壁虎药用价值的研究进展

2015-12-03刘妍婕吴小东徐寒梅

药学进展 2015年12期

关键词：多肽壁虎肝癌

刘妍婕，吴小东，徐寒梅

（中国药科大学多肽药物创制工程研究中心，江苏南京 211198）

壁虎药用价值的研究进展

刘妍婕，吴小东，徐寒梅*

（中国药科大学多肽药物创制工程研究中心，江苏南京 211198）

壁虎是对蜥蜴亚目壁虎科所有蜥蜴的通称，其作为中药材使用具有悠久的历史。结合近年来国内外对壁虎药用价值的研究成果，综述了壁虎在抗肿瘤、调节机体免疫力和促进再生等方面的活性及相关机制研究进展，旨在为壁虎药用价值的深入探索提供参考。

壁虎；抗肿瘤；再生；生物活性

壁虎是对蜥蜴亚目（Sauria）壁虎科（Gekkonidae）所有蜥蜴的通称，俗称四脚蛇、檐蛇、守宫、蝎虎、爬墙虎、檐龙、巴壁虎或天龙，约含有80属750种，其中壁虎属约20种，中国产8种，在我国主要分布于西南及长江流域以南诸地区，常见的有多疣壁虎、无蹼壁虎和蹼趾壁虎。在我国古代，人们就对壁虎的药用价值展开了深入研究，在《四川中药志》、《纲目》、《本草纲目》中都对壁虎药效进行了归纳，指出壁虎具有治疗中风瘫痪、解毒散结等多种功效。目前，国内外对壁虎药用价值的研究主要为抗肿瘤研究，其他方面药效的研究报道不多。本文将对壁虎的药用研究进展（尤其是抗肿瘤研究进展）进行综述，旨在为此类动物药的深度开发提供参考。

1 壁虎抗肿瘤活性

1.1 作用机制研究

研究表明，壁虎的抗肿瘤作用是通过多靶点、多水平共同实现的，在整体水平，通过增强细胞免疫和体液免疫而增强机体免疫能力；在组织水平，通过调整肿瘤微环境细胞因子的表达及释放和抑制肿瘤新生血管的生成而抑制肿瘤生长；在细胞水平，通过抑制肿瘤细胞增殖和诱导肿瘤细胞凋亡最终杀死肿瘤细胞。

1.1.1 免疫调节作用

人体免疫系统在肿瘤的发生发展过程中起着至关重要的作用，如在免疫力低下、免疫抑制、免疫耐受等多种情况下肿瘤细胞通过免疫逃逸作用而快速生长。肿瘤免疫治疗因疗效显著、安全性较高而备受研究人员关注［1］。有报道称将鲜壁虎或干壁虎干粉分别作用于肝癌H22荷瘤小鼠，干、鲜壁虎组的脾指数和胸腺指数均高于阳性药（环磷酰胺）对照组，表明壁虎对脾脏和胸腺有生长刺激作用［2］。王晓兰等［3］在研究壁虎醇提物对肉瘤S180荷瘤小鼠的抗肿瘤作用时，通过检测小鼠的外周血白细胞数、胸腺指数、脾脏指数等指标发现，与阳性药（环磷酰胺）对照组相比，壁虎醇提物可不同程度地升高荷瘤小鼠白细胞数、脾脏指数和胸腺指数。闫祝辰等［4］发现守宫硫酸多糖可促进单核细胞、树突状细胞增殖，对淋巴细胞具有有丝分裂原的作用，并可通过促进抗原呈递细胞（APC）的抗原呈递作用，促进淋巴细胞对肝癌细胞的杀伤作用；此外，课题组还发现小剂量守宫硫酸多糖能增强体液免疫，大剂量可增强细胞免疫。这些研究均显示壁虎可增强机体对

