苦参抗肿瘤作用机制的研究进展

高 杰，邓述恺(泸州医学院附属医院呼吸科，泸州 646000)

近年来，大量研究发现，相当多的天然药物有明确的、多方面的抗肿瘤作用，并已于临床取得较好的治疗效果，为肿瘤的治疗提供了新的思路。苦参就是代表药物之一，现就其抗肿瘤机制研究进展作一综述。

1 苦参及其主要成分

苦参，别名苦骨、川参、草槐、地槐等，其主要化学成分是生物碱和黄酮两大类［1］。苦参型生物碱是一类具有苦参次碱-15酮基本结构的化合物，主要的有苦参碱(matrine)、氧化苦参碱(oxymatrine)、槐果碱(sophocarpine)、槐胺碱(sophoramine)、槐啶碱(sophoridine)等。对苦参碱及氧化苦参碱的研究较多，发现其药理作用广泛，主要是解热、镇痛、防治动脉硬化、抗心律失常、抗肝损伤、抗病毒、免疫调节、抗肿瘤等作用;而黄酮类化合物大多为二氢黄酮和二氢黄酮醇类，其主要作用为抗心律失常、抑酶、抗菌、抗原虫、抗肿瘤等。此外还含有氨基酸类、挥发油类、糖类等。

2 苦参的抗肿瘤作用机制

2.1 抑制肿瘤细胞增殖

研究证实［2，3］，苦参碱及氧化苦参碱作用于人白血病细胞株K562、肺腺癌A549细胞等肿瘤细胞，发现其抑制肿瘤增殖，且抑制作用呈时间-剂量依赖性，其抑制率与药物浓度呈剂量依赖关系，流式细胞仪分析提示苦参碱对肿瘤细胞的抑制作用是阻止肿瘤细胞进入 S期，使细胞堆积于 G0/G1期。也有研究表明［4］，苦参对人肺癌细胞株H23有抗增殖活性，而且证实从苦参根中分离出的苦参总黄酮和苦参酮对肺癌、食管癌等多种肿瘤细胞都有细胞毒性，并发现苦参中的总黄酮和苦参酮在体外有比苦参总碱更强的细胞毒作用。提示苦参总黄酮或苦参酮可能是新颖的高效低毒的抗肿瘤候选药物。

2.2 诱导细胞分化作用

苦参碱能够诱导白血病细胞分化，并且是一个多基因参与的过程。有学者发现［5，6］，人红白血病细胞 K562经苦参碱作用后，联苯胺染色阳性率明显上升，PAS阳性率100%，MPO及NEA染色在苦参碱作用前后均为阴性。还发现在用药后N-ras和p53mRNA表达明显增加，c-myc mRNA表达在用药后24 h就表现出受到抑制，48 h后明显下降。苦参碱诱导K562细胞前后存在明显的基因表达差异，KH基因可能是苦参碱作用K562细胞后表达量发生改变的未知基因，并使IER3IP1基因表达以剂量依赖的方式瞬时升高，转染了 IER3IP1基因的K562细胞对苦参碱敏感性增高，说明苦参碱能诱导K562细胞向红系分化，KH基因可能与细胞癌变有关，IER3IP1基因基因可能参与了苦参碱作用于K562细胞的早期反应，并在后续的红系分化中发挥作用。

2.3 诱导细胞凋亡

正常细胞通过增生和凋亡来维持自身的稳定，若两者失衡，就可能导致肿瘤的发生。肿瘤细胞的凋亡是一个涉及多基因参与的过程，可能与凋亡相关基因表达增强和抗凋亡相关基因表达减弱有关。近来发现［7］，苦参碱诱导肝癌 HepG2细胞凋亡时，其凋亡相关基因 p53、bax和 Fas表达均增高，而抗凋亡基因bcl-2、c-myc的表达降低，且Bcl-2/Bax比值随药物剂量增加而逐渐减少。Survivin是新近发现的一种抗凋亡基因，有证据提示［8］，苦参碱诱导 K562细胞凋亡与 Survivin基因的表达有关，这可能是苦参碱抑制 K562细胞增殖、诱导其分化与凋亡的重要机制。近来的研究［9］发现，苦参碱通过 MAPK信号转导通路促进人淋巴瘤细胞株U937细胞凋亡，苦参碱可以在体外抑制人淋巴瘤细胞U937的增殖作用并诱导其凋亡，其机制可能是通过抑制U937细胞中ERK的活性，提高p38和JNK的活性发挥其诱导凋亡作用。

