夏枯草及其有效成分抗甲狀腺癌作用機制的研究概述

高瑞雲,王寬宇,2

(1黑龍江中醫(yī)藥大學·黑龍江 哈爾濱 150040;2黑龍江中醫(yī)藥大學附屬第一醫(yī)院·黑龍江 哈爾濱 150040)

甲狀腺癌作為全球高發(fā)惡性腫瘤之一,已成為臨床多個學科共同研究的熱點,據統計,2020年我國新增甲狀腺癌患者22.1 萬例,占我國所有癌癥病例總數的4.80%,我國男性與女性甲狀腺癌患病率均顯著高于世界平均水平,其中以女性患者更為多見[1]。臨床根據組織學分型的不同將甲狀腺癌分為乳頭狀癌(PTC)、濾泡狀癌(FTC)、髓樣癌(MTC)、未分化癌(ATC),其中前兩種病理類型統稱為分化型甲狀腺癌(DTC)占全部甲狀腺癌的90%以上[2]。雖然大部分甲狀腺癌預后良好,但仍存在一定的復發(fā)率與轉移率。目前,外科手術治療仍是針對甲狀腺癌的主要根治手段,但患者會有一定的創(chuàng)傷應激反應及并發(fā)癥[3]。長期以來,中醫(yī)藥被廣泛用于甲狀腺癌的治療、延緩甲狀腺癌的復發(fā)與轉移及術后癥狀的改善等方面,是甲狀腺癌綜合治療方案中不可或缺的一部分。

夏枯草(Prunella vulgaris L)為唇形科植物夏枯草的干燥果穗,其味辛、苦,性寒,歸肝、膽經,具有清肝明目、消腫散結等功效[4]。《神農本草經》記載:“主寒熱、瘰疬、鼠瘺…散癭結氣,腳腫濕痹。”基于現代藥理學研究,夏枯草被證實具有抗炎、抗病毒、抗氧化、調節(jié)代謝、抗腫瘤等作用[5]。在抗腫瘤方面,夏枯草能多靶點、多途徑作用于甲狀腺癌[6]、乳腺癌[7]、胃癌[8]等。本文對夏枯草及其有效成分抗甲狀腺癌的作用機制進行概述,以期為進一步進行夏枯草有效成分治療甲狀腺癌的基礎研究及臨床藥物的研發(fā)提供相應的參考。

1 夏枯草有效活性成分

迄今為止,從夏枯草中提取出來的化合物主要包含三萜類、黃酮及苷類、甾醇類、香豆素及有機酸類等[9]。涂星強10]等通過網絡藥理學聯合分子對接技術研究發(fā)現,在夏枯草治療甲狀腺癌的多個有效化學成分中,degree值最高的前4 種化學成分依次為槲皮素、木犀草素、山柰酚、谷甾醇,可能是夏枯草抗甲狀腺癌的主要藥效成分。槲皮素作為黃酮類物質之一,有學者提出,用131I標記槲皮素,通過協同作用起到放療增敏作用,且顯著增加γ-H2AX的持續(xù)時間[11]。鐘燁[12]等研究發(fā)現,木犀草素可通過下調PI3K/AKT信號通路相關蛋白P-AKT的表達水平,從而有效地抑制甲狀腺癌TPC-1細胞的侵襲遷移能力。山柰酚可通過改變自噬相關蛋白表達,從而促進PTC細胞自噬性死亡[13]。谷甾醇可減少腫瘤生長、巨噬細胞募集及腫瘤血管生成等[14]。此外,熊果酸是夏枯草成分中常見的三萜類化合物,其可通過上調wnt/β-catenin信號通路中WIF-1、GSK3β、DKK等基因及蛋白而影響甲狀腺癌細胞的增殖與凋亡[15]。由此可見,夏枯草有效活性成分在抗甲狀腺癌方面具有可觀的效果,但因夏枯草有效成分和抗癌藥理作用機制復雜,且其活性成分研究多集中于黃酮類(槲皮素、山柰酚、木犀草素)及三萜類(熊果酸)物質,因此抗甲狀腺癌的有效成分、潛在靶點或信號調節(jié)途徑等仍需進一步深入研究。

