木犀草素抗腫瘤作用的研究進(jìn)展 | 木犀草素抗腫瘤作用的研究進(jìn)展 |
| 發(fā)布時(shí)間:2013-12-10 信息來源:admin 發(fā)布人:admin 點(diǎn)擊次數(shù):1642 |
摘 要:木犀草素是一種植物黃酮，是抗腫瘤的啟動(dòng)因子。研究證實(shí)其對(duì)多種實(shí)體瘤、腹水癌和白血病細(xì)胞有顯著抑制作用。木犀草素還能增敏多種致凋亡因子，具有多靶點(diǎn)抗腫瘤的潛力。 關(guān)鍵詞:木犀草素／藥理學(xué) 白血�。嗅t(yī)藥療法 腫瘤／中醫(yī)藥療法 Research progress on anti：tumor effects of iuteolin Abstract:Luteolin is an important member of the flavonoid family. It has been reported that luteolin can inhibit the proliferation of serials of tumor cells including solid tumor,ascties cancer and human myeloid leukemia. Luteolin can also sensitize a number of apoptosis-inducing factors by unique mechanisms Key words:Luteolin/pharmacol; Leukemia/zhongyi yao liaofa; Neoplasms/zhongyi yao liaofa 木犀草素屬于黃酮(flavones)類植物化學(xué) 物，主要存在于金銀花、菊花、荊芥、白毛夏枯草 等藥物中，以及百里香、芽甘藍(lán)、洋白菜、菜花、 甜菜、椰菜和胡蘿b等蔬菜中，而且以糖甙的形 式分布于多種植物中，如芹菜、青辣椒、紫蘇葉 等Ⅲ。木犀草素純品為黃色結(jié)晶狀粉末，微溶于 水、溶于堿三依中文溶液，正常條件下穩(wěn)定。其化學(xué)名為 3’，4’，5，7一四羥黃酮，分子式為C H 。O ，CAS 號(hào)：491—70—3，結(jié)構(gòu)式如下：
早期文獻(xiàn)報(bào)道木犀草素具有抗菌、抗炎、保 護(hù)心血管、解痙、祛痰、抑制酶活性、免疫調(diào)節(jié)、 抗氧化、抗輻射、利尿、利膽等藥理作用乜]。目前 研究證實(shí)木犀草素對(duì)多種實(shí)體瘤、腹水癌和白 血病細(xì)胞都有顯著抑制作用，現(xiàn)就其抗腫瘤作 用的機(jī)制及其應(yīng)用前景作一綜述。 1 抗增殖作用和／或誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡 木犀草素可以通過抗增殖和誘導(dǎo)凋亡抑制 惡性腫瘤細(xì)胞的生長，在體外對(duì)人肝癌細(xì)胞 (HepG2、J5)、結(jié)直腸癌細(xì)胞(COLO205、 HCTll6和HCT15)、宮頸癌Hela細(xì)胞、黑色素 瘤細(xì)胞(SK—MEI 一1和SK—MEL一2)、卵巢囊腺 癌細(xì)胞SK—OV一3、人中樞神經(jīng)腫瘤細(xì)胞XF一 498、胃癌細(xì)胞HGC一27、腹水癌細(xì)胞NK／LY、白 血病細(xì)胞(P388、CEM—CT、CEM一27)、平滑肌 瘤細(xì)胞、上皮細(xì)胞癌細(xì)胞A431等10多種癌細(xì) 胞有抑制增殖作用，還可誘導(dǎo)一些癌細(xì)胞發(fā)生 凋亡。 1．1 抗腫瘤細(xì)胞增殖作用 通過比較黃酮類 化合物的結(jié)構(gòu)與活性，已明確木犀草素苯環(huán)B 中C3、C4上的兩個(gè)鄰近的極性基團(tuán)一OH對(duì)于 抑制酶活性是必需的；C2和C3之間的共軛雙 鍵導(dǎo)致B環(huán)和C環(huán)在同一平面，有利于接近激 酶底物結(jié)合位點(diǎn)，這兩種結(jié)構(gòu)對(duì)于木犀草素抗 細(xì)胞增殖的活性至關(guān)重要[7j。