鼠的免疫防御功能[6]。但另有研究結果與此稍有不同，有實驗發(fā)現ICA不僅可以降低CD25、IL-2、IL-4和IL-10，而且可以增強細胞免疫反應，推測其可能具有雙向調節(jié)免疫平衡的功能[38]。有研究表明，ICA可以調節(jié)淋巴細胞功能，如影響Th1/Th17或Th2的平衡[39]。在Ⅱ型膠原誘導性關節(jié)炎（CIA）模型中，經ICA治療后CD4+、IL-17+細胞比例降低和Th17細胞數量減少，血清IgG2a的水平也隨著關節(jié)炎評分的降低而降低[40]。Toll樣受體4（TLR4）是TLR的成員，是先天免疫的必要介質。研究顯示，經ICA刺激后，小鼠巨噬細胞TLR9表達水平升高，而在TLR9的下游信號通路中發(fā)揮重要作用的幾種分子，如IL-6和TNF-α，表達水平也會明顯上升[41]。有研究表明，ICA發(fā)揮抗腫瘤作用依賴于CD8 T細胞的存在，即以T細胞依賴性方式抑制腫瘤生長，當腫瘤模型小鼠體內CD8 T細胞水平降低時，ICA的有效性也會降低，腫瘤的生長速度也會加快[42]。

8 結語

綜上所述，ICA抗惡性腫瘤的機制主要包括抑制腫瘤細胞增殖、誘導腫瘤細胞分化、阻滯腫瘤細胞周期、誘導腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤細胞擴散、降低耐藥性、改善免疫功能等方面。目前的研究表明，ICA對惡性腫瘤的作用不拘于單一靶點與單一通路，而是涉及多個靶點與通路，靶點如MITF、TNF等，通路如NF-κB信號通路、PI3K/AKT和Raf1/ERK1/2信號通路等，同時還涉及氧化應激等一些生物過程，這與相關網絡藥理學結果所涉及的多靶點、多通路相合[43]，而這也從另一方面說明ICA抗惡性腫瘤的機制研究前景尚廣。小鼠實驗研究顯示，灌胃給藥的最大給藥量為28.8g/kg，相當于臨床成人日用量的253.19倍，提示淫羊藿苷口服毒性小，臨床劑量下用藥相對安全[44]。此外，雖然關于ICA抗腫瘤的研究眾多，但多數局限于細胞以及動物實驗，因此本文就目前研究情況進行總結與分析，以供今后臨床研究、藥品研發(fā)參考。