肿瘤细胞的免疫应答作用。

1.1.2 抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡

抗肿瘤药物可通过影响核酸代谢、影响核酸结构和功能、干扰蛋白质合成等作用抑制肿瘤细胞增殖和诱导凋亡，从而抑制肿瘤生长。Song等［5-6］研究发现，壁虎的蛋白粗提物在体外可抑制肝癌细胞HepG2的生长并可促进其凋亡，在体内可抑制小鼠H22肝癌腹水瘤的生长。Western Blot实验显示，肿瘤细胞中Bcl-2与Bax比值显著降低，这可能是壁虎蛋白粗提物促进肿瘤细胞凋亡的原因之一。Wang等［7］研究了鲜壁虎水提物对人肝癌BEL-7402细胞的体外细胞毒活性、对小鼠肝癌H22移植瘤的体内抑瘤活性，以及对肝癌细胞分化的诱导作用，结果发现，鲜壁虎水提物在体内外均有较好的抗肿瘤作用，且呈现良好的浓度依赖关系，抗肿瘤机制研究发现，鲜壁虎水提物可以激活ERK1/2进而诱导肝癌细胞分化。王晓兰等［8］进行了壁虎醇提物对食管癌EC9706细胞作用的研究，采用MTT方法检测其细胞毒作用，同时还进行了Hoechst33258荧光染色研究，发现壁虎醇提物对EC9706细胞株存在着明显的促凋亡作用，且呈时间和浓度依赖关系。体内实验表明，壁虎醇提物可以抑制荷有S180肉瘤的小鼠的肿瘤生长，且呈一定的剂量依赖性，其高、中、低剂量组的抑瘤率分别达到69.53%、63.94%和44.88%，抑瘤效果显著。另有学者发现壁虎醇提物及壁虎多肽提取物具有促进食管鳞癌EC-109细胞凋亡作用，通过免疫组织化学检测发现，加药组细胞的Fas和Caspase-3表达水平明显上调，表明壁虎醇提物和壁虎多肽提取物诱导EC-109细胞凋亡可能与降低Bcl-2、增加Fas和Caspase-3蛋白表达具有相关性［9-11］。

1.1.3 抑制血管生成

1971年Folkman教授首次提出肿瘤新生血管概念以来，肿瘤新生血管被认为是肿瘤发生发展以及转移的基础［12］，抗血管生成类药物由此成为肿瘤治疗的策略之一。肿瘤细胞在生长过程中可表达血管内皮生长因子（VEGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、血管生成素（Ang）等，它们通过与相应受体结合而激活下游细胞信号通路，从而调节肿瘤新生血管生成，促进肿瘤生长及转移。研究发现，壁虎干粉和壁虎粗多肽均可降低小鼠肝癌H22移植瘤中VEGF和bFGF的表达［13］。此后，吴雄志课题组研究人员进行了守宫多糖肽相关研究，也发现了类似的作用［14］。

1.1.4 调节肿瘤微环境

肿瘤微环境是肿瘤细胞赖以生存的复杂环境，主要是由多种不同的细胞外基质和基质细胞组成，包括免疫细胞、间质细胞、微血管以及它们分泌的细胞因子γ干扰素、IL-2、IL-8、IL-10等［15-16］。近年研究发现，肿瘤微环境是肿瘤发生发展过程中不可或缺的组成部分，并且在肿瘤的生长、转移特别是肿瘤耐药性的产生中扮演着重要角色。因此，调节肿瘤微环境的抗肿瘤药物无疑给肿瘤耐药患者带来了新的希望。Chen等［17］将壁虎硫酸多糖蛋白处理过的肝癌细胞SMMC-7721培养基上清液与树突状细胞进行共培养后发现，肿瘤细胞环境可以改变树突状细胞的渗透脆性、变形性以及迁移能力，而壁虎硫酸多糖蛋白则可以恢复这些变化，并且能减少微环境中IL-10的分泌。

1.2 有效成分分析

壁虎体内含有多种活性成分，其中含有马蜂毒类似物及蛋白质、维生素、组胺类、核苷类和氨基酸等，李雯等［18］采用硅胶、Sephadex LH-20、ODS及HPLC等柱色谱法对壁虎进行提取分离得到化合物环（丙氨酸-缬氨酸）、环（脯氨酸-亮氨酸）、环（丙氨酸-脯氨酸）、环（丙氨酸-缬氨酸）、6-氨基嘌呤核苷等13个化合物；也有学者发现壁虎体内还有胡萝卜素、粗纤维脂肪。近年来，研究人员从壁虎中分离出的抗肿瘤活性物质有蛋白多肽类混合物、腺苷、硫酸多糖、硫酸多糖蛋白等。表1介绍了文献报道的壁虎提取物的抗肿瘤作用及相关机制。