木犀草素主要靠 改變細(xì)胞信號(hào)通路抑制腫瘤細(xì)胞生長因子或改 變激酶活性抵抗癌細(xì)胞的浸潤，也可通過阻滯 細(xì)胞周期等方式抑制腫瘤細(xì)胞生長。 在HepG2中，木犀草素通過影響MAPK／ ERKS和PI3K—Akt這兩條途徑抑制細(xì)胞增殖， 其作用類似于PD98059。PD98059是一種調(diào)節(jié) 細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal— regulated kinase，ERK1／2)的上游激酶，是 MEK 的特異抑制劑，類似于渥曼青霉素；另一 種是PI3K 的抑制劑，抑制由肝細(xì)胞生長因子 (hepatocyte growth factor，HGF)誘導(dǎo)的浸 潤[7j。在A431細(xì)胞中，木犀草素可抑制表皮生 長因子受體(EGFR)的自磷酸化作用，顯著地 抑制A431細(xì)胞的增殖，并呈時(shí)間和劑量反應(yīng)關(guān)系。 在野生型P53細(xì)胞系中，木犀草素通過阻 滯細(xì)胞周期產(chǎn)生抗腫瘤作用。木犀草素誘導(dǎo)S一 相細(xì)胞周期阻滯，并誘導(dǎo)DNA修復(fù)酶mRNA 的轉(zhuǎn)錄，如人類的MutT同系化合物、8一羥基鳥 嘌呤一糖基化酶和無嘌呤核酸內(nèi)切酶lgj。木犀草素能提高P53蛋白和CDK抑制劑P21(wAF1／ CIP1)蛋白的表達(dá)，下調(diào)CDK4表達(dá)并通過抑制細(xì)胞周期生長和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡產(chǎn)生抗肝細(xì)胞癌 (HCC)活性，其效果與5-FU相當(dāng)；低劑量可抑 制PLC／PRF／5、Hep3B和HA22T／VGH，但需 較高的濃度來抑制HepG2和SK—Hepl L1 “j。在 野生型P53的腫瘤細(xì)胞和P53突變的腫瘤細(xì)胞 中，木犀草素都可以誘導(dǎo)P21，且以一種不依賴 P53的獨(dú)立方式抑制腫瘤細(xì)胞生長，即使P53 活性在癌細(xì)胞中已喪失，其仍可作為有效的化 學(xué)預(yù)防劑拮抗致癌作用，這可能是通過SP1／ SP3依賴途徑誘導(dǎo)P21的結(jié)果l8j。 除此之外，百里香、芽甘藍(lán)、洋白菜等蔬菜 中含有的木犀草素可抑制與腫瘤細(xì)胞增殖有關(guān) 的酪氨酸激酶和局部粘著斑激酶(focal adhesion kinase，F(xiàn)AK，是細(xì)胞浸潤的重要調(diào)節(jié) 因子，與磷酸化的發(fā)生有關(guān)聯(lián))的活性，抑制腫 瘤細(xì)胞浸潤。 1．2 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生 凋亡是腫瘤治療研究的新途徑，基本特點(diǎn)不是 在于直接殺傷腫瘤細(xì)胞，而是誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā) 生程序化死亡，達(dá)到清除腫瘤細(xì)胞的目的。木犀草素可通過不同的方式誘導(dǎo)不同的腫瘤細(xì)胞發(fā) 生凋亡。 木犀草素可誘導(dǎo)拓?fù)洚悩?gòu)酶I介導(dǎo)的凋 亡。熒光試驗(yàn)顯示木犀草素不僅可直接與酶相 互作用，而且可以嵌入底物DNA，但不是結(jié)合 在雙螺旋的小溝上。電泳遷移率變動(dòng)試驗(yàn) (e1ectrophoretic mobility—shift assays，EMSA) 顯示，木犀草素和DNA 間的直接相互作用不會(huì) 影響酶一DNA復(fù)合體的組合口 。這表明木犀草素對(duì)拓?fù)洚悩?gòu)酶I的抑制部分是因?yàn)橥負(fù)洚悩?gòu) 酶I—DNA一可剪切復(fù)合體有較高的穩(wěn)定性。在 腫瘤細(xì)胞中，40／amol／L的木犀草素就可完全 抑制真核DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶 。