黄酮类化合物抑制肿瘤新血管形成研究

杨书杰，于 蕾

(1.哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心，哈尔滨150076;2.国家教育部抗肿瘤天然药物工程研究中心，哈尔滨150076)

肿瘤的生长、侵袭和转移过程依赖于新血管的生成，而生成的血管为肿瘤的持续生长提供必需的营养物质和转移途径.因此，新血管的生成时肿瘤快速增殖的关键之一［1］.1971 年，Folkman［2］提出肿瘤的生长和转移依赖于新血管的形成，肿瘤的生长可分为2个阶段，即血管期以及无血管期，如果缺少了血管，肿瘤的体积极限为2 mm3，并且没有扩散能力，进入血管期之后，新生血管可以为肿瘤提供足够的营养而使其快速生长，同时，新生血管的高通透性，为肿瘤细胞的转移提供了有利条件.如果脱离了血管生成的前提，肿瘤组织将保持休眠状态甚至退化［3］.由此可以看出，通过对肿瘤新血管生成活动的抑制，即可达到阻断肿瘤细胞增殖和扩散的目的，这已经成为防止肿瘤扩散和肿瘤治疗的重要研究方向.

黄酮类化合物是广泛存在于自然界中的一类多酚化合物，有极其丰富的药理活性.由于具有极大的抗肿瘤活性，黄酮类化合物已成为药物化学研究的热点和重点，目前已有多个黄酮类化合物作为抗肿瘤药进入临床.近年的研究发现，某些黄酮类化合物具有良好的体内外抗肿瘤活性，且对正常细胞毒性较小，目前研究较多的黄酮类化合物的药理学机制有:诱导细胞凋亡，抑制细胞增殖，影响细胞周期，影响细胞信号转导，抑制新血管形成等.现就黄酮类化合物对肿瘤新血管形成的抑制作用做一简要综述.

1 对血管内皮细胞的直接作用

血管内皮细胞(ECs)的活化、肿瘤细胞及ECs中促血管生成因子的分泌均可促进肿瘤血管的生成［4］.ECs迁移是血管形成的重要组成部分，研究表明，ECs参与了实体肿瘤的血管生成［5］，因此诱导ECs凋亡，可以抑制血管生成并导致血管衰退.

TROCHON［6］等进一步探讨芹菜苷配基对血管形成抑制作用时发现，其抑制内皮细胞增殖的分子机制是成视网膜细胞瘤蛋白高度磷酸化堆积而阻断细胞周期使之停止于G2/M期.相反，它能强烈刺激血管平滑肌细胞增殖，其机制是降低p21和p27这2种激酶抑制剂的表达，从而影响细胞周期素的水平，并且对G1期细胞周期素依赖的激酶活性有负调节作用.

2 通过对血管生成调节因子，间接作用于内皮细胞

2.1 作用于血管内皮细胞生长因子

促进血管生成的生长因子不但能促进内皮细胞增殖、迁移及黏附，而且能抑制ECs的凋亡.大量实验证明VEGF及其受体能刺激肿瘤血管内皮细胞形成新生血管［7］.因此抑制肿瘤细胞分泌VEGF对抑制肿瘤组织的生长和转移有重要意义.

Kimura等［8］认为主要由转录因子HIF－1调控肿瘤细胞内VEGF的大量表达.芹菜素(Apigenin)能通过促进缺氧诱导因子 －1α(HIF－1α)的表达，降低血管内皮生长因子(VEGF)的表达而抑制肿瘤血管的形成［9］.表没食子儿茶素(EGCG)能抑制VEGF受体R1、R2的自磷酸化而抑制VEGF的信号传导.汉黄芩素能抑制绒毛膜尿囊膜(CAM)模型中脂多糖(LPS)诱导的新血管形成，其机制是汉黄芩素能抑制L－6及L－8基因的表达，还能抑制VEGFR－2酪氨酸的磷酸化［10］.染料木黄铜(Gen)是一种强效的蛋白酪氨酸激酶(PTK)抑制剂，它通过抑制JNK和p38的活化剂MMPs的分泌和活性而抑制VEGF诱导的内皮细胞活化，从而抑制肿瘤新生血管的形成［11］.大豆异黄酮能明显降低大鼠脑胶质瘤的MVD值、VEGF－A mRNA和蛋白含量，而减少大鼠胶质瘤的血管生成［12］.半枝莲黄酮类化合物A06不仅可以抑制内皮细胞小管样结构形成，对肿瘤细胞条件培养液刺激下的内皮细胞迁移也具有显著作用，据进一步推理，其机制可能与促血管生成因子VEGF、NO等在肿瘤细胞内的分泌受A06的抑制有关［13］.

