木犀草素抗腫瘤作用研究進(jìn)展

馮旭琴　胡興勝　張磊

摘要：木犀草素是一種天然黃酮類化合物，存在于多種植物中，木犀草素具有抗炎、抗氧化、抗菌、保護(hù)神經(jīng)，抗腫瘤等多種藥理作用；可在多靶點(diǎn)、多途徑、多環(huán)節(jié)抗腫瘤。其機(jī)制包括預(yù)防腫瘤形成，抑制腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤轉(zhuǎn)移，抑制腫瘤血管生成以及增敏抗癌藥物活性等。本文將就木犀草素的抗腫瘤作用進(jìn)展作如下綜述。

關(guān)鍵詞：木犀草素；腫瘤；預(yù)防；治療；綜述

中圖分類號(hào)：R273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1007-2349（2017）03-0079-04

1木犀草素的理化性質(zhì)

木犀草素的化學(xué)名為3，4，5，7-四羥基黃酮（圖1），分子式為C₁₅H₁₀O₆，具有C₆-C₃-C₆結(jié)構(gòu)，含有（A，B）兩個(gè)苯環(huán)，含氧的C環(huán)，和C₂-C₃雙鍵，具有弱酸性。酚羥基和C₂-C₃雙鍵與木犀草素的生物化學(xué)性質(zhì)及生物活性密切相關(guān)。木犀草素的酚羥基苷化后，水溶性增加，部分木犀草素在通過腸道黏膜時(shí)被轉(zhuǎn)化為葡萄糖醛酸，它能夠與鐵、鎂、鈣、銅、鋁等金屬離子生成帶色絡(luò)合物。木犀草純品為黃色結(jié)晶狀粉末，微溶于水，溶于堿液，具有熱穩(wěn)定性，在植物中以糖苷及糖苷配基的形式存在。

2腫瘤預(yù)防作用

流行病學(xué)研究顯示每天食用含低劑量（1mg/day）木犀草素的食物能降低一些腫瘤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。體內(nèi)、外研究顯示木犀草素通過使細(xì)胞免受致癌物的刺激、抑制促癌調(diào)控機(jī)制，對(duì)腫瘤的發(fā)生起化學(xué)預(yù)防作用。

2.1穩(wěn)定DNA 體細(xì)胞突變理論認(rèn)為腫瘤的形成是因?yàn)樵┗?、抑癌基因與穩(wěn)定癌基因DNA突變。Taj等發(fā)現(xiàn)木犀草素具有預(yù)防長期喂食炸魚及羊肉的老鼠骨髓細(xì)胞染色體畸變的作用。Choi等發(fā)現(xiàn)木犀草素使誘變劑黃曲霉素B1（AFB1）的致畸變率下降了70%。

2.2抗炎作用 腫瘤形成需要炎性因子刺激，并且在腫瘤形成過程中也會(huì)產(chǎn)生炎癥，抗炎治療是控制一些癌前病變發(fā)展為癌的有效手段?，F(xiàn)已明確非甾體抗炎藥可降低一些腫瘤的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)（如結(jié)腸癌及乳腺癌），也可降低這些腫瘤的死亡風(fēng)險(xiǎn)。木犀草素是最有效的抗炎性黃酮類化化合物之一，其干擾p38 MAPK、ERK1/2的磷酸化顯著抑制TNF-α誘導(dǎo)的IL-8產(chǎn)生，也可抑制脂多糖誘導(dǎo)的TNF-α和IL-6釋放，同時(shí)誘導(dǎo)一氧化氮表達(dá)。Ueda等比較紫蘇葉子提取物及其提取物之一木犀草素對(duì)7，12-二甲基苯蒽（DMBA）與12-0一十四烷酰佛波醇-13-醋酸酯（TPA）誘導(dǎo)小鼠皮膚乳頭狀瘤的腫瘤預(yù)防作用，結(jié)果顯示木犀草素的作用強(qiáng)于總提取物。因TPA可誘導(dǎo)一些炎性因子如：IL-1α，IL-1β，IL-6，IFN-g與TNF-α產(chǎn)生，故作者推測(cè)木犀草素通過抗炎作用抗腫瘤生成，但需要進(jìn)一步驗(yàn)證。這些結(jié)果表明木犀草素的抗炎作用對(duì)預(yù)防腫瘤具有重要作用。