因此，木犀草素 和抗腫瘤藥喜樹堿相似，是一種經(jīng)典的I型抑 制劑，能形成拓?fù)洚悩?gòu)酶I一介導(dǎo)的“可剪切復(fù) 合物”。但與喜樹堿不同的是，木犀草素可分別 與單體酶和底物DNA發(fā)生相互作用。所以木犀草素可作為拓?fù)洚悩?gòu)酶I接觸反應(yīng)活性的抑制 劑，成為一種誘導(dǎo)型抗癌化合物對(duì)拓?fù)洚悩?gòu)酶 產(chǎn)生抑制作用。 木犀草素還可誘導(dǎo)拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ介導(dǎo)的凋 亡，通過形成木犀草素一topo Ⅱ一DNA三重復(fù)合物剪切DNA，比槲皮素更強(qiáng)烈地抑制拓?fù)洚悩?gòu) 酶Ⅱ的活性_1 。如木犀草素能抑制利什曼原蟲 的DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ而導(dǎo)致凋亡，同時(shí)它在 V79細(xì)胞中也顯示出強(qiáng)裂解作用和拓?fù)洚悩?gòu)酶 Ⅱ中毒 。 在HepG2細(xì)胞中，木犀草素誘導(dǎo)的凋亡是 通過Bax／Bak線粒體易位和C—Jun氨基一末端激 酶(c—jun NH2一terminal kinase，JNK)的激活機(jī) 制[】 。木犀草素可以誘導(dǎo)細(xì)胞釋放細(xì)胞色素， 并激活CPP32而引起HepG2細(xì)胞凋亡。有人發(fā) 現(xiàn)用木犀草素處理3～l2 h后，Bax和Bak可明 顯地易位到線粒體，而且JNK被激活。研究表 明一種特殊的JNK 抑制劑SP600125，可降低 CPP32的活性，當(dāng)細(xì)胞釋放由木犀草素誘導(dǎo)的 細(xì)胞色素C時(shí)，就引起B(yǎng)ax的線粒體易位。JNK 家族屬于促細(xì)胞分裂劑激活的蛋白激酶 (MAPK)超家族，控制了細(xì)胞功能的許多方 面，包括細(xì)胞的增殖、分化和死亡。JNK和P38 激酶的級(jí)聯(lián)激活通常與促進(jìn)凋亡程序的激活有 關(guān)。木犀草素也激活casepase一3，增~tlBax蛋白， 并伴隨Bcl—X 水平下降，誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯在 G。／G 期。如用木犀草素處理的PLC／PRF／5細(xì) 胞明顯增加了前凋亡蛋白Bax，并降低抗凋亡 的Bcl—X 水平。因此，一旦改變Bax／Bcl—X ，促 使凋亡產(chǎn)生。木犀草素降低線粒體膜電勢(shì)，觸發(fā) 細(xì)胞色素C釋放到胞液，隨后誘導(dǎo)procaspase一9 和procaspase一3，這可能是因?yàn)榱呀饬硕嗑巯佘?二磷酸核糖、多聚酶(PARP)和DNA 片段要素 (DFF一45)引起的。現(xiàn)在已檢測(cè)到Bcl一2蛋白 的前凋亡裂解，如Bad和Bax產(chǎn)生的切去頂端 格式程序和抗凋亡Bcl一2蛋白的裂解。 在HeLa細(xì)胞和前列腺癌細(xì)胞系DU145等 人類惡性腫瘤細(xì)胞中，木犀草素能顯著上調(diào)死 亡受體(death receptor 5，DR5，也稱為TRAIL— R2)，引起細(xì)胞凋亡，并伴隨著Bcl一2一相互作用 區(qū)域的剪切和caspase一8、一10、一9和一3的激活， 而對(duì)正常細(xì)胞則沒有類似作用。DR5是P53 腫瘤抑制基因的下游基因，是傳統(tǒng)抗癌藥物(如 阿霉素和依托泊甙)的靶基因，也是TNF一相關(guān) 的凋亡誘導(dǎo)配體(TNF—related apoptosis— inducing ligand，TRAII )的受體，TRAIL通過 跟含有受體DR5的死亡區(qū)域相互作用促使凋亡發(fā)生，但對(duì)各種正常細(xì)胞沒有細(xì)胞毒性。木犀草素不僅在人類惡性腫瘤細(xì)胞中上調(diào)DR5引 起凋亡，其本身單獨(dú)作用，也可輕微地誘導(dǎo)腫瘤 細(xì)胞凋亡。 