黨參及其有效成分的抗腫瘤作用研究進展*

趙小強，汪麗娜，索 強，陳 暉，謝永強，張浩波，趙 靜

（甘肅中醫(yī)藥大學藥學院，甘肅 蘭州 730000）

黨參首載于《本草從新》，為桔?？浦参稂h參Codonopsis pilosula(Franch.) Nannf.、素花黨參Codonopsis pilosulaNannf.var.modesta（Nannf.）L.T.Shen或川黨參Codonopsis tangshenOliv的干燥根[1]。本品味甘，性平，歸脾、肺經(jīng)，具有補脾益肺、養(yǎng)血生津的功效。現(xiàn)代藥理學研究[2]表明，黨參具有抗炎、抗應(yīng)激、抗氧化、抗腫瘤、保肝等作用。惡性腫瘤，是一大類疾病的統(tǒng)稱。共同特征是體內(nèi)細胞喪失了正常調(diào)控，出現(xiàn)無節(jié)制的生長和異常分化，并發(fā)生局部組織浸潤和遠處移植。近年來，全球腫瘤患者持續(xù)增加，病死率逐年上升。根據(jù)預測，2070年所有癌癥的發(fā)病率將比2020年增加一倍，癌癥已成為當前威脅人類生命健康的最主要疾病之一[3]。目前，腫瘤主要的治療方法有放療、化療、手術(shù)治療3種，藥物有順鉑、草酸鉑、甲氨蝶呤等，但這些抗腫瘤藥物均有不同程度的毒副作用。它們在殺傷腫瘤細胞的同時，也會殺傷人體內(nèi)的正常細胞，有時會導致感染、出血、穿孔等并發(fā)癥，對機體有一定的損傷[4]。中醫(yī)藥在延緩腫瘤發(fā)展過程、提高機體免疫力、延長患者壽命、提高化療和放療敏感性等方面具有重要作用，可有效減輕患者痛苦，提高其生活質(zhì)量[5]。研究發(fā)現(xiàn)，黨參對肝癌[6]、胃癌[7]、肺癌[8]等多種惡性腫瘤都具有一定的抑制作用。

中藥化學成分復雜多樣，多途徑、多靶點是其發(fā)揮臨床療效的特點，其中能夠表達藥物臨床療效的化學成分總稱為中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)[9]。目前中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究方法有體外提取[10]、成分敲出/敲入方法[11]、血清藥物化學[12]、生物色譜法[13]、中藥譜效關(guān)聯(lián)方法[14]等，體外研究階段是研究中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機制的主要方法之一。研究[15-17]表明，黨參中的黨參多糖和黨參總皂苷為黨參發(fā)揮抗腫瘤作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。本文將從抗腫瘤的作用機制方面進行綜述，為黨參的進一步研究和應(yīng)用提供依據(jù)。

1 作用機制

1.1 抑制腫瘤細胞增殖 與正常細胞相比，癌細胞不受正常調(diào)控系統(tǒng)控制，細胞異常增殖是癌癥的一個顯著特征[18]，因而抑制腫瘤細胞增殖可作為腫瘤治療的一種方式。張駿等[19]采用噻唑藍（MTT）法檢測板橋黨參多糖對肝癌細胞HepG2細胞的細胞毒作用，并檢測了板橋黨參多糖對HepG2細胞的凋亡誘導作用。結(jié)果顯示，板橋黨參多糖可以抑制HepG2細胞的增殖并呈現(xiàn)濃度依賴性，24 h 抑制HepG2 細胞的IC50值為346.322 μg/mL，48 h IC50值為325.609 μg/mL。板橋黨參多糖的濃度為400 μg/mL時，對細胞誘導的凋亡率達到最大。研究[20]顯示，黨參總多糖中分離得到的兩種新黨參多糖（CPS-3和CPS-4）分別對BGC-823人胃腺癌細胞及Bel-7402人肝癌細胞的增殖有抑制作用。當CPS-3 和CPS-4 的濃度達到10 μmol/mL時，兩者對BGC-823人胃腺癌細胞和Bel-7402人肝癌細胞的抑制率分別為87.38%、81.13%，且兩者都具有劑量依賴關(guān)系。綜上，黨參多糖對肝癌細胞、乳腺癌細胞等腫瘤細胞均有抑制增殖的作用，可作為抗腫瘤治療的一個潛在藥物進行更深入的研究。