2.3抗氧化作用 活性氧（ROS）包括超氧化物、過氧化氫、羥基、單態(tài)氧與過氧化自由基。非細(xì)胞毒水平的超氧化物與過氧化氫就可誘導(dǎo)DAN突變，發(fā)揮致癌作用，導(dǎo)致細(xì)胞增殖、凋亡抵抗、血管生成與腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移。因此，上調(diào)ROS清除酶，如超氧化物岐化酶（sOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）等的水平可逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。Samy等應(yīng)用木犀草素與環(huán)磷酰胺聯(lián)合處理DMBA誘導(dǎo)乳腺癌發(fā)生的雌性大鼠，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合用藥較單用環(huán)磷酰胺的抗腫瘤效應(yīng)增強(qiáng)，且毒副作用降低。在誘導(dǎo)乳腺癌組小鼠肝臟、腎臟、乳腺的SOD、CAT與GPx的水平及活性降低了50-80%，聯(lián)合用藥后這些酶又恢復(fù)平衡。同樣，Manju等發(fā)現(xiàn)灌服木犀草素后的大鼠血漿及肝臟的抗氧化水平（GSH，PPx，GST，GR，SOD，CAT，Vitamin C，Vitamin A與β-carotene）增高，表明木犀草素可通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)抗氧化，從而預(yù)防DMH誘導(dǎo)的結(jié)腸癌發(fā)生。目前認(rèn)為木犀草素的抗氧化作用是其腫瘤預(yù)防的關(guān)鍵機(jī)制。

2.4抗激素生成及激素受體 乳腺癌、前列腺癌等惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展呈激素依賴性。木犀草素具有抗雌激素與雄激素的作用。Chiu等發(fā)現(xiàn)木犀草素明顯抑制前列腺癌細(xì)胞LNCaP的增殖及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。木犀草素抑制細(xì)胞內(nèi)及自分泌的PSA水平，也可抑制ARmRNA及蛋白的表達(dá)，同時(shí)可抑制小鼠腫瘤細(xì)胞生長。木犀草素下調(diào)AR可抑制LNCaP腫瘤細(xì)胞增殖及誘導(dǎo)凋亡，因此木犀草素具有預(yù)防及抗前列腺癌的作用。因前列腺癌細(xì)胞的增殖需要胰島素樣生長因子1受體（IGF-1R）的激活，F(xiàn)ang等發(fā)現(xiàn)木犀草素在體內(nèi)外通過抑制IGF-1R/AKT信號(hào)通路抑制前列腺癌細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。

3腫瘤治療作用

3.1抑制侵襲與轉(zhuǎn)移 侵襲與轉(zhuǎn)移是腫瘤發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，近90%的腫瘤相關(guān)性死亡發(fā)生于具有轉(zhuǎn)移的患者。木犀草素可通過抑制一些與腫瘤侵襲、粘附相關(guān)的蛋白如MMPs、FAK抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移與侵襲。

肝癌生長因子HGF與絡(luò)氨酸激酶受體結(jié)合促使肝癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移與侵襲。Lee等發(fā)現(xiàn)木犀草素具有抑制HGF誘導(dǎo)的HepG2細(xì)胞轉(zhuǎn)移與侵襲的作用，木犀草素抑制HGF誘導(dǎo)的細(xì)胞分裂與細(xì)胞骨架（如絲狀偽足與板狀偽足）的改變，同時(shí)也可抑制c-Met、膜受體HGF及ERK1/2與AKT的磷酸化，但對(duì)HGF激活的JNK1/2無抑制作用。Cheng等發(fā)現(xiàn)木犀草素通過下調(diào)Cdc42表達(dá)及P13K/AKT的活性抑制多形性膠質(zhì)瘤細(xì)胞U87-MG及198 g的遷移與侵襲。

3.2抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶的作用 NDA拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑有效地誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。木犀草素能抑制及破壞拓?fù)洚悩?gòu)酶I及II，使用特異性抗體檢測(cè)完整細(xì)胞中拓?fù)洚悩?gòu)酶與藥物的結(jié)合，發(fā)現(xiàn)木犀草素能破壞白血病細(xì)胞拓?fù)洚悩?gòu)酶II，抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶I的催化活性。木犀草素通過形成木犀草素-拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ-DNA復(fù)合物，抑制細(xì)胞核拓?fù)洚悩?gòu)酶II活性并剪切DNA，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Yamashita N等研究發(fā)現(xiàn)木犀草素通過穩(wěn)定拓?fù)洚悩?gòu)酶I-DNA剪切體復(fù)合物抑制大鼠肝臟的拓?fù)洚悩?gòu)酶I的催化活性。木犀草素抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶I與II，從而抑制細(xì)胞復(fù)制及DNA修復(fù)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡性死亡。因拓?fù)洚悩?gòu)酶I及II是多種常用于治療腫瘤的藥物的靶點(diǎn)（如依托泊苷，拓?fù)涮婵担亮⑻婵担?，故木犀草素?duì)腫瘤具有潛在在治療價(jià)值。