1.2.1 粗蛋白

现代研究发现，蛋白多肽类药物与小分子药物相比具有体内不蓄积、毒副作用小、生物活性高、特异性强等优点，因此，蛋白多肽类药物研究与开发已成为现代药物研发的热点方向，其中包括天然来源的蛋白多肽类药物的开发。Kim等［20］对鲜壁虎进行水提，得到壁虎粗蛋白，利用MTT法进行细胞毒性分析，采用流式细胞仪进行凋亡检测实验，发现壁虎粗蛋白能抑制膀胱癌细胞Akt通路以及活化Caspase 3和Caspase 9，且对正常细胞无毒副作用。同样地，Jeong等［21］利用水提的方法得到壁虎粗蛋白，研究显示壁虎粗蛋白能够抑制宫颈癌HeLa细胞PI3K/Akt信号通路，为了进一步研究粗蛋白的组成和结构，课题组对粗蛋白进行了二维电泳、质谱分析对比，发现壁虎体内的

主要蛋白为代谢相关蛋白、蛋白酶抑制剂、细胞骨架蛋白等（见图1）。

表1 壁虎提取物抗肿瘤作用及机制Table 1 Anti-tumor effect of Gecko extracts and related mechanisms

图1 壁虎蛋白的组成比例Figure 1 Proportion of component proteins in Gecko

1.2.2 腺苷

目前，已上市的核苷类抗肿瘤药物主要有嘌呤类似物、鸟苷类似物、腺苷类似物、尿苷类似物、胞苷类似物等，它们主要通过抑制核酸的合成、干扰核酸的代谢、竞争性抑制DNA聚合酶等作用，抑制细胞增殖，最终导致肿瘤细胞死亡。常见药物有五氟尿嘧啶、氯法拉滨等。在壁虎抗肿瘤活性成分筛选中，韩明等［22］利用体外抗肿瘤活性为导向，从壁虎中分离到抗肿瘤活性单体，经结构鉴定为腺苷，然而需强调的是，由于腺苷在体内代谢极其迅速，很难将其制成抗肿瘤药。

1.2.3 硫酸多糖及硫酸多糖蛋白

随着生物化学、分子生物学等研究的不断深入，多糖的结构与功能研究受到研究人员广泛关注。已开发的多糖包括昆布多糖、香菇多糖、人参多糖、枸杞多糖等，人们也在其药效学等方面展开了大量的研究工作。守宫硫酸多糖和守宫硫酸多糖蛋白是吴雄志课题组成功从壁虎中分离得到的具有良好抗肿瘤活性的有效成分［23］，研究表明，守宫硫酸多糖和守宫硫酸多糖蛋白是壁虎发挥抗肿瘤药效和参与免疫调节的重要成分，体外实验显示，守宫硫酸多糖能使肝癌Bel-7402细胞阻滞于G2/M期，而对正常肝细胞株L02无毒副作用。另外研究发现，守宫硫酸多糖蛋白可以减少肿瘤微环境IL-8、IL-10的表达，还可以抑制肿瘤细胞CydinD1表达、使细胞阻滞于G0/G1期等，具有多种抗肿瘤作用机制［24-25］。

2 壁虎促进再生作用

作为壁虎的独门绝技，断尾逃生一直是其进行自卫的一种有效方式，在生物学中被称为“自截”或“残体自卫”。近年来这一有趣现象受到越来越多研究人员的关注，有学者提出可以将壁虎体内相关有效成分开发成为促细胞再生的药物。根据文献［26-27］报道，其尾部再生主要经历以下3个阶段：第一阶段为伤口愈合阶段，第二阶段为再生芽基的形成，第三阶段为尾部再生。实时定量PCR显示，壁虎尾部再生时VEGF-C、VEGF-D和VEGFR-3的mRNA水平有所上调；免疫组化分析显示，再生的早期阶段，角质形成细胞和成纤维细胞中存在大量的VEGF-C和VEGF-D；再生早中期，VEGF-C也存在于尾部脂肪组织中。这些结果表明壁虎在尾部再生过程中特异性地表达VEGF-C和VEGF-D以及它们的受体VEGFR-3，同时也说明血管新生和淋巴血管新生在尾部再生过程中具有重要的作用。此外，断尾后神经末梢释放的神经胶质生长因子-2（glial growth factor，GGF-2）、P物质、转铁蛋白是促使芽基细胞存活和增殖的因子；生长因子类血小板衍生因子（platelet derived growth factor，PDGF）、成纤维细胞生长因子-2（fibroblast growth factor-2，FGF-2）、表皮细胞生长因子（epidermal cell growth factor，EGF）等可使细胞