2 夏枯草有效成分抗甲狀腺癌機制的研究

2.1 誘導腫瘤細胞凋亡 細胞凋亡是有核細胞在基因水平上受到內、外源性刺激時,經過一系列信號轉導途徑,由基因調控的一種程序性細胞死亡,其對組織發(fā)育形成和功能維持有著極其重要的作用[16]。當細胞凋亡調控發(fā)生紊亂時,機體內的多余細胞和受損傷細胞在體內的累積即可增加細胞癌變概率,因此,誘導細胞凋亡是目前治療癌癥的一個重要機制[17]。線粒體通路、死亡受體通路及內質網通路是細胞凋亡的主要通路,其中線粒體通路占主導地位。Bcl-2家族一類蛋白質,是線粒體凋亡途徑的主要調控者, 其中最具代表性的Bcl-2和BAX兩個基因作用分別是抑制細胞凋亡和促進細胞凋亡,二者的mRNA、蛋白表達水平的高低均影響細胞凋亡[18]。張樂樂[19]等通過應用免疫組化染色檢測夏枯草提取物處理后甲狀腺癌細胞株B-CPAP細胞Bcl-2蛋白表達情況,發(fā)現用夏枯草提取物處理后的Bcl-2蛋白的表達水平低于陰性對照組,同時細胞凋亡率明顯增高;說明夏枯草提取液可激活Bcl-2,對促進甲狀腺癌細胞株B-CPAP凋亡起到積極作用。半胱氨酸蛋白酶(caspase)家族可直接導致凋亡細胞解體,其中Caspase-9可以與線粒體通路末端凋亡相關蛋白相結合形成凋亡小體,進而激活凋亡的關鍵蛋白Caspase-3,使凋亡順利完成[20]。有學者發(fā)現通過不同劑量夏枯草溶液處理人甲狀腺乳頭狀癌細胞(K1)24 h,發(fā)現Caspase-9和Caspase-3原蛋白在夏枯草作用下表達水平減少,但活化的Caspase-3蛋白表達水平增加,由凋亡效應酶的激活的癌細胞凋亡程序被啟動[21]。綜上,夏枯草有效成分可通過增加線粒體內凋亡誘導因子(Bcl-2)釋放,從而激活位于級聯反應下游凋亡效應子(Caspase-3),最終促使甲狀腺癌細胞凋亡。

2.2 抑制腫瘤細胞增殖 不受調節(jié)而無限增殖是腫瘤細胞主要特征,因此抑制腫瘤細胞增殖是治療腫瘤的有效方式之一。蒙雯雯[22]等報道夏枯草粗提取液可顯著提高于甲狀腺癌SW579細胞增殖抑制率,鏡下可見大多數癌細胞胞質回縮,細胞間隙增大,呈現凋亡現象。向潤清等[23]通過流式細胞儀檢測分析發(fā)現,夏枯草提取物使人甲狀腺乳頭狀癌細胞(TPC-1)阻滯在S期,從而抑制其增殖。華杰等[24]觀察夏枯草中熊果酸(UA)對TPC-1細胞增殖的影響,結果顯示夏枯草中熊果酸對TPC-1細胞增殖具有抑制作用,并誘導其凋亡。另一研究發(fā)現夏枯草溶液在對K1細胞有明確抑制作用的濃度下,對人正常甲狀腺濾泡上皮細胞的生長無明顯影響[25]。由上可知,夏枯草對不同病理類型的人甲狀腺癌細胞均有不同程度的抑制增殖作用,且不對正常細胞造成損害,具有安全性。

2.3 抑制腫瘤細胞遷移和侵襲 癌細胞遷移和轉移是惡性腫瘤轉移擴散的重要過程,也是抗癌治療失敗的主要原因之一?；|細胞衍生因子-1(SDF-1)又稱趨化因子12(CXCL12),是一種新發(fā)現的趨化因子,而CXCR4與CXCR7是目前發(fā)現的CXCL12僅有的兩種受體,二者參與多種惡性腫瘤的增殖、遷移及侵襲[26]。CXCR4和CXCR7在甲狀腺癌中的表達率均顯著高于甲狀腺良性疾病,有研究表明,甲狀腺癌發(fā)生遠處轉移的機率與CXCR4和CXCR7陽性表達率成正相關[27]。曹憲姣[28]研究發(fā)現UA能降低癌相關成纖維細胞(CAFs)特性蛋白對CXCL12的分泌,同時UA作用后的CAFs培養(yǎng)液與PTC細胞共同培養(yǎng)后,CXCR4和CXCR7表達亦降低,證明夏枯草有效成分可通過抑制CAFs對CXCL12的分泌間接影響PTC細胞的增殖、遷移和侵襲能力。miRNA作為一種新型分子標志物,其在BRAF V600E突變中表現出很高的表達率,使腫瘤細胞侵襲性、遠處轉移和淋巴結轉移能力增高[29]。武紅園[30]研究表明夏枯草作用于BRAF V600E基因突變型B-CPAP細胞后,雖然夏枯草通過下調miRNA-146b-3p的表達水平對B-CPAP細胞增殖抑制作用較小,但可以明顯抑制B-CPAP細胞的遷移與侵襲能力。此外,夏枯草作用于沉默了BANCR的B-CPAP細胞后,可通過下調MMP2、MMP9表達水平抑制PTC細胞的增殖、遷移和侵襲等惡性行為[31]。上述說明夏枯草及其提取物可通過多種途徑抑制腫瘤細胞遷移和侵襲。

