石斛生物堿抗腫瘤活性的研究進(jìn)展

張藝 綜述 馮紅超，，閆明 審校

1.遵義醫(yī)科大學(xué)，貴州 遵義 563000；

2.貴陽市口腔醫(yī)院口腔頜面外科，貴州 貴陽 550000

腫瘤是目前人類最主要的死亡原因之一，對人類的健康造成嚴(yán)重的威脅。近年來，人類腫瘤的發(fā)病率及死亡率大幅上升，從國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(ⅠARC)發(fā)布的2020年癌癥統(tǒng)計報告中，預(yù)計在未來20年里，全球?qū)略鲂掳l(fā)癌癥患者2 840萬例，因此，全球癌癥防治形式十分嚴(yán)峻[1-2]。目前，腫瘤的治療方式多種多樣，主要包括手術(shù)、放射治療以及化學(xué)療法等，隨著醫(yī)療科技發(fā)展、醫(yī)療水平的進(jìn)步，腫瘤的治療也在不斷進(jìn)步，治療效果也較為肯定，盡管治療方式和技術(shù)有了極大的提高，治療所帶來的副作用嚴(yán)重影響了患者術(shù)后的生活質(zhì)量[3-4]。其中，手術(shù)治療主要適用于根治原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，能夠切除病灶組織從而延長患者的生命，但因治療所帶來的功能損傷、美觀喪失嚴(yán)重影響了患者的身心健康[5]；放療是治療惡性腫瘤的一種常見手段，通過縮小瘤體的面積，減少手術(shù)過程中癌細(xì)胞種植和轉(zhuǎn)移的概率，然而放療所帶來的副作用例如放射性骨壞死等全身不良反應(yīng)給患者造成巨大傷害[6]；化療能夠降低腫瘤的轉(zhuǎn)移率，通常用于癌癥晚期的患者，也會引起相應(yīng)的副作用包括骨髓抑制、消化道刺激反應(yīng)等[7]。中藥具有毒副作用低、不容易產(chǎn)生耐藥性等特點，因此成為諸多學(xué)者研究的一個重要方向。中藥抗腫瘤的研究在近年來展示出廣闊的前景[8]。

石斛作為一種蘭科植物，種類繁多，蘊含的化學(xué)成分包括生物堿、黃酮類、苷類、多糖、香豆素、菲類等化合物，主要生長于高海拔樹干以及巖石上，生長在半蔭環(huán)境，在歐洲、亞洲較為常見[9]。在我國，石斛的品種有78 種，主要分布于我國亞熱帶地區(qū)如貴州、云南、廣西、海南等地區(qū)。石斛作為藥食同源已歷史悠久，首次記載于我國中醫(yī)名著《神農(nóng)本草經(jīng)》，而后多本名著對其相繼記載，《名醫(yī)別錄》、《藥性論》等訴其“清胃火，滋陰生津，養(yǎng)胃益肝”[10]。近年來，我國中藥研究人員對石斛關(guān)注度提高，石斛藥用價值得到重視，尤其是在腫瘤預(yù)防治療中的作用，對研究人員有極大吸引力。本文針對石斛生物堿藥理活性以及抑制腫瘤作用機(jī)制展開綜述，讓人們對石斛生物堿有正確的認(rèn)識。

1 石斛生物堿的來源

石斛生物堿是石斛中主要的藥效成分之一，首次發(fā)現(xiàn)于日本學(xué)者在1932 年提取分析石斛提取液中獲得[11]，1935 年我國科學(xué)家陳克恢分離提取金釵石斛而獲得石斛生物堿，發(fā)現(xiàn)金釵石斛成分占比為0.52%[12]，隨后大量關(guān)于石斛生物堿研究理論發(fā)表?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，石斛種類豐富，包括金釵石斛、鐵皮石斛等，石斛中含有的生物堿成分約有52 種不同類型，其中金釵石斛的生物堿含量最高，且種類最多[13]。陳星月等[14]研究表明，常見的石斛生物堿有7種類型，分為束花石斛、黃喉石斛、鉻黃石斛、棒節(jié)石斛、金釵石斛、玫瑰石斛、報春石斛等。

2 石斛生物堿的結(jié)構(gòu)