3.3抑制腫瘤細(xì)胞增殖誘導(dǎo)凋亡 木犀草素可通過線粒體凋亡通路、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及死亡受體凋亡通路等多種途徑誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡。

線粒體通過釋放凋亡因子：細(xì)胞色素C、ATF1、核酸內(nèi)切酶G，調(diào)節(jié)caspase的表達(dá)促進(jìn)凋亡。BCL-2家族（包括抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xl及凋亡誘導(dǎo)因子Bax、Bak）可調(diào)控這些因子的表達(dá)。經(jīng)木犀草素處理后的白血病細(xì)胞HL-60線粒體膜電位降低，細(xì)胞色素c從線粒體釋放進(jìn)細(xì)胞質(zhì)中增加，促進(jìn)caspase-9、caspase-3、PARP及DFF-45的剪切體表達(dá)。肝癌細(xì)胞HepG2經(jīng)木犀草素處理后，線粒體細(xì)胞色素C釋放增加，Bax、Bak表達(dá)增加，JNK通路激活，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。這表明木犀草素能通過線粒體凋亡通路及JNK信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞死亡。木犀草素通過抑制DNA拓補(bǔ)異構(gòu)酶誘導(dǎo)DNA破壞與激活P53，從而激活內(nèi)源性凋亡通路。Horinaka M等發(fā)現(xiàn)木犀草素可能通過調(diào)控Bad及p53的活性持續(xù)激活JNK，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。JNK調(diào)控p53誘導(dǎo)促凋亡蛋白Bax表達(dá)。JNK的激活引起B(yǎng)ax/Bak比例增加，誘導(dǎo)內(nèi)源性凋亡途徑。Chang J等研究表明木犀草素處理后的腫瘤細(xì)胞通過與AKT競(jìng)爭(zhēng)受體，使其磷酸化被抑制，促進(jìn)凋亡蛋白caspase-3、PARP表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞死亡，而相同濃度的木犀草素對(duì)正常上皮細(xì)胞無明顯殺傷作用。經(jīng)木犀草素處理的肝癌細(xì)胞株P(guān)LC/PRF/5，G0/G1期細(xì)胞增加，S1、G2/M期細(xì)胞減少，caspase-3活性增強(qiáng)，z-VAD-fmk預(yù)處理后caspase-3活性被抑制，Bax/Bcl-xl比例增加。Fang J等發(fā)現(xiàn)在前列腺癌中，木犀草素通過對(duì)IGF/1R/AKT通路的抑制，抑制其增殖促進(jìn)凋亡。

P38信號(hào)通路的激活以p38的磷酸化為特征，p38磷酸化與p53磷酸化均可使cyclin D1降解，瞬時(shí)的p38、p53磷酸化導(dǎo)致的瞬時(shí)的cyclin D1降解表明木犀草素通過激活p38信號(hào)通路導(dǎo)致MCF-7/MitoR細(xì)胞細(xì)胞周期捕獲。而NCI-ADR/RES細(xì)胞株具有高水平的持續(xù)磷酸化的p38與p53，cyc-lin D1在這種細(xì)胞株降解很慢，這表明p38通路在這種細(xì)胞株中是處于持續(xù)激活狀態(tài)，或許有利于細(xì)胞增殖，木犀草素通過促進(jìn)cyclin D1降解抵抗這種促增殖作用。

NF-KB信號(hào)通路在腫瘤細(xì)胞中常處于持續(xù)激活狀態(tài)，NCI-ADR/RES與MCF-7/MitoR細(xì)胞中磷酸化p65的表達(dá)增加，經(jīng)木犀草素處理后p65降解增加，表明木犀草素能抑制NF-KB信號(hào)通路。ROS的產(chǎn)生有利于MMP降解，使線粒體誘導(dǎo)的凋亡途徑的激活。這表明木犀草素誘導(dǎo)的DNA破壞是一個(gè)獨(dú)立發(fā)生的過程或許與ROS的產(chǎn)生無直接關(guān)系。這種DNA損傷反應(yīng)通過磷酸化ATR或/和Chk2激活MCF-7/Mi-toR中的p53，導(dǎo)致G1/S關(guān)卡激活介導(dǎo)p21抑制cdc2。以上涉及的包括NF-KB的激活，抗凋亡蛋白的降解，DNA破壞共同促進(jìn)細(xì)胞周期捕獲及凋亡。