2.2 作用于碱性成纤维细胞生长因子

成纤维细胞生长因子(FGFs)是一类肝素结合生长因子家族，可以同多种内皮细胞表面受体发挥作用，其中碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)是一种很强的促血管生成因子.肿瘤细胞可以通过旁分泌，血管内皮细胞通过自分泌的方式分泌bFGF，促进血管内皮细胞增殖.bFGF也可以通过降低细胞的黏附性来增加细胞的迁移能力.在小鼠肝癌动物模型研究中发现，FGF和VEGF可以协同促进新血管的生成.

已知伏波酯(TPA)能诱导肿瘤的发生，其机制是激活蛋白激酶C(PKC)的活性以及诱导原癌基因表达.姜黄素和芹菜苷配基能抑制成纤维细胞生长因子受体的活性，是通过抑制PKC，并与PKC竞争ATP，使TPA刺激的细胞内蛋白组分的磷酸化作用减少［14］达到的.黄芩苷或黄芩黄素能明显降低鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)中基本成纤维生长因子诱导的血管生成.二氢杨梅素在体外能有效的抑制人肝癌细胞分泌bFGF及VEGF，从而抑制肿瘤新血管的生成.

3 调节内皮细胞生长的微环境，降解细胞外基质

MMPs是一类蛋白水解酶类，可以调节基质上细胞的增殖、迁移及重塑，肿瘤血管就是通过MMPs使内皮细胞向周围组织侵入.MMPs通过对内皮细胞和间质中基质的降解作用以及对生长因子的活化作用参与肿瘤血管的生成［15］.

抑制MMPs表达是水飞蓟素抗肿瘤转移作用的靶点之一.水飞蓟素通过抑制细胞外信号调节激酶(ERK)1/2的磷酸化，降低MMP－2和尿激酶型纤溶酶原激活剂(u－PA)的表达，而抑制肿瘤细胞的侵袭［16］.

蜜柑黄素能降低活化剂蛋白－1(AP－1)DNA的结合活性，从而降低前基质金属蛋白酶 －7(proMMP－7)的水平及其mRNA的表达，发挥对肿瘤的侵袭和转移的抑制作用［17］.也可以通过抑制产生金属蛋白酶原，使组织抑制因子TMP－1的表达增加，或者是抑制 MEK1/2的磷酸化，抑制MMP的表达［18］.染料木黄酮可减少内皮细胞中MMP－2/MMP－9的分泌并降低其活性，从而抑制血管生成.杨梅素通过抑制PKC转位，ERK磷酸化和c－jun蛋白表达阻断内源性或 TPA诱导的MMP－2的活性，并且杨梅素是Ko等研究的36种黄酮类化合物中对 MMP－2的抑制能力最强的［19］.

4 其他

环氧化酶是花生四烯酸转化成前列腺素酶促反应过程中的关键酶，COX－2引起的前列腺素产生和VEGF分泌的增加都可诱导新血管生成［20］.体外培养肝癌细胞发现，COX－2表达的降低可以使人类脐静脉内皮细胞的增生得到抑制，而减少体内COX－2的表达可以降低VEGF和FGF2的分泌，从而抑制血管的形成［21］.鸢尾苷和鸢尾苷元可通过抑制COX－2的诱导作用而抑制TPA或辛酸刺激的腹膜巨噬细胞前列腺素E2(PGE2)的产生.透明质酸酶可以刺激血管的生成，芹菜苷配基可以抑制透明质酸酶的表达，从而可以抑制血管的生成，达到抑制肿瘤生长的目的.Shon［22］等人研究证明，染料木素可抑制乳腺癌MDA－MB－231和MCF－7细胞中与血管生成有关的细胞色素P450亚酶的活性，进而抑制形成新生血管［23］.

5 结语

抗血管生成治疗是肿瘤治疗的新方法，近几年在理论和临床研究方面都取得了快速的发展.其具有靶点明确、不易产生耐药性、作用直接和药用范围广等优点.在将来，血管生成抑制剂有可能成为抗肿瘤的主要药物.

黄酮类化合物种类繁多且广泛存在于自然界中，有很多存在于人们日常食用的植物和药物中，具有无毒和低毒的特点，且其抗肿瘤活性广泛.因此，研究黄酮类化合物抗肿瘤新血管形成的影响及其作用机制为开拓黄酮类化合物的药用价值提供一定的药理依据.另外，加强对我国具有抗肿瘤活性的药用植物进行研究，对于开发低毒，高效的抗肿瘤药物具有重要意义.

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