彭曉莉 綜述，余小平 審校

（成都醫(yī)學院公共衛(wèi)生系，四川 成都 610083）

花青素（anthocyanidins）廣泛分布在植物中，屬于黃酮類化合物，是各種蔬菜和水果呈現(xiàn)藍色、紫色、紅色和橙色的天然水溶性色素。自然條件下游離狀態(tài)的花青素較少，主要與單糖結(jié)合形成花色苷（anthoyanins）。近年來，研究發(fā)現(xiàn)花青素對乳腺癌具有一定的防治作用，體內(nèi)外試驗顯示花青素能降低乳腺癌細胞的增殖能力以及抑制腫瘤形成，降低實驗動物對致癌物的易感性［1］、阻斷乳腺癌致癌物－DNA加合物的形成［2］、下調(diào)人乳腺癌細胞中雌激素受體水平［3］、抑制乳腺癌細胞侵襲能力［4，5］，促進乳腺癌細胞凋亡［6］。

1 花青素的結(jié)構(gòu)及分布

花青素基本結(jié)構(gòu)為3，5，7－三羥基－2－苯基苯并吡喃（圖1）。文獻報道的花青素種類已超過500種，常見的花青素有6種（表1）：矢車菊素（cyanidin）、芍 藥 色 素 （peonidin）、天 竺 葵 素（pelargonidin）、牽?；ㄉ兀╬etunidin）、飛燕草色素（delphinidin）和錦葵色素（malvidin）。自然狀態(tài)下，花青素不穩(wěn)定，往往以糖苷鍵形式與葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖等單糖形成花色苷。

花青素廣泛存在于植物中，含花青素較高的植物有紫甘藍、紫甘薯、酸果蔓、紅莓、草莓、葡萄（葡萄皮、葡萄籽）、紅醋栗、黑醋栗、櫻桃、蔓越莓、藍莓（越橘）、桑椹、茄子皮、山楂皮、接骨木紅、黑加侖、紫胡蘿和紅甘藍等呈現(xiàn)紅色、紫色、紫紅色或藍色的蔬菜、水果以及漿果。膳食中花青素的主要來源是紅色水果和蔬菜，如紅莓、葡萄、紅甘藍等，人均花青素攝入量約3～215mg／d［7－10］。

表1 食品中常見的花青素Tab.1 The familiar anthocyanidins of food

2 花青素對乳腺癌的防治作用

2.1 花青素促進乳腺癌細胞凋亡

介導細胞凋亡的信號途徑主要有胞外信號激活的死亡受體途徑（death receptor pathway）和胞內(nèi)信號激活的線粒體途徑（mitochondrial pathway），線粒體內(nèi)含有多種啟動細胞凋亡的凋亡蛋白酶caspases［11］。Hui等［12］以乳腺癌細胞為對象，研究發(fā)現(xiàn)黑米花青素能促進多聚ADP核糖聚合酶（poly ADP－ribose polymerase，PARP）裂解，誘導線粒體膜電位去極化，促進線粒體內(nèi)的細胞色素C進入細胞質(zhì)，進而級聯(lián)激活位于細胞質(zhì)中的Caspases家族，誘導細胞凋亡。Afaq等［13］用蔬菜水果中的飛燕草素作用于乳腺癌AU－565細胞，發(fā)現(xiàn)PARP蛋白斷裂，激活Caspase－3，下調(diào)B細胞淋巴瘤因子表達，誘導細胞凋亡。紅酒中富含的花青素能使乳腺癌MCF－7細胞形態(tài)發(fā)生變化，而對正常乳腺上皮HMEC細胞和永生化的 MCF－10A細胞的生長無影響，紅酒花青素可能通過抑制鈣及鈣調(diào)蛋白對磷酸二酯酶的激活，干擾鈣的第二信使作用，促進乳腺癌細胞凋亡［14］。Liya等［15］也發(fā)現(xiàn)玫瑰果花青素對乳腺癌 MCF－7aro細胞和 MDA－MB－231細胞有促凋亡作用，對正常乳腺MCF－10A細胞生長無明顯影響。但有關花青素的這種腫瘤細胞選擇性作用的機制研究未見文獻報道。