重新进入细胞周期；而再生尾部的精确定位则主要是通过再生芽基细胞表面分子prod1基因（CD59类似物）的调节［28-31］。

通过对壁虎尾部再生通路的深入研究，可指导人体内仿生再生通路，或者有希望从壁虎中提取到可促进再生的蛋白或因子，从而开发促进细胞组织再生的药物。

3 壁虎其他生物活性

刘益善等［32］采用骨质疏松大鼠模型对壁虎提取物的抗骨质疏松作用进行深入研究，发现治疗组与预防组的骨钙含量、腰椎骨密度值和全身骨密度值均显著高于未给药的大鼠，且最大应变及弹性模量、骨组织最大应力也明显高于未给药大鼠。结果表明，壁虎提取物可以增强机体代偿功能，预防骨质疏松的发生，增加骨量。与此同时，该研究发现壁虎还具有显著增加骨强度的作用。因此，壁虎提取物对骨质疏松具有一定的治疗和预防作用。研究人员采用卵蛋白致敏方法建立豚鼠哮喘模型来观察壁虎的抗哮喘作用，主要考察给药组动物哮喘发病情况、豚鼠肺组织病理学的改变及肺泡灌洗液中嗜酸性粒细胞（eosinophile granulocyte，EOS）含量。结果显示，壁虎粉能抑制局部炎症细胞浸润、保护气管黏膜的完整性，且可通过促进EOS凋亡的途径发挥平喘作用［33］。另外，中医临床研究观察发现，含有壁虎的药方具有治疗动脉硬化闭塞症、颈部淋巴结核、类风湿性关节炎以及改善晚期肺癌化疗患者的血凝症等作用［34］。

4 结语

恶性肿瘤严重影响着人类健康，而传统的抗肿瘤药物则有一定毒副作用。从天然动植物中筛选低毒、高效、多靶点的抗肿瘤药物仍然是今后药物研发的热点。壁虎早在古代就被应用于治疗各种疾病，近些年对壁虎的研究探索也逐渐深入，从文献报道中可知，现代的实验研究确认了壁虎具有确切的抗肿瘤活性，在消化道癌症和肝癌方面效果尤为显著。壁虎的多靶点抗肿瘤作用以及多水平共同发挥作用提示我们，壁虎用作抗肿瘤药物具有很好的开发前景。另外，壁虎还具有预防和治疗骨质疏松、平喘、抗结核、治疗类风湿性关节炎等功效。需要强调的是，由于壁虎成分复杂、提取分离难度极大，相关报道较少，其后续研究面临着巨大的挑战。此外，通过对壁虎尾部再生的研究，可以挖掘出对人类组织再生起促进作用的物质，从而指导人体内仿生再生通路的研究，但这方面的探索尚处于初步阶段。总之，壁虎作为一种极具开发潜力的动物药，在肯定其药用价值的同时也需意识到，该领域仍有许多亟待克服的瓶颈问题，其研发之路任重道远。

［1］Zong A， Cao H， Wang F. Anticancer polysaccharides from natural resources: a review of recent research ［J］. Carbohydr Polym， 2012， 90（4）: 1395-1410.

［2］侯新楠，赓迪，蔡昂，等. 壁虎鲜品和炮制品抗肿瘤活性比较研究［J］.中药材， 2008， 31 （7）: 957-959.

［3］王晓兰，李瑞芳，王建刚，等. 壁虎醇提物抗肿瘤及增效减毒作用的研究［J］. 中药材， 2010， 33 （8）: 1213-1216.

［4］闫祝辰，张晓宇，吴雄志，等. 守宫多糖对淋巴细胞增殖与细胞毒作用的影响［J］. 中草药， 2007， 38 （8）: 1230-1233.

［5］宋莹，王建刚，崔朝初，等. 壁虎粗多肽诱导人肝癌细胞HepG2凋亡的机制研究［J］. 中药材， 2012， 35 （6）: 863-866.

［6］Song Y， Wang J G， Li R F， et al. Gecko crude peptides induce apoptosis in human liver carcinoma cells in vitro and exert antitumor activity in a mouse ascites H22 xenograft model ［J］. Biomed Biotechnol， 2012， 2012: 743573.

［7］Wang Y X， Gu X X， Geng D， et al. Differentiation of bel-7402 human hepatocarcinoma cells induced by aqueous extracts of freshgecko （AG）and its anti-tumor activity in vivo ［J］. Ethnopharmacol， 2014， 155 （3）: 1583-1588.

［8］王晓兰，王淑英，王建刚. 壁虎醇提物对人食管鳞癌细胞EC9706的作用和体内抗肿瘤活性［J］. 中国中药杂志， 2010， 35 （16）: 2175-2179.