1.2 促進腫瘤細胞凋亡 凋亡是一種高度組織化的生理機制，涉及受損或異常細胞的破壞，通常被稱為程序性細胞死亡[21]。細胞收縮、細胞質(zhì)空泡化、染色質(zhì)凝聚以及細胞分解為凋亡小體等是凋亡的典型特征[22]。細胞凋亡的途徑主要有線粒體途徑和死亡受體途徑[23]。腫瘤的發(fā)展不僅與癌細胞的增殖速率有關(guān)，還與細胞的死亡速率有關(guān)。腫瘤細胞凋亡的減少會造成細胞增殖與凋亡平衡的失調(diào)，加快腫瘤的發(fā)展，因此，促進腫瘤細胞凋亡可以抑制腫瘤生長。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（cysteine aspartic protease，Caspase）在調(diào)控細胞凋亡方面起著重要作用，其中Caspase-8和Caspase-9分別是死亡受體途徑和線粒體途徑中的關(guān)鍵蛋白酶。體外研究[24]表明黨參總皂苷（TSC）能有效抑制人肝癌SMMC-7721細胞增殖，促使細胞凋亡；TSC能增強細胞中Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9的活性，上調(diào)p38MAPK、p53蛋白的表達，且這種作用與給藥質(zhì)量濃度成正相關(guān)。以上結(jié)果表明TSC可通過激活死亡受體途徑和線粒體途徑，促使SMMC-7721細胞凋亡，因此TSC有望成為治療肝癌的候選藥物。

在線粒體途徑中，B淋巴細胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）家族蛋白在細胞凋亡中起著至關(guān)重要的作用，可調(diào)控細胞死亡，包括凋亡、壞死和自噬。促凋亡蛋白B淋巴細胞瘤-2相關(guān)X蛋白（B-cell lymphoma-2 associated X protein，Bax）和抗凋亡蛋白Bcl-2是Bcl-2家族蛋白中凋亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[25-26]。研究[27]表明，由黨參中提取的鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和半乳糖醛酸組成的一種黨參果膠多糖（CPP1b）和果膠多糖的硒化衍生物（sCPP1b），于體外作用于人肺癌A549細胞后，可以改變細胞形態(tài)，抑制細胞遷移，誘導細胞凋亡，阻斷細胞周期。CPP1b和sCPP1b可通過上調(diào)Caspase-3和Bax蛋白的表達以及下調(diào)Bcl-2蛋白誘導A549細胞凋亡。綜上，黨參多糖和黨參總皂苷可活化Caspase和調(diào)節(jié)Bcl-2/Bax表達，通過內(nèi)源性或外源性途徑促進腫瘤細胞凋亡。

1.3 抑制腫瘤細胞轉(zhuǎn)移和侵襲 癌細胞轉(zhuǎn)移是一個多步驟的過程，包括癌細胞局部浸潤到鄰近組織、癌細胞跨上皮遷移到血管內(nèi)、外等過程[28]。腫瘤轉(zhuǎn)移是癌癥患者死亡的主要原因之一，受腫瘤細胞的內(nèi)在改變以及腫瘤微環(huán)境的影響[29]。XIN T等[30]從黨參中提取了一種由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖和半乳糖醛酸組成的酸性多糖，并研究了其對腫瘤細胞生長、侵襲和遷移的影響。Transwell、傷口愈合以及細胞黏附試驗表明，黨參多糖不僅能在體外以濃度依賴的方式抑制創(chuàng)傷誘導和FCS誘導的人卵巢上皮癌HO-8910細胞的侵襲和遷移潛能，減弱HO-8910細胞上的CD44表達，還能抑制腫瘤細胞的增殖。胡建燃等[31]通過體外研究發(fā)現(xiàn)潞黨參的多糖成分（LDP）能顯著抑制宮頸癌細胞SiHa遷移運動能力，而且細胞黏附試驗、鋪展試驗以及劃痕試驗表明，LDP能顯著抑制SiHa細胞的增殖，減弱SiHa細胞的黏附能力，延緩其鋪展過程。當LDP濃度為1 mg/mL時，其對SiHa細胞抑制率接為68.19%，其IC50值為0.68 mg/mL。以上結(jié)果顯示LDP能夠明顯抑制人宮頸癌細胞SiHa的黏附和鋪展，進而抑制其遷移運動能力。

