熊果酸抗肿瘤作用机制的研究进展

孙悦霖(综述)，罗 浩(审校)

(1.重庆医科大学儿科学院，重庆 400016； 2.第三军医大学研究生管理大队8队，重庆 400042)

熊果酸又名乌索酸，属五环三萜类化合物，在自然界植物中广泛分于山楂、熊果、乌梅、陆英、芦笋、野蔷薇果、车前草、女贞子中。熊果酸具有广泛的生物学活性，包括抗肿瘤、抗氧化、抗炎、保肝、抗艾滋病病毒、抗溃疡、降血脂等。近年来，随着对熊果酸抗肿瘤特性研究的深入，研究者发现熊果酸具有抗肿瘤谱广，对正常细胞毒性低的特点，同时可以从多个途径抑制肿瘤的发生、发展[1]，因此其抗瘤作用日益受到人们的关注。现将近年来熊果酸抗肿瘤作用的研究进展综述如下。

1 熊果酸的抗肿瘤作用

肿瘤的发生是机体在各种致瘤因素作用下，局部组织的细胞异常增生而形成的新生物。肿瘤的发病机制目前尚不十分清楚，它的形成是多因素控制，多环节调节，由多基因突变等共同导致的。目前研究发现，肿瘤的形成主要与DNA的突变、细胞的过氧化、细胞分化异常等导致原癌基因的激活有关，而肿瘤的增殖主要与异常的细胞周期、相关酶的激活、抗凋亡途径异常等相关，肿瘤内皮细胞增殖和迁移、相关促血管生成物的表达促进了肿瘤的转移，它们决定了肿瘤的发展及预后[2]。研究表明，熊果酸对肿瘤的发生、发展各阶段均有预防和抑制作用[1]。

2 熊果酸的抗肿瘤作用机制

2.1抑制肿瘤形成

2.1.1抗DNA 突变、癌变的启动抑制 细胞DNA突变可促进癌变的启动，导致肿瘤的形成。有实验证明，人肝癌细胞和人结肠癌细胞预先用熊果酸处理后，可以有效地降低抗艾滋病药物齐多夫定导致的单链DNA的损伤和突变[2]。最近，Shanthakumar等[3]研究显示，熊果酸对紫外线诱导的DNA损伤具有显著的保护作用，从而有效地抑制DNA的突变和癌变的启动。

2.1.2抗氧化作用 众所周知，细胞过氧化可导致DNA损伤及DNA修复功能的低下，而其损伤与肿瘤的形成有密切的关系，因此阻止其损伤或诱导其修复可起到预防肿瘤形成的作用。熊果酸对多柔比星诱导的细胞基因毒性具有抗氧化的保护作用[4]，主要的机制是在导致DNA双链断裂前，清除自由基及增强抗氧化酶，如过氧化氢酶、超氧化剂物歧化酶、谷胱甘肽等的活性，从而起到抗氧化的作用，避免癌变的启动。

2.2细胞毒作用 熊果酸对多种肿瘤细胞株均有直接的杀伤作用，多种肿瘤细胞株的细胞毒试验结果表明，其对白血病细胞、人肺腺癌细胞有显著的细胞毒作用。Bednarczyk-Cwynar等[5]用熊果酸对人结肠癌细胞株进行处理，分别在48 h和60 h后观察，结果显示细胞数逐渐减少，而未经处理的对照组，细胞呈指数生长。熊果酸长时间作用于细胞可表现出细胞毒和抑制细胞生长的双重作用。高浓度的熊果酸可以显著增强其细胞毒性，其中以50 mmol/L熊果酸的细胞毒作用最强[6]。熊果酸的细胞毒作用可能是通过激活癌细胞中的多聚ADP核糖多聚糖或内切酶来攻击肿瘤细胞核及核小体，最终导致肿瘤细胞溶解。

2.3抑制肿瘤细胞增殖

2.3.1细胞周期的阻遏 肿瘤发生的主要原因是细胞周期失调后导致的细胞无限增殖。膀胱癌细胞株经20 μmol/L熊果酸处理24 h后，发现细胞周期停滞于G1和G0期，并伴有S期细胞数的减少，而即使跨越了G1期，熊果酸仍可阻滞细胞周期G2和M期[7]。其机制可能与细胞内活性氧类自由基增加有关，高浓度的活性氧类可阻滞细胞周期，导致增殖能力的减弱。其次阻滞细胞周期G2和M期可能还与熊果酸阻滞微管的组装来抑制微管蛋白的聚合有关[8]。此外，熊果酸可明显抑制起始阶段猿猴空泡病毒DNA的复制，显著减少拓扑异构酶Ⅰ对DNA的裂解和降低复制蛋白A与单链DNA的结合活性，提示熊果酸抑制DNA复制的作用可能与起始阶段复制叉的形成受阻有关，最终导致细胞周期被阻遏。

2.3.2相关酶活性的抑制 抑制相关酶的活性可为肿瘤的药物治疗提供新的靶点。肿瘤细胞具有表达高水平的反转录酶的活性，抑制反转录酶的活性可以导致基因表达的重排，促使肿瘤细胞从高增殖表型向低增殖表型转变。Wang等[9]研究发现，熊果酸可显著降低黑色素瘤细胞的增殖率和内源性反转录酶活性，并且呈时间和剂量依赖性，从而有效地抑制肿瘤的生长和增殖。在肿瘤细胞的增殖中，信号转导和转录因子(signal transducers and activators of transcription,STAT)的激活起着重要的作用，STAT家族成员之一的STAT3在一些肿瘤细胞，如多发性骨髓瘤、白血病、淋巴瘤中持续表达，而熊果酸可通过抑制酪氨酸磷酸酯酶和下调STAT3调节基因产物(如细胞周期蛋白D1、Bcl-2、Bcl-xL)的表达来抑制STAT3的激活，从而抑制肿瘤的增殖[10]。最近Jiang等[11]研究表明，熊果酸可显著地抑制芳香酶的活性，降低性激素的合成，进而降低激素依耐性肿瘤(如前列腺癌、乳腺癌)的增殖能力。