木犀草素誘導(dǎo)凋亡機(jī)制包括：誘導(dǎo)活性氧的產(chǎn)生，促進(jìn)DNA破壞，激活A(yù)TR-Chk2-p53信號(hào)通路，抑制NF-KB信號(hào)通路，激活P38通路，調(diào)控Bcl-2家族的平衡。盡管木犀草素誘導(dǎo)凋亡的機(jī)制多種多樣，但總的來說是通過促進(jìn)凋亡抑制生存信號(hào)通路以擾亂腫瘤細(xì)胞的生存與死亡平衡。

3.4抑制血管生成 血管生成促進(jìn)實(shí)體瘤的形成，腫瘤細(xì)胞分泌的各種細(xì)胞因子能刺激血管生成。Sagli等發(fā)現(xiàn)木犀草素通過抑制P13K途徑抑制異種移植的裸鼠模型的腫瘤生長及血管生成，下調(diào)血管內(nèi)皮因子VEGF在體內(nèi)誘導(dǎo)的血管生成。

3.5增敏抗癌藥物的抗腫瘤效應(yīng) 目前抗腫瘤治療是以放療、化療、靶向治療等為主的綜合治療，研究顯示木犀草素具有增敏抗癌藥物的作用。

Smac通過激活自分泌的TNF-α誘導(dǎo)外源性凋亡通路。在內(nèi)源性凋亡通路中Smac從線粒體釋放到基質(zhì)，抑制抗凋亡蛋白（1AP）表達(dá)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，但同時(shí)可激活NFK-B。NF-KB可促使抗凋亡蛋白Bcl-XL與MnSOD的表達(dá)，保護(hù)腫瘤細(xì)胞免于凋亡。木犀草素與SMC3（Smac類似物）在肺癌或肝癌細(xì)胞中聯(lián)合應(yīng)用，可有效地抑制NF-KB信號(hào)通路，明顯敏化依賴于TNF-α的凋亡通路，具有協(xié)同殺傷腫瘤細(xì)胞作用，且ROS可能參與調(diào)控木犀草素的增敏作用。

木犀草素能增敏TRAIL誘導(dǎo)的凋亡，其機(jī)制包括增強(qiáng)XI-AP泛素化，促進(jìn)蛋白酶體降解。HER2過表達(dá)可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞多藥耐藥，木犀草素可通過抑制HER2表達(dá)，促進(jìn)其降解，敏化腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物的反應(yīng)。這些結(jié)果表明木犀草素具有增加抗癌藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞毒性及逆轉(zhuǎn)多藥耐藥的作用。

4其他

木犀草素誘導(dǎo)拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ表達(dá)促進(jìn)DNA損傷發(fā)揮對(duì)正常細(xì)胞的毒性作用。盡管上述機(jī)制具有抗腫瘤細(xì)胞作用，但非毒性水平的DNA破壞長期積累具有細(xì)胞毒性。臨床研究顯示拓?fù)洚悩?gòu)酶毒性的化療藥物可加白血病風(fēng)險(xiǎn)。故有必要進(jìn)行體內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)估長應(yīng)用木犀草素藥物的積累毒性。

5結(jié)語

木犀草素及其糖苷作為一種食用黃酮廣泛存在于植物界，可用于預(yù)防及治療疾病。木犀草素幾乎能干擾癌變的所有方面，它能通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤細(xì)胞增殖，抑制腫瘤血管生成，提高放化療療效等途徑來治療腫瘤。同時(shí)木犀草素可選擇性殺傷癌變細(xì)胞，是一種很有前途的抗癌治療劑，但其積累毒性應(yīng)引起對(duì)安全性的考慮。

隨著對(duì)木犀草素研究的深入，雖然其抗腫瘤作用明確，但作用機(jī)理研究還不透徹。因此，有必要進(jìn)一步探索木犀草素的抗腫瘤作用及與放、化療等治療方式聯(lián)合應(yīng)用的療效、機(jī)制，為臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

（收稿日期：2016-11-01）