1.4 干擾細胞周期 細胞周期（cell cycle）是指細胞從一次分裂完成開始到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的全過程，分為間期與分裂期（M期）2個階段。間期又分為三期，即DNA合成前期（G1期）、DNA合成期（S期）與DNA合成后期（G2期）[32]。細胞周期是一個受嚴密調(diào)控的事件，細胞周期的異常與腫瘤的發(fā)展密切相關(guān)，故阻滯細胞周期、抑制增殖也是抗腫瘤的方法之一。BAI R B等[33]研究發(fā)現(xiàn)，黨參中的兩種水溶性多糖（CPP1a、CPP1c）可通過調(diào)節(jié)人肝癌HepG2細胞周期，使細胞周期阻滯在G2/M期，從而影響細胞形態(tài)，抑制遷移和誘導HepG2細胞凋亡。其機制為通過上調(diào)Bax/Bcl-2的比例，增加線粒體膜的通透性，促進細胞色素C的釋放，并激活Caspase-3來誘導細胞凋亡。CPP1c比CPP1a具有更強的促凋亡作用，原因可能是CPP1c含有較高的糖醛酸含量。此外，黨參內(nèi)生菌胞外多糖（DSPS）作用于乳腺癌細胞BT549和MDA-MB-231后，可導致合成期（S期）細胞周期停滯。Transwell試驗和免疫熒光染色顯示，DSPS會顯著抑制癌細胞的遷移，導致紡錘體定向和定位缺陷；5 mg/mL的DSPS處理可導致S期細胞增加、G2/M細胞減少，增加凋亡細胞的百分比，表明DSPS可以抑制DNA復制過程[34]。上述研究表明，黨參多糖可以阻滯細胞周期，抑制腫瘤細胞的有絲分裂，從而發(fā)揮抗腫瘤的作用。

1.5 調(diào)節(jié)免疫 機體的免疫系統(tǒng)可通過多種途徑消除腫瘤細胞或抑制其增長，巨噬細胞、自然殺傷細胞等免疫細胞在人體內(nèi)發(fā)揮著保護人體健康的重要作用[35]。盡管機體內(nèi)具有一系列的免疫監(jiān)視機制，但仍難以阻止腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。腫瘤細胞會在周邊形成免疫抑制微環(huán)境等逃避免疫攻擊[36]。因此激活免疫反應(yīng)、促進細胞因子釋放，進而增強機體免疫功能，對腫瘤抑制具有重要意義。XU C等[37]在黨參中提取了一種黨參多糖（CPPW1），并研究了CPPW1和其側(cè)鏈（CPPW1B）在小鼠體內(nèi)外抗腫瘤和調(diào)節(jié)免疫能力方面的差異。結(jié)果表明，劑量分別為50 mg/kg和100 mg/kg的CPPW1和CPPW1B均顯示出優(yōu)于對照組的抗腫瘤效果，且呈劑量依賴性。此外CPPW1還可刺激脾細胞增殖，增強巨噬細胞吞噬作用；在誘導小鼠腹腔巨噬細胞NO生成方面，CPPW1比CPPW1B更有效。研究[38]發(fā)現(xiàn)，一種黨參粗多糖（CPCP）可以減少腫瘤組織中CD68+巨噬細胞的數(shù)量。CPCP純化得到的黨參多糖（dCPP）由甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖、木糖、半乳糖、葡萄糖組成，可以抑制白細胞介素-4（interleukin-4，IL-4）誘導的M2樣腫瘤相關(guān)巨噬細胞（tumour-associated macrophages，TAMs）的增殖，促進M1樣TAMs的增殖，增加IL-1 mRNA、IL-6 mRNA、誘導型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）mRNA和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）mRNA表達水平，促進M2樣TAMs向M1樣表型的復極，降低黑色素瘤小鼠的腫瘤體積。

細胞因子是由多種細胞產(chǎn)生的具有廣泛調(diào)節(jié)細胞功能作用的多肽分子，其在調(diào)節(jié)腫瘤和免疫系統(tǒng)之間的細胞反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用[39]。研究[40]表明，紋黨參多糖（WCPP）和白條黨參多糖（BTCPP）均能增加荷瘤小鼠血清中IL-2、IL-1β、IL-6、TNF-α和γ-干擾素（interferon，INF-γ）的含量，降低血清中IL-4的水平，增強荷瘤小鼠NK細胞活度及淋巴細胞增殖能力，對小鼠移植性腫瘤具有明顯的抑制作用。此外，在影響荷瘤小鼠血清IL-2、IL-4、NK細胞活度、淋巴細胞增殖刺激指數(shù)方面，WCPP的效果明顯優(yōu)于BTCPP。因此，黨參多糖可增強巨噬細胞吞噬，促進M2型TAMs極化為M1型，調(diào)節(jié)免疫因子水平，改善免疫抑制的腫瘤微環(huán)境，增強免疫，進而抑制腫瘤。