2.4诱导肿瘤的分化及抗侵袭性 细胞分化异常是肿瘤细胞最本质的特征，肿瘤细胞的侵袭行为是细胞分化异常的一种表现。研究报道，用7.5 μmol/L的熊果酸可以诱导畸胎瘤细胞成为内胚层细胞，其机制可能是熊果酸结构上类似糖皮质激素，可通过与糖皮质激素受体或类似的核受体结合进而使内源性靶基因激活，发挥诱导肿瘤细胞分化的作用[12]。熊果酸还可诱导黑色素瘤细胞发生形态学上的改变，细胞呈树突状表型，微管沿树突状分布，这可能与熊果酸抑制肿瘤细胞内源性反转录酶活性有关。肿瘤的侵袭、转移是肿瘤患者死亡的主要原因，而肿瘤细胞的黏附是转移扩散的基础，黏附分子参与肿瘤细胞内外基质的相互作用，而熊果酸可显著降低黏附分子表达水平，从而产生抗侵袭作用[12]。

2.5诱导肿瘤细胞凋亡 细胞凋亡是受基因调控的一种主动性细胞自杀过程,它与肿瘤的发生、发展有密切关系。熊果酸诱导肿瘤细胞凋亡的具体途径可能与细胞的类型、状态、信号途径中的各个效应器的活性及功能有关,其机制主要包括激活c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)途径、促进钙离子释放、抑制核因子κB的活性及抑制蛋白激酶活性等。

2.5.1JNK途径 JNK家族是促分裂原活化蛋白激酶超家族成员之一,细胞凋亡的执行可通过激活JNK途径进而使胱天蛋白酶家族(caspases)活化,该蛋白酶家族中与凋亡相关的有caspase-8、caspase-9等启动酶和caspase-3效应酶[13]。Zhang等[14]研究证实，50 mmol/L熊果酸预处理大肠癌细胞后，细胞呈现凋亡征象,同时JNK的磷酸化增加，caspase-3被激活并呈浓度和时间依赖性,说明熊果酸对大肠癌细胞有诱导凋亡的作用,诱导caspase-3 活化,进而促进Bcl-2磷酸化和降解可能是其作用机制之一。最近研究发现，熊果酸诱导肿瘤细胞的凋亡过程中除诱导JNK活化外，还可能通过促分裂原活化蛋白激酶信号通路参与下调凋亡抑制基因的表达和促进Bcl-2磷酸化，从而使肿瘤细胞失去抗凋亡的功能[15]。

2.5.2钙离子途径 在控制细胞的生存和死亡过程中，线粒体起着重要的作用，它可以通过调节细胞间的钙离子浓度来诱导细胞凋亡。熊果酸可以促进钙离子内流，明显提高人白血病细胞内的钙离子水平，从而阻断细胞凋亡的发生。最近研究发现，线粒体通透性转换孔在诱导细胞凋亡过程中起重要作用,而熊果酸可通过钙离子内流促进线粒体通透性转换孔的开放，进而使线粒体膜通透性发生改变，同时促使凋亡前体蛋白,如细胞色素C、凋亡诱导因子的释放，进而活化caspase-9和caspase-3，最终诱发细胞凋亡[16]。

2.5.3p53和核因子κB途径 在诱导凋亡信号转导途径中,p53蛋白是一个重要的因子,可介导下游靶分子通过线粒体途径调控细胞凋亡。Manu等[17]研究表明，用50 mmol/L的熊果酸预处理黑色素瘤细胞24 h后，p53蛋白表达量开始增加。许多炎性细胞因子与肿瘤的发生有关，核因子κB被看作抗凋亡因子，熊果酸可通过抑制核因子κB途径来诱导caspase-3介导的促凋亡途径，同时抑制核因子κB活性可增强肿瘤细胞对放疗、化疗的敏感性。

2.5.4其他途径 熊果酸还可通过caspase途径促进线粒体细胞色素C的释放及促凋亡基因的上调和抗凋亡基因Bcl-2的下调[18]。最近研究显示，熊果酸具有抑制细胞Na+，K+-ATPase的活性，触发细胞膜通透性的改变，导致前凋亡分子(如caspase-3、caspase-8)的释放，从而促进细胞凋亡[19]。

2.6抑制肿瘤血管形成 肿瘤新生血管形成过程中,血管内皮细胞的活化、增殖、迁移及毛细血管形成是其关键步骤，Rabelo等[20]以牛主动脉内皮细胞为实验模型进行研究，结果显示熊果酸可显著抑制牛动脉血管内皮细胞增殖和迁移，同时有基质金属蛋白酶表达的下调，进而阻止对细胞间基质和基膜的降解。Kim等[21]研究显示，肿瘤血管的形成与环加氧酶2有关，熊果酸通过抑制环加氧酶2的表达从而抑制血管内皮生长因子的生成，血管内皮细胞的迁移和毛细血管的形成，起到抗血管生成的作用。

3 结 语

肿瘤的发生、发展、转移机制十分复杂，是多因素、多环节相互作用的结果。近年来，植物来源的药物广受重视，而熊果酸作为一种分布广泛、造价低廉、高效低毒、天然抗肿瘤植物药，随着其抗肿瘤机制研究的深入及临床推广，在肿瘤防治领域将显示出良好的临床应用前景。

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