內(nèi)酯環(huán)的picrotoxane型倍半萜氮picrotoxane倍半萜的2位和11位構(gòu)成了石斛生物堿的基本分子結(jié)構(gòu)，石斛生物堿的結(jié)構(gòu)特點是含有氮吡咯環(huán)與倍半萜部分組成緊密的四環(huán)體系，具體見結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 石斛屬生物堿的結(jié)構(gòu)圖Figure 1 Structure of Dendrobium alkaloids

3 石斛生物堿的提取過程

隨著提取工藝技術(shù)的發(fā)展，石斛生物堿的提取方法不斷改進(jìn)，傳統(tǒng)的方法是通過有機(jī)溶劑浸提法從石斛植物中將其生物堿活性成分提取出來，為了提高生物堿提取的純度，劉紅等[15]通過超聲波技術(shù)對石斛生物堿的提取加以輔助，其研究表明當(dāng)超聲波工作功率為200 W時，生物堿的得率顯著提高，并且可縮短提取時間；敖嬌等[16]為優(yōu)化石斛生物堿的提取工藝，采用傳統(tǒng)提取方法聯(lián)合酶提工藝技術(shù)，縮短了提取時間，且提高了生物堿成分含量；黃小燕等[17]通過正交實驗法從石斛中提取生物堿，其研究表明，提取工藝中乙醇的濃度顯著影響生物堿的提取率，并得出最佳的提取條件為1g的金釵石斛，乙醇濃度為75%在80℃下，生物堿的提取率最高。因此，石斛生物堿的提取工藝不斷優(yōu)化，其藥效的研究也引起了當(dāng)今學(xué)者們的廣泛關(guān)注。

4 石斛生物堿藥理活性的作用

《神農(nóng)本草經(jīng)》中道：“石斛。味苷，平，主傷中，除痹，下氣，補(bǔ)五臟虛勞贏瘦，強(qiáng)陰，久服厚腸胃，輕身延年”[10]，現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，石斛具有抗氧化、改善記憶功能減退、降血糖、緩解焦慮、幫助腸道大腸桿菌代謝等功能[18]。Huang 等[19]研究表明，石斛生物堿能夠改善肝脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)，增強(qiáng)?；撬峤Y(jié)合的膽汁酸，有助于膽固醇的排泄，從而降低與膽固醇的吸收；Xiong等[18]通過建立阿爾茨海默病(CUS)動物模型進(jìn)行實驗研究，發(fā)現(xiàn)石斛生物堿能夠減輕CUS引起的大鼠焦慮或抑郁樣行為和神經(jīng)元損傷，表明其具有緩解焦慮的作用；Hu等[20]通過動物實驗研究表明，石斛生物堿對于小鼠急性肺損傷具有顯著的保護(hù)作用；Li 等[21]通過脂多糖誘導(dǎo)大鼠記憶障礙建立模型進(jìn)行基礎(chǔ)實驗研究，得出石斛生物堿具有改善神經(jīng)行為的表現(xiàn)，能夠顯著改善脂多糖引起的腦損傷，緩解記憶力減退；何燕等[22]研究表明，石斛生物堿能夠有效改善阻塞型睡眠呼吸暫停低通氣綜合征引起的大鼠記憶能力衰退和認(rèn)知能力的減弱。除此之外，大量文獻(xiàn)報道石斛生物堿對于腫瘤細(xì)胞具有一定的抑增殖、促凋亡并調(diào)控細(xì)胞周期等作用，其在腫瘤的治療方面具有一定的研究成果。

5 石斛生物堿抗腫瘤作用的研究

5.1 增強(qiáng)免疫力 人體免疫系統(tǒng)是人體的天然防御系統(tǒng)，是機(jī)體不受外界侵?jǐn)_的重要保障，同時可以抵御病毒感染，對癌癥存有良好防御作用，可以讓宿主不受病毒誘導(dǎo)產(chǎn)生病毒感染。同時還可以起到病原體清除作用，可以快速消炎，為機(jī)體創(chuàng)造保護(hù)條件，預(yù)防腫瘤發(fā)生；機(jī)體消除腫瘤細(xì)胞是通過腫瘤特異抗原或是細(xì)胞表達(dá)識別。李健等[23]發(fā)現(xiàn)疊鞘石斛生物堿成分對于機(jī)體抗氧化能力有提升作用，可進(jìn)一步提高機(jī)體免疫力，抑制腫瘤。Zhao 等[24]研究表明，石斛生物堿可以調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力。周麗群等[25]研究表明，鐵皮石斛生物堿在直腸癌小鼠腫瘤微環(huán)境實驗中，能夠增強(qiáng)T細(xì)胞CTLs的代謝效率，降低CTLs中線粒細(xì)胞損失，恢復(fù)腸道屏障功能，提升腸道免疫力，抑制直腸癌疾病的發(fā)展。綜上，石斛生物堿對免疫功能有調(diào)節(jié)作用，可以提高機(jī)體抵抗腫瘤細(xì)胞的能力。