2.4 抑制端粒酶的表达与活性

端粒酶是一种核糖核蛋白复合体，被激活后可促进细胞无限增殖。在正常人的体细胞很少能检出端粒酶活性的表达，而肿瘤组织多异常高表达端粒酶。有学者发现［10］，用苦参碱作用于K562细胞，在端粒酶逆转录酶hTERT-mRNA表达下降的同时，端粒酶活性亦见明显下降，两者呈相关性，提示苦参碱可作为一种有效的端粒酶活性抑制剂。还有资料证实［11］，苦参碱抑制HepG2细胞增殖和端粒酶活性以及hTERT表达的有效浓度大约在750 μg·mL-1，剂量依赖性并不明显，当浓度超过1 000 μg·mL-1，苦参碱的抗肿瘤作用则可能与诱导细胞凋亡有关。

2.5 致DNA甲基化的变化

近年来，肿瘤抑制基因启动子区高甲基化而获得表观遗传沉默渐渐受到重视，有实验［12］证实，苦参碱诱导 K562细胞分化时基因组DNA甲基化模式有明显变化，苦参碱作用24 h后，基因组DNA对5′-甲基胞嘧啶敏感的限制性核酸内切酶的敏感性下降，提示处理组细胞基因组DNA该酶的酶切位点被封闭，导致对酶的敏感性降低;相反，各组DNA对5′-甲基胞嘧啶不敏感的HarⅢ的酶切反应无明显差异。苦参碱诱导细胞K562分化时广泛的基因组DNA甲基化水平升高，提示苦参碱诱导K562细胞分化的基因表达变化同基因组DNA甲基化模式改变有关。

2.6 细胞信号改变

胞质型磷脂酶A2(cytosolic PLA2，cPLA2)是细胞内重要的信号分子。有研究［13-15］证实，用 0.1 mg·mL-1苦参碱作用K562细胞，得到如下结果:(1)cPLA2活性与表达量均增加，12 h达高峰后逐渐下降，且 cPLA2的活性增高，既有 cPLA2信号分子本身的活化，又有cPLA2的表达增加。提示在苦参碱对K562细胞的增殖抑制与促进红细胞系分化的过程中，可能有cPLA2参与，其活性和表达量的改变所引发的胞内信号传递可能是导致K562细胞增殖抑制与诱导分化的重要因素之一。(2)K562细胞经苦参碱作用后，细胞内钙离子均有明显增高，且增高幅度与苦参碱的浓度呈正相关。表明在苦参碱作用于K562细胞时，钙离子浓度的变化是反应细胞增殖抑制与诱导分化的重要信号。(3)在苦参碱对K562细胞的诱导分化过程中，有广泛的蛋白酪氨酸激酶活性的短暂下降，同时伴有蛋白酪氨酸磷酸酶的活性变化，其膜相中蛋白酪氨酸激酶的活性改变先于胞浆内的改变，说明有一个信号的跨膜转运过程。蛋白酪氨酸磷酸酶的活性变化，反映了胞内的蛋白酪氨酸残基磷酸化与去磷酸化的即时调节机制。蛋白的可逆磷酸化亦是与细胞增殖分化行为有密切联系的调控因素。(4)在苦参碱诱导K562细胞分化的过程中至少有6种酪氨酸蛋白磷酸化水平发生改变，表明酪氨酸蛋白磷酸化在苦参碱诱导K562细胞分化中起重要作用。

2.7 抑制肿瘤血管内皮细胞增殖

新生血管形成是恶性肿瘤生长和转移中的重要病理过程，肿瘤的生长和转移很大程度上依赖肿瘤血管形成。有研究［16］表明，氧化苦参碱可明显降低血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的表达，这可能是其抑制肿瘤血管形成的主要机制之一。

2.8 减低黏附因子的活性

肿瘤的转移涉及癌细胞与血管或淋巴管的内皮细胞之间的黏附作用，然后通过其内皮细胞间隙进入邻近组织，并形成转移灶。多种黏附因子与肿瘤的转移有关，其中 CD44V6、CD44V9、CD44V3的表达被认为与肿瘤的侵袭和转移关系最为密切。有研究证实［17］，复方苦参注射液处理后的胃癌 SGC-7901细胞，其体外黏附、侵袭和运动能力呈剂量依赖性下降，并发现CD44V6蛋白表达减弱，说明复方苦参注射液可以抑制胃癌细胞生长，降低细胞黏附、侵袭和运动能力，其机制可能与抑制CD44V6蛋白表达有关。

2.9 免疫调节作用

NK细胞是肿瘤细胞免疫的主要效应细胞之一，其细胞膜表面的受体NKG2D与靶细胞膜上的NKG2D配体结合是发挥NK细胞对靶细胞的细胞毒作用重要途径。某些药物可以通过上调肿瘤细胞表达的NKG2D配体，提高肿瘤细胞对NK细胞的杀伤敏感性，王国征等［18］的研究表明，苦参碱可上调人急性髓系白血病细胞株KG1a表面的NKG2D配体的表达率，增强NK细胞对其的杀伤敏感性。肿瘤细胞分泌免疫抑制分子抑制NK细胞免疫功能是肿瘤细胞免疫逃逸的重要机制，较为多见的免疫抑制因子有 TGF-β1、PGE2等，此类分子成为逆转肿瘤细胞免疫抑制作用的重要靶点。有研究证实［19］，氧化苦参碱下调某些肿瘤细胞对 NK细胞的抑制作用与 TGF-β1、PGE2的分泌下降有关。提示苦参可通过直接上调肿瘤细胞表面的NK细胞特异性配体和减弱肿瘤细胞对NK细胞的抑制两方面增强NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。