此外，木犀草素能在不同的作用時(shí)間，分別 增強(qiáng)大鼠H4ⅡE細(xì)胞caspase一2、caspase一3／7、 caspase一8／l0和caspase一9活性；通過caspase一 依賴和不依賴途徑誘導(dǎo)CH27細(xì)胞凋亡，還 能抑制DMBA和TPA誘導(dǎo)的小鼠皮膚癌；在 癌細(xì)胞中誘導(dǎo)凋亡的潛力與它抑制FAS的能 力密切相關(guān)�？梢娔鞠菟卣T導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡 的作用主要是通過靶向調(diào)節(jié)細(xì)胞生長中的信號(hào) 轉(zhuǎn)遞、基因表達(dá)、酶的活化或抑制實(shí)現(xiàn)，而不是 直接的細(xì)胞毒作用，所以可能有較廣的抗癌譜。 凋亡增敏作用 凋亡增敏劑是新近抗腫瘤研究的另一熱 點(diǎn)。木犀草素可作為凋亡增敏劑，當(dāng)與化療藥物 聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，能增強(qiáng)藥物誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的 能力，其具體表現(xiàn)如下： 腫瘤壞死因子一a(TNF—a)可以激活細(xì)胞死 亡和細(xì)胞存活兩條路徑，因此大多數(shù)癌細(xì)胞對(duì) 它的細(xì)胞毒作用易產(chǎn)生耐受性。我們發(fā)現(xiàn)用木 犀草素預(yù)處理一些人類癌細(xì)胞系(如結(jié)腸直腸 癌CoL0205、HCT1l6細(xì)胞和宮頸癌HeLa細(xì) 胞)后極大地增強(qiáng)了TNF—a誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的能 力口 。其分子機(jī)制如下：其一，木犀草素通過抑 制TNF—a誘導(dǎo)的核轉(zhuǎn)錄因子一kappa B(NF—JcB， TNF—a信號(hào)的主要生存因子)的活性，抑制了 NF一．cB靶定的抗凋亡基因的表達(dá)，包括抗凋亡 NF一．cB靶基因A20和細(xì)胞凋亡抑制劑蛋白一l (c—IAP1)。另外，木犀草素對(duì)NF一．cB的抑制放 大并延長了TNF—a誘導(dǎo)的JNK的活性。其二， 木犀草素通過提高caspase一8的活性，增敏 TNF—a誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。Caspase一8是死亡受 體信號(hào)途徑中誘導(dǎo)典型凋亡的caspase。其三， 雖然木犀草素增敏TNFa誘導(dǎo)凋亡的模式類似 于ActD，但它們顯然是通過不同的機(jī)制起作用 的。木犀草素并沒有像ActD或CHX那樣阻斷 c—myc的表達(dá)水平，這表明木犀草素不是一般 的基因表達(dá)抑制劑，而是通過一種特殊的機(jī)制 起作用的，而線粒體在木犀草素增敏作用中的精確角色還需進(jìn)一步確定. 木犀草素也可通過抑制蛋白激酶C(PKC) 的活性和降解凋亡蛋白的X一鏈接的抑制劑 (XIAP)，促進(jìn)capase一8的活性和caspase一3成 熟，產(chǎn)生對(duì)TRAIL誘導(dǎo)的凋亡增敏作用_2 ，這 可能是木犀草素一個(gè)獨(dú)特的新功能。許多癌細(xì) 胞對(duì)TRAIL有耐受性，因此用TRAII 結(jié)合其 他因子(如木犀草素)克服腫瘤細(xì)胞耐受性或許 是治療腫瘤的一種有效策略。當(dāng)前的研究發(fā)現(xiàn)， 用無細(xì)胞毒性濃度的木犀草素處理對(duì)TRAIL 敏感的HeLa細(xì)胞和TRAII 耐受的癌細(xì)胞 (CNE1、HT29和HepG2)，可以顯著提高 TRAII 誘導(dǎo)凋亡的敏感性，這種增敏作用是通 過促進(jìn)capase一8活性和caspase一3成熟產(chǎn)生 的 。在腫瘤細(xì)胞中XIAP蛋白水平明顯降低， 而用木犀草素和TRAIL處理過的細(xì)胞的XIAP 在mRNA水保持穩(wěn)定。