5.2 對腫瘤細(xì)胞抑增殖、促凋亡作用 細(xì)胞的增殖與凋亡與腫瘤的發(fā)展密切相關(guān)，腫瘤細(xì)胞的增殖得到抑制，宿主便可以減少癌細(xì)胞侵害，而腫瘤治療最為困難的部分是惡性腫瘤具有抗凋亡能力，腫瘤細(xì)胞凋亡敏感性研究成為臨床腫瘤治療的重要研究課題。李賀月等[26]研究表明鐵皮石斛生物堿能夠抑制HepG2、宮頸癌細(xì)胞增殖，而且對HeLa 表現(xiàn)出比較強(qiáng)的活性，且鐵皮石斛生物堿能夠顯著抑制人鼻咽癌細(xì)胞的增殖。Wang等[27]通過體外實驗研究表明，鐵皮石斛生物堿控制細(xì)胞增殖是通過維護(hù)細(xì)胞的周期來實現(xiàn)，降低細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶的表達(dá)量，從而抑制蛋白依賴性激酶的表達(dá)，達(dá)到抑制癌細(xì)胞增殖的作用。張雪琴等[28]對疊鞘石斛生物堿成分的研究發(fā)現(xiàn)，石斛生物堿對癌細(xì)胞內(nèi)蛋白物質(zhì)的代謝過程進(jìn)行干擾，導(dǎo)致癌細(xì)胞出現(xiàn)自我修復(fù)機(jī)制異常現(xiàn)象，癌細(xì)胞黏附和增殖能力會受到損傷，對肺癌細(xì)胞A549 起到抑制增殖作用。李成等[29]通過乙醇提取方式，從金釵石斛中提取生物堿，進(jìn)行細(xì)胞實驗，實驗結(jié)果表明金釵石斛生物堿對腫瘤細(xì)胞有明顯的抑制作用。張一新等[30]研究發(fā)現(xiàn)金釵石斛水溶性和脂溶性生物堿可以抑制腸癌Cao-2細(xì)胞增殖作用。Rampogu等[31]研究表明金釵石斛生物堿，對腫瘤細(xì)胞可以起到抑制作用，實現(xiàn)誘導(dǎo)乳腺癌腫瘤細(xì)胞凋亡的作用。奚航獻(xiàn)等[32]通過對鐵皮石斛化學(xué)成分的預(yù)測及分析，以CCK-8檢測方式驗證石斛生物堿可以有效抑制A549、Hepg2、Mnk45細(xì)胞發(fā)生體外增殖現(xiàn)象，得出金釵石斛生物堿可以有效抑制腫瘤細(xì)胞發(fā)生增殖轉(zhuǎn)移。蔡琳等[33]研究提出采取鐵皮石斛生物堿對結(jié)腸患者進(jìn)行治療，HT-29 細(xì)胞的活動得到明顯降低。Luo 等[34]研究表明，石斛生物堿通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，增加了血清中ⅠL-17 的水平，對小鼠小細(xì)胞性肺癌具有顯著抑制作用，且與順鉑在體內(nèi)表現(xiàn)出協(xié)同抗腫瘤作用。