1.6 調(diào)控非編碼RNA 非編碼RNA（ncRNA）是指不編碼蛋白質(zhì)的RNA，對多種癌癥的發(fā)展過程都有影響。ncRNA在癌癥靶向治療方面具有很大的潛力，可用于癌癥的診斷[41]。miRNA是一類由內(nèi)源基因編碼的長度約為22個核苷酸的非編碼單鏈RNA分子，可通過參與腫瘤的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移發(fā)揮抗腫瘤作用[42]。研究[17]表明，黨參總皂苷（TSC）可升高乳腺癌細胞MCF-7中miR-142-3p表達量，降低MARCH7蛋白表達量，從而降低乳腺癌細胞增殖能力，促進細胞凋亡。miR-142-3p可靶向負調(diào)控MARCH7的表達，表明TSC可通過miR-142-3p/MARCH7軸影響乳腺癌細胞MCF-7的增殖和凋亡。

長鏈非編碼RNA（lncRNA）是長度大于200個核苷酸的非編碼RNA，是表觀基因組調(diào)控的主要參與者。lncRNA通過腫瘤抑制因子和癌基因的功能在腫瘤的發(fā)展和進展中發(fā)揮重要作用[43]。研究[44]表明，黨參多糖可下調(diào)乳腺癌細胞中l(wèi)ncRNA CCHE1的表達水平，抑制乳腺癌細胞增殖，促進細胞凋亡和cleaved-Caspase-3蛋白表達，并且上調(diào)CCHE1可逆轉(zhuǎn)黨參多糖對乳腺癌細胞MCF-7增殖、凋亡及cleaved-Caspase-3蛋白表達的影響。這表明CPP對乳腺癌的抑制作用可能與其下調(diào)CCHE1表達有關(guān)?？傊?，黨參多糖和黨參總皂苷不僅可通過調(diào)控lncRNA，參與腫瘤的發(fā)展，還可作為腫瘤抑制因子等發(fā)揮抗腫瘤的作用。

1.7 調(diào)控信號通路

1.7.1 磷脂酰肌-3-羥激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）通路 蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）是PI3K信號傳導的下游效應(yīng)器，可參與調(diào)節(jié)細胞生長和細胞代謝等環(huán)節(jié)[45]。PI3K/AKT為細胞中一條經(jīng)典的信號通路，是一條與磷脂酰肌醇有關(guān)的信號通路。此通路的異常激活與腫瘤的發(fā)生、腫瘤細胞增殖、腫瘤細胞凋亡、免疫微環(huán)境和腫瘤細胞的耐藥性等密切相關(guān)[46]。PI3K信號通路的增強被認為是癌癥的標志[47]，因此抑制PI3K/AKT信號通路能夠起到抗癌的作用。劉云鶴等[48]通過體外研究發(fā)現(xiàn)黨參多糖能夠促進人肝癌HepG2細胞凋亡，抑制細胞增殖、遷移和侵襲能力。黨參多糖能促進細胞上皮標志蛋白E-鈣黏蛋白（E-cadherin）表達，抑制間質(zhì)標志蛋白N-鈣黏蛋白（N-cadherin）和波形蛋白（Vimentin）表達。此外，黨參多糖能抑制PI3K/AKT信號通路相關(guān)蛋白p-PI3K和p-AKT/AKT的表達，且這種調(diào)節(jié)與黨參多糖的濃度相關(guān)。這些結(jié)果表明黨參多糖能通過抑制PI3K/AKT信號通路從而抑制人肝癌HepG2細胞的生長和運動能力。