3 展望

苦参对肿瘤有广泛而确切的作用，可以通过多种途径直接作用于肿瘤细胞，所以苦参对肿瘤的作用呈现出多靶点的特点。随着人们对苦参的抗肿瘤作用机制的认识不断深入，我们相信，植物药——苦参在抗肿瘤方面的独特作用和广泛应用前景将进一步引起重视，大大降低或避免合成化疗药的不良反应。

［1］ Ling JY，Zhang GY，Cui ZJ，et al.Supercritical fluid extraction of quinolizidine alkaloids from Sophora flavescens Ait and purification by high-speed counter-current chromatography［J］.J Chromatogr A，2007，1145(1-2):123.

［2］ 何於娟，蒋纪恺，张 彦，等.苦参碱诱导 K562细胞分化的差异表达基因的研究［J］.中草药，2005，36(2):224.

［3］ 范临夏，陶晓楠，蔡曦光，等.苦参碱诱导 A549细胞凋亡的机制研究［J］.第四军医大学学报，2007，28(15):1359.

［4］ Zhou H，Lutterodt H，Cheng Z，et al.Anti-inflammatory and antiproliferative activities of trifolirhizin，a flavonoid from Sophora flavescens roots［J］.J Agric Food Chem，2009，57(11):4580.

［5］ 张 彦，蒋纪恺，刘小珊，等.苦参碱诱导 K562白血病细胞分化和凋亡的实验研究［J］.癌症，2000，19(8):756.

［6］ 王伟佳，张 彦，黄凤霞.苦参碱处理的 K562细胞中IER3IP1基因表达及其对细胞增殖的影响［J］.中华血液学杂志，2007，28(12):823.

［7］ 司维柯，陈 安，李 鹏，等.苦参碱诱导人肝癌细胞系HepG2凋亡的研究［J］.第三军医大学学报，2001，23(7):816.

［8］ 王林中，邹典定，赵东赤.苦参碱诱导 K-562细胞凋亡与Survivin基因表达的相关性研究［J］.实用中医内科杂志，2005，19(2):108.

［9］ 杨泽松，牟 君，陈建斌，等.苦参碱通过 MAPK信号转导通路促进 U937细胞凋亡［J］.中国中药杂志，2009，34(12):1553.

［10］ 李旭芬，张苏展，郑 树，等.苦参碱对K562细胞端粒酶hTERT-mRNA表达及其酶活性影响作用的研究［J］.癌症，2001，20(4):391.

［11］ 陈伟忠，曾 欣，林 勇，等.苦参碱对肝癌细胞HepG2增殖的影响及端粒酶活性调控的体外研究［J］.肿瘤学杂志，2002，8(3):168.

［12］ Stephen JK，Chen KM，Raitanen M，etal.DNA hypermethylation profiles in squamous cell carcinoma of the vulva［J］.Int J Gynecol Pathol，2009，28(1):63.

［13］ 刘北忠，蒋纪恺，何於娟，等.苦参碱诱导 K562细胞磷脂酶A2活性与表达的改变［J］.实用癌症杂志，2002，17(5):460.

［14］ 刘北忠，蒋纪恺，张 彦，等.苦参碱触发的 K562细胞胞内钙信号的动态变化［J］.临床检验杂志，2003，21(z1):33.

［15］ 刘小珊，蒋纪恺，张 彦，等.苦参碱对人白血病 K562细胞胞内酪氨酸蛋白磷酸化的影响［J］.中华实用中西医杂志，2004，4(17):3030.

［16］ 刘 敏，朱玉森，周国威，等.苦参碱联合5-FU对人结肠癌裸鼠移植瘤肝转移的影响［J］.中国临床实用医学，2007，1(8):15.

［17］ 代志军，高 洁，仵文英，等.复方苦参注射液对胃癌SGC-7901细胞侵袭转移能力的影响［J］.中药材，2007，30(7):815.

［18］ 王国征，孙 明，周 健，等.苦参碱抑制 KG1a细胞生长及提高自然杀伤细胞对其杀伤敏感性的研究［J］.肿瘤，2009，29(3):240.

［19］ 刘欣燕，王润田，崔 澂，等.氧化苦参碱对 L929肿瘤细胞免疫抑制作用的影响［J］.中国免疫学杂志，2009，25(3):216.