2.4 促進腫瘤細胞自噬 細胞自噬是一種真核細胞利用溶酶體降解胞內物質分解的自我降解過程,其與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關[32]。自噬在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮雙重作用:一方面自噬能抑制早期腫瘤發(fā)生,另一方面自噬可使細胞內成分過度降解而引起程序性死亡[33]。LC3是檢測自噬的主要標志物,Beclin-1是參與自噬的必要基因,其可以有效地抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展, 是一個重要的抑癌基因[34]。P62蛋白是自噬的降解底物,在形成細胞質蛋白包涵體的過程中具有重要作用[35]。黃海斌等[36]用夏枯草的有效成分海藻糖及山柰酚處理K1細胞后,使用Western Blot法測定K1細胞內自噬相關蛋白的表達情況,胞內LC3-II與Beclin-1蛋白表達增加,同時P62蛋白表達明顯下降,可見自噬體數量增加,提示夏枯草水提取物中的活性成分可以促進K1細胞自噬性死亡。另一研究發(fā)現,抑癌基因卷曲螺旋蛋白CCDC67在甲狀腺癌中表達缺失,而夏枯草提取物不僅能上調CCDC67基因表達,還能增強細胞的自噬能力,從而發(fā)揮抗腫瘤作用[37]。

2.5 其他

中藥已被證實對放療具有一定的增敏效果[38]。選擇性131I放療是治療DTC常用手段之一,治療后大部分DTC患者預后良好,但有少數患者對131I治療不敏感,腫瘤細胞的失分化被認為是導致此類患者病情進展的主要原因[39]。研究表明,由于腫瘤細胞的失分化,使患者的促甲狀腺激素受體和鈉碘同向轉運體(NIS)表達降低及功能異常,從而導致患者組織攝碘能力的下降,對放射性碘治療不敏感[40]。張王峰等[41]通過體外實驗發(fā)現夏枯草可以上調甲狀腺癌細胞株K1鈉/碘同向轉運體基因表達水平從而增強細胞的攝碘能力,因此,若能夠通過應用夏枯草的誘導分化作用,恢復或提高甲狀腺癌細胞攝碘能力,然后再結合放射性碘的聯合治療,則可能獲得滿意的臨床效果。

3 結語

本文通過對夏枯草及其有效成分治療甲狀腺癌的作用機制進行歸納,首先,通過線粒體途徑誘導腫瘤細胞凋亡;其次,對不同甲狀腺癌細胞發(fā)揮抑制增殖作用;此外,通過抑制CAFs、miRNA、MMP2等表達來抑制腫瘤細胞的遷移和侵襲。夏枯草有效成分除可通過上述方式發(fā)揮抗甲狀腺癌作用外,還能通過誘導腫瘤細胞自噬、增強甲狀腺癌細胞攝碘能力等機制達到抗甲狀腺癌的作用。盡管國內外對夏枯草及其有效成分在抗甲狀腺癌機制的研究不斷深入,但仍有不足:(1)夏枯草抗甲狀腺癌具體有效成分仍不是十分清楚,目前該領域的研究僅局限于三萜類與黃酮類。(2)對已知成分和信號通路的抗甲狀腺癌研究較少且研究對象多集中于體外實驗,尚需一定的體內動物模型實驗深入研究各有效成分抗甲狀腺癌分子作用機制。(3)夏枯草提取物具有一定增敏作用,嘗試探索與放化療藥物的協同增效機制值得深入研究。