核因子κB（nuclear factor－κB，NF－κB）能通過轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)多種凋亡基因及信號通路而抑制細胞凋亡。將富含花青素的多種果實提取液作用于不同的腫瘤細胞株，發(fā)現(xiàn)藍莓汁能抑制TNF誘導的NF－κB表達［16］。Syed等［17］用飛燕草素作用于 MCF－10A 細胞，再暴露于內(nèi)源性肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF），發(fā)現(xiàn) HCG介導的 NF－κB活性受到抑制，飛燕草素通過抑制IKKα／β和IκBα的磷酸化，進而抑制 NF－κB／p65的活性，同時還抑制HAG介導的PKCα膜轉(zhuǎn)運以及降低STAT3磷酸化。

2.2 花青素抑制乳腺癌細胞增殖

Boivin等［16］發(fā)現(xiàn)越橘花青素能下調(diào)腫瘤細胞周期蛋白Dl、D2和細胞周期依賴激酶4（cell dependent kinase 4，CDK4）、CDK6的表達，阻止細胞從G1期進入S期，對細胞周期進程具有阻遏作用。Nguyen等［18］發(fā)現(xiàn)越橘花青素以濃度依賴方式誘導人乳腺癌細胞株 MCF－7凋亡，誘導50%腫瘤細胞凋亡的濃度為0.3～0.4mg／ml，且在該濃度范圍內(nèi)，越橘花青素抑制腫瘤細胞周期方面沒有選擇性。但花青素的作用濃度達到0.5～0.9mg／ml時，能改變G（2）／M期細胞數(shù)量，原因可能是花青素促進了胞內(nèi)微管破壞，阻礙點狀微管蛋白的聚合。

2.3 花青素抑制乳腺癌的轉(zhuǎn)移和侵襲

表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）和c－erbB2在大多數(shù)乳腺癌細胞的胞膜上呈高表達。EGFR是原癌基因cerbB1的表達產(chǎn)物，通過與配體結(jié)合后激活下游的增殖信號通路，在乳腺癌細胞中EGFR過度表達促進乳腺癌細胞轉(zhuǎn)移和侵襲。EGFR信號通路有3條：①ras／raf／MAPK 通 路；② PI3K／PDK1／AKT（PKB）通路；③JAK／STAT通路。在乳腺癌細胞侵襲轉(zhuǎn)移過程中，這些信號轉(zhuǎn)導通路啟動細胞外基質(zhì)的降解，在腫瘤細胞侵襲轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用［19］。已有研究發(fā)現(xiàn)，矢車菊素、飛燕草色素、錦葵色素等花青素和花色苷對EGFR信號的3條通路均有不同程度的抑制作用［20］。飛燕草素能抑制人EGFR陽性乳腺癌AU－565細胞內(nèi)EGF誘導的EGFR表達，抑制MAPK自磷酸化和PI3K激活，降低腫瘤細胞侵襲能力［13］。在ErbB2過表達的乳腺癌 MDAMB－453細胞內(nèi)，矢車菊素－3－葡萄糖苷能阻礙乙醇誘導的ErbB2／cSrc／FAK通路，抑制腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲［21］。值得注意的是，花青素B環(huán)上不同的取代基將影響不同的生長調(diào)節(jié)信號通路，例如錦葵色素B環(huán)上3＇和5＇上－OCH3取代基能抑制cAMP水解，阻斷 MAPK信號通路［22］。

尿激酶型纖溶酶原激活物（urokinase plasminogen activator，uPA）與尿激酶型纖溶酶原激活物受體（uPAR）結(jié)合后，可激活纖溶酶系統(tǒng)，降解細胞外基質(zhì)和基底膜，使腫瘤細胞能穿透正常組織屏障，有利于腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。同時還可引起腫瘤細胞骨架重塑、形態(tài)改變、特異性角蛋白磷酸化等，這都與腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移關系密切。課題組對培養(yǎng)的 HER－2／neu高表達人乳腺癌 MDAMB－453細胞研究發(fā)現(xiàn)，黑米花青素能c－erbB2信號途徑，顯著降低胞內(nèi)uPA的表達水平［23］。

HGF是間質(zhì)細胞分泌的一種分泌型親和糖蛋白，能促進正常細胞和腫瘤細胞的移動。HGF與其受體C－Met結(jié)合后，激活酪氨酸激酶活性，可促進腫瘤細胞有絲分裂和遷移。飛燕草素能抑制MCF－10A細胞內(nèi)HGF介導的酪氨酸蛋白質(zhì)的磷酸化，降低乳腺癌細胞Met受體的表達［24］，下調(diào)FAK和Src的磷酸化，進而阻斷 HGF激活的Ras－ERK／MAPKs 和 PI3K／AKT／mTOR／p70S6K 信 號通路［25］。