1.7.2 miR-361-5p/TLR4/NF-κB信號通路 核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）是一種蛋白質(zhì)復合物，幾乎存在于各種類型的細胞中，可通過參與細胞的免疫、炎癥反應(yīng)等過程在腫瘤的發(fā)展中發(fā)揮作用[49]。Toll樣受體（toll-like receptor，TLR）是一種模式識別受體。TLR4是第一個在人類中發(fā)現(xiàn)的toll蛋白同源物，其可通過激活NF-κB轉(zhuǎn)錄因子及其他促癌途徑在多種癌細胞中發(fā)揮作用[50-51]。體外研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)10、20、40 μmol/L黨參多糖處理胃癌AGS細胞后，AGS細胞活力顯著降低，細胞凋亡率增加，細胞中miR-361-5p相對水平顯著升高，促炎因子TNF-α、IL-6、IL-1β的分泌受到抑制，并且40 μmol/L黨參多糖明顯降低細胞中TLR4、p-p65和p-IκBα蛋白表達水平。此外過表達miR-361-5p可增強黨參多糖對TLR4/NF-κB通路的抑制，抑制miR-361-5p表達可逆轉(zhuǎn)黨參多糖對TLR4/NF-κB通路的影響。這表明調(diào)控miR-361-5p/TLR4/NF-κB通路可能是黨參多糖抑制胃癌AGS細胞增殖、誘導細胞凋亡、抑制促炎因子分泌的重要機制[52]。

1.7.3 β-連環(huán)蛋白/轉(zhuǎn)錄因子4（β-Catenin/TCF4）信號通路 轉(zhuǎn)錄因子4（transcription factor 4，TCF-4）是Wnt信號的關(guān)鍵下游效應(yīng)器，具有雙向調(diào)節(jié)功能，能夠和β-Catenin結(jié)合促進下游靶基因的轉(zhuǎn)錄[53]。ZHANG Y Y等[54]研究表明，黨參多糖能以劑量相關(guān)的方式抑制肝癌HepG2細胞增殖、遷移和侵襲能力，延緩上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）在HepG2中的發(fā)生，抑制β-連環(huán)蛋白、TCF4和下游C-Myc蛋白在細胞中的表達。其潛在機制可能與抑制β-Catenin/TCF4信號通路有關(guān)。

綜上所述，黨參多糖和黨參總皂苷抗腫瘤機制涉及PI3K/AKT 信號通路、miR-361-5p/TLR4/NF-κB 信號通路、β-Catenin/TCF4信號通路，可通過抑制細胞增殖、侵襲和遷移能力，促進腫瘤細胞凋亡等方式，抑制腫瘤。黨參有效成分抗腫瘤相關(guān)作用機制見表1、圖1。

表1 黨參及其有效成分抗腫瘤作用機制

圖1 黨參及其有效成分抗腫瘤作用機制

2 總結(jié)與展望

近年來，我國腫瘤患者人數(shù)不斷增加，惡性腫瘤已經(jīng)成為威脅我國人民健康的最主要疾病之一。傳統(tǒng)療法在長期治療后在癌癥晚期會出現(xiàn)復發(fā)和耐藥性，并且還會不同程度地損傷機體。靶向治療和免疫治療這兩大類新型抗腫瘤療法已成為目前多種癌癥的主流治療方案，但這兩種方法在殺傷癌細胞的同時會殺傷正常細胞。中醫(yī)藥在抗腫瘤方面具有毒副作用小、安全有效等特點。黨參中的黨參多糖和黨參總皂苷對肝癌和胃癌等多種癌癥都有效果，可通過抑制腫瘤細胞增殖、促進腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤細胞轉(zhuǎn)移和侵襲、干擾細胞周期、調(diào)節(jié)免疫以及調(diào)控與癌癥有關(guān)的信號通路等途徑發(fā)揮抗腫瘤作用。

黨參為我國臨床常用大宗藥材，其含有的黨參多糖和黨參總皂苷可通過多種途徑發(fā)揮抗腫瘤的作用。目前，關(guān)于黨參抗腫瘤藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的研究較少，故今后的研究可結(jié)合現(xiàn)代先進的科學技術(shù)，采用血清藥物化學、分子生物色譜技術(shù)、中藥譜效關(guān)聯(lián)方法、成分敲出/敲入方法和網(wǎng)絡(luò)藥理學等方法，開展黨參抗腫瘤藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的研究，以期快速闡釋黨參抗腫瘤的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。這將有助于研究黨參功效成分與藥理作用之間的關(guān)系，為今后黨參質(zhì)量控制以及開發(fā)利用提供依據(jù)。此外，黨參有效成分抗腫瘤的機制尚未完全明確，且對腫瘤及與腫瘤相關(guān)的靶點研究較少。因此，后續(xù)研究可從其他相關(guān)抗腫瘤靶點方面進行研究，明確其抗腫瘤作用機制，為腫瘤的治療提供新的方法。