5.3 對腫瘤細(xì)胞周期的調(diào)控作用 細(xì)胞周期可分為兩個階段，一個階段是G1-S，另一個周期是G2-M，通常細(xì)胞在這兩個周期內(nèi)會表現(xiàn)出復(fù)雜活躍的分子水平變化，外界環(huán)境干擾會對其造成影響。Li 等[35]研究表明，腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞之間的相互作用影響著腫瘤的微環(huán)境，癌細(xì)胞中增強(qiáng)的細(xì)胞周期活性抑制了抗腫瘤免疫力。Guo 等[36]研究表明，石斛生物堿能夠有效抑制原發(fā)性肝癌細(xì)胞的活力和增殖，并誘導(dǎo)細(xì)胞周期和凋亡相關(guān)蛋白的異常表達(dá)。羅學(xué)鋒[37]通過不同品種石斛質(zhì)構(gòu)與活性成分評價及其關(guān)聯(lián)性的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)莖石斛生物堿對G2/M期的腫瘤細(xì)胞具有顯著的誘導(dǎo)作用，可以阻滯和調(diào)控乳腺癌細(xì)胞生存能力。李賀月等[26]研究表明，石斛生物堿對宮頸癌Hela細(xì)胞周期進(jìn)行干擾，推遲細(xì)胞在S期內(nèi)的表達(dá)，對Hela細(xì)胞起到誘導(dǎo)凋亡作用，Kim等[38]研究發(fā)現(xiàn)，石斛生物堿在非細(xì)胞毒性濃度下在體外和體內(nèi)對非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)細(xì)胞中γ-輻射誘導(dǎo)的侵襲和轉(zhuǎn)移發(fā)揮抑制作用，因此其可以作為一種治療增強(qiáng)劑，克服放療對NSCLC患者的惡性影響。

5.4 對腫瘤細(xì)胞信號通路表達(dá)的抑制作用 信號通路參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、凋亡以及免疫調(diào)節(jié)等許多重要的生物學(xué)過程，在腫瘤細(xì)胞的生存和發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，通過抑制信息通路的表達(dá)，能夠有效改善機(jī)體免疫力、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡、抑制腫瘤細(xì)胞增殖和遷移。羅學(xué)鋒等[37]研究表明，鐵皮石斛生物堿可以對NF-κB和ERK1/2信號通路進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖；龐晨等[39]通過對鐵皮石斛作用于上皮源性惡性腫瘤的研究發(fā)現(xiàn)，石斛提取物生物堿可以抑制Akt 激酶活性、阻擋JAK/STAT3 信號通路表達(dá)、能夠有效阻滯TGF-B31信號通路和Wnt信號通路的表達(dá)，對于抑制HepG2 肝癌細(xì)胞增殖有顯著效果。賀凱等[40]通過研究金釵石斛破壁粉作用域裸鼠人肝癌細(xì)胞HepG2 移植瘤的實驗結(jié)果表明，將從鐵皮石斛葉中提取得來的生物堿作為靶向藥，調(diào)節(jié)TGF-β/Smad 和PⅠ3K/Akt/mTOR 信號通路，鐵皮石斛生物堿能夠抑制Bel-7402肝癌細(xì)胞遷移，降低肝癌細(xì)胞入侵水平。陸方舟等[41]研究表明鐵皮石斛生物堿可以抑制腫瘤細(xì)胞表達(dá)通信，起到阻止細(xì)胞表達(dá)的作用。因此，石斛生物堿對于惡性腫瘤細(xì)胞表達(dá)起到阻止作用，可以在腫瘤治療中應(yīng)用。

6 結(jié)語

現(xiàn)如今，人類生存環(huán)境不斷變化和人們生活節(jié)奏逐漸加快，全球腫瘤爆發(fā)率逐漸提升，據(jù)研究顯示，在我國平均一天大概有1 萬人確診癌癥，現(xiàn)階段癌癥治療主要依靠手術(shù)結(jié)合放、化療的治療方式，雖然能延長患者的生命周期，但對患者身體造成較大的損傷。所以，近年來傳統(tǒng)中醫(yī)治療方式成為腫瘤治療研究的熱點，得到醫(yī)學(xué)研究者的廣泛關(guān)注。石斛作為藥用價值極高的中草藥，得到我國腫瘤治療研究者重視，并在過去幾年取得一定的研究成果。石斛作為藥材來源廣泛，具有豐富的活性成分，隨著科技不斷發(fā)展，炮制石斛的工藝也在不斷進(jìn)步，其藥理活性研究不斷深入，生物堿是其有效的藥用成分之一，值得深入研究，石斛生物堿抗腫瘤的活性價值將得到更好的開發(fā)。