2.4 花青素抑制乳腺癌血管生成

血管生成（angiogenesis）是惡性腫瘤的無限制侵襲性生長及其轉(zhuǎn)移的基礎?；|(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是降解細胞外基質(zhì)最重要的一類蛋白水解酶，能促進血管生成。MMPs抑制劑（TIMPs）抑制腫瘤血管生成和腫瘤細胞轉(zhuǎn)移。本課題組將MDA－MB－453細胞異種移植到BALB／c裸鼠，建立 HER－2高表達乳腺癌移植瘤模型，觀察了黑米花青素對移植瘤血管生成的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)黑米花青素能降低移植瘤組織微血管密度和促血管生成因子 MMP－2／－9和uPA的表達水平，提示黑米花青素通過抑制移植瘤內(nèi)血管生成而抑制乳腺癌的生長［23］。

另有研究報道，藍莓花青素抑制TNF誘導的環(huán)氧化酶（cyclooxygenase，COX－2）表達，COX－2在腫瘤和腫瘤形成過程中基質(zhì)細胞內(nèi)呈高表達［25］，在乳腺細胞癌變的情況下可調(diào)節(jié)信號分子表達，通過促血管生成因子調(diào)節(jié)血管新生，促進腫瘤形成和炎性轉(zhuǎn)移［26］。此外，雌激素和雌激素受體在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起重要作用，ER－α陽性乳腺癌對化療藥物敏感性 低［27］。Fernandes等［28］和 Schmitt等［29］研 究發(fā) 現(xiàn)，Cy－3－gluc 和 飛 燕 草－3－葡 萄 糖 苷 花 青 素（delphinidin－3－glucoside，Dp－3－gluc）能抑制 MCF－7細胞生長，降低雌激素受體表達水平。

2.5 花青素靶向作用于酪氨酸激酶（protein tyrosine kinase，PTK）信號通路發(fā)揮抗乳腺癌作用

PTK是乳腺組織細胞的信號傳導中起關鍵作用的一種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)，對細胞增殖、分化及免疫系統(tǒng)的細胞信號傳導具有調(diào)節(jié)作用，PTK高表達可造成細胞信號傳導通路中信號轉(zhuǎn)導失控，激活其下游信號通路，從而引起細胞轉(zhuǎn)化、增殖、抗凋亡等作用，導致腫瘤快速生長而惡化。PTK參與的信號轉(zhuǎn)導途徑主要包 Ras／Raf／MAPK 途徑、PI－3K／AKT 途徑和nrTKs的JAK／STAT等。小分子EGFR酪氨酸激酶抑制劑tyrphostinAG1478能阻斷 MCF－7（EGFR－／＋）以及 MDA－MB－468（EGFR＋／＋）乳腺癌細胞PI3K／Akt及Ras／Raf／MAPK信號轉(zhuǎn)導通路［30］。眾多研究顯示，花青素在抗乳腺癌方面具有與tyrphostinAG1478類似的作用機制［13，20－22］。

HER－2／neu基因（c－erbB2）編碼的蛋白為一跨膜PTK膜受體，屬EGFR成員，具有內(nèi)在的PTK活性，HER－2／neu過度表達能提高uPA的表達水平［31］。uPAR至少能激活兩個不同的信號通路：Jak／Stat和 PTK 介 導 的 信 號 傳 導 通 路［32］。Aguirre等研究證實乳腺癌的uPA的表達調(diào)節(jié)依賴于PTK信號轉(zhuǎn)導通路，抑制PTK活性可降低uPA的表達和分泌［33］。課題組研究發(fā)現(xiàn)黑米花青素降低乳腺癌 MDA－MB－453細胞uPA的表達水平與PTK 通路有關［23］。

綜上所述，有關花青素對乳腺癌的防治作用研究主要以不同類型的乳腺癌細胞為對象，圍繞誘導乳腺癌細胞凋亡、抑制生長增殖、血管生成以及侵襲轉(zhuǎn)移、靶向作用于PTK等方面展開研究，而體內(nèi)報道較少，特別是涉及乳腺癌患者的人群研究以及大樣本的流行病學調(diào)查，勢必成為今后花青素抗乳腺癌研究的重點領域。

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