有趣的是，如用MG132 (一種蛋白水解酶抑制劑)預(yù)處理，可消除XIAP 的下調(diào)和細(xì)胞死亡，這表明木犀草素和TRAIL 促進(jìn)泛素華(ubiqutinatiOn)和蛋白酶體的降解 下調(diào)XIAP。因此，維持木犀草素和TRAIL誘導(dǎo) XIAP的降解和細(xì)胞死亡的能力是由于PKC的 活性，而不是AKT_2 -28]。木犀草素抑制PKC和 bisindolylmaleimide(BIM，一種PKC抑制劑) 的活性能刺激木犀草素增敏TRAIL一誘導(dǎo)的凋 亡，這表明PKC也參與在內(nèi)。所有這些結(jié)果都 表明木犀草素聯(lián)合TRAIL在癌癥治療中具有 潛在的應(yīng)用前景。 3 抑制血管生成 木犀草素能抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞生長，減少 腫瘤組織血管生成，限制腫瘤生長；其還可封閉 血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子的黏附，從而限制腫瘤 的生長與轉(zhuǎn)移。 木犀草素能顯著抑制大鼠大動(dòng)脈血管平滑 肌細(xì)胞(VSMCs)血小板源性生長因子 (PDGF)一BB一誘導(dǎo)的增殖和大鼠大動(dòng)脈VSMCs DNA合成，并呈濃度依賴關(guān)系；流式細(xì)胞儀分 析DNA含量顯示木犀草素可阻滯PDGF—BB一 誘導(dǎo)的細(xì)胞周期進(jìn)程；木犀草素預(yù)處理大鼠大 動(dòng)脈的VSMCs，可明顯地抑制PDGF—BB一誘導(dǎo) 的細(xì)胞外信號(hào)一調(diào)控激酶1／2(ERK1／2)、Akt和磷脂酶C(PLC)一71活性，還可抑制c—fos基因 表達(dá) 。體外試驗(yàn)表明，木犀草素也能抑制 VEGF誘導(dǎo)的人臍帶靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的生存與增 殖，即新血管生成，體內(nèi)家兔角膜試驗(yàn)亦獲得同樣結(jié)果。因此，可以認(rèn)為木犀草素跟許多植物黃酮一樣，是一種血管生成抑制劑。 4 提高放化療的療效和化學(xué)預(yù)防作用 所有苯環(huán)上有羥基的黃酮都有抗誘變作 用，木犀草素A環(huán)和B環(huán)上各有2個(gè)羥基，C環(huán) C4上的羰基也起重要作用，木犀草素的抗突變 作用已在Ames試驗(yàn)和小鼠骨髓細(xì)胞染色體試 驗(yàn)中得到證實(shí)_1 。 木犀草素在體內(nèi)有化學(xué)預(yù)防作用，可抑制 惡性腫瘤的發(fā)生，且沒有明顯的毒副作用。研究 發(fā)現(xiàn)，木犀草素經(jīng)胃給藥于大鼠，可通過調(diào)節(jié)脂 質(zhì)過氧化反應(yīng)抗氧化功能，預(yù)防DMH一誘導(dǎo)的 組織病理學(xué)變化，抑制結(jié)腸癌發(fā)生l3 。木犀草素也可抑制大鼠體內(nèi)被腌魚／腌羊肉和油炸魚／ 羊肉串引起的染色體畸變，其保護(hù)作用比槲皮 素好_3 。木犀草素對(duì)腫瘤的化學(xué)預(yù)防作用主要 與以下機(jī)制有關(guān)：木犀草素有抗氧化作用，氧化 應(yīng)激導(dǎo)致大分子氧化損傷，而氧化的DNA和脂 質(zhì)體過氧化作用是發(fā)生癌癥的基礎(chǔ)。木犀草素 可抑制脂質(zhì)體過氧化并清除氧自由基，木犀草素還有抗輻射作用，可清除由紫外線輻射和Fenton反應(yīng)引起的8-OhdG 形 成 。木犀草素一方面通過清除射線產(chǎn)生的自 由基來減少DNA損傷，減輕放療的副反應(yīng)，另 一方面它本身就能抑制癌細(xì)胞增殖，從而提高 療效�？诜鞠菟乜山档桶⒚顾氐亩拘�，減少 腫瘤化療藥產(chǎn)生的副作用。 在人類和小鼠白血病細(xì)胞及人類肝癌和膀 胱癌細(xì)胞中，木犀草素可能是一種芳基胺N一乙 酰基轉(zhuǎn)移酶(NAT)的非競爭性抑制劑，能改變 其動(dòng)力學(xué)參數(shù)K 和V ，并呈劑量依賴性地抑 制NAT活性，使癌細(xì)胞不能對(duì)芳基胺底物進(jìn)行 正常的乙�；�。 |