［9］徐新丽，王建刚，李瑞芳，等. 壁虎多肽混合物对人食管癌EC109细胞生长的抑制作用［J］. 中国临床药理学杂志， 2013， 29（8）: 602-604.

［10］宋佳玉，王晓兰，王建刚，等. 壁虎醇提物对人食管癌EC-109细胞增殖抑制作用及其机制研究［J］. 中药材， 2011， 34 （7）: 1020-1023.

［11］王璐，孙芳，闫滨. 壁虎多肽提取物分离纯化后抗肿瘤作用研究［J］.山东中医杂志， 2014， 33（7）: 574-575.

［12］Folkman J. Tumor angiogenesis: therapeutic implications ［J］. N Engl J Med， 1971， 285 （21）: 1182-1186.

［13］Liu F， Wang J G， Wang S Y， et al. Antitumor effect and mechanism

［24］Chen D， Zhang X， Du Y， et al. Effects of Gekko sulfated polysaccharideprotein complex on the defective biorheological characters of dendritic cells under tumor microenvironment ［J］. Cell Biochem Biophys， 2012，62 （1）: 193-201.

［25］王雅楠，吴雄志. 守宫硫酸糖肽对人乳腺癌细胞SKBR3增殖的影响及其机制［J］. 山东医药， 2014， 54（25）: 1-3.

［26］Blacker H A， Orgeig S. Differential mRNA and tissue expression of lymphangiogenic growth factors （VEGF-C and -D） and their receptor（VEGFR-3） during tail regeneration in a gecko ［J］. J Comp Physiol B，2012， 182 （1）: 109-126.

［27］Alibardi L. Histochemical， biochemical and cell biological aspects of tail regeneration in lizard， an amniote model for studies on tissue regeneration ［J］. Prog Histochem Cytochem， 2014 ， 48 （4）: 143-244.

［28］Bai X， Wang Y， Man L， et al. CD59 mediates cartilage patterning during spontaneous tail regeneration ［J］. Sci Rep， 2015， 5: 12798.

［29］Gu Y， Yang J， Chen H， et al. Different astrocytic activation between adult gekko japonicus and rats during wound healing in vitro［J］. PLoS One， 2015， 10 （5）: e0127663.

［30］Delorme S L， Lungu I M， Vickaryous M K. Scar-free wound healing and regeneration following tail loss in the leopard gecko， Eublepharis macularius ［J］. Anat Rec （Hoboken）， 2012， 295 （10）: 1575-1595.

［31］Song H， Man L， Wang Y， et al. The regenerating spinal cord of gecko maintains unaltered expression of β-catenin following tailamputation ［J］. J Mol Neurosci， 2015， 55 （3）: 653-662.

［32］刘益善，任东青，郭伟，等. 应用骨量及骨强度变化评估壁虎提取物改善骨质疏松大鼠的生物效应［J］. 中国组织工程研究与临床康复，2007， 11 （23）: 4516-4519.

［33］李国豪，徐邦牢，雷秀霞，等. 壁虎粉对哮喘豚鼠模型干预作用的实验研究［J］. 热带医学杂志， 2007， 7 （2）: 143-144， 168.

［34］李伟. 复方守宫散防治晚期肺癌患者高凝血状态的临床研究［D］. 合肥：安徽中医药大学， 2014. of Gecko on human esophageal carcinoma cell lines in vitro and xenografted sarcoma 180 in Kunming mice［J］. World J Gastroenterol，2008， 14 （25）: 3990-3996.

［14］Zhang S X， Zhu C， Ba Y， et al. Gekko-sulfated glycopeptide inhibits tumor angiogenesis by targeting basic fibroblast growth factor［J］. J Biol Chem， 2012， 287（16）: 13206-13215.

［15］Piersma S J. Immunosuppressive tumor microenvironment in cervical cancer patients ［J］. Cancer Microenviron， 2011， 4 （3）: 361-375.

［16］Sautès-Fridman C， Cherfils-Vicini J， Damotte D， et al. Tumor microenvironment is multifaceted ［J］. Cancer Metastasis Rev， 2011， 30 （1）: 13-25.

［17］Chen D， Zhang X， Du Y， et al. Effects of Gekko sulfated polysaccharideprotein complex on the defective biorheological characters of dendritic cells under tumor microenvironment ［J］. Cell Biochem Biophys， 2012，62 （1）: 193-201.

［18］李雯，王国才，张晓琦，等. 中药壁虎化学成分研究［J］. 中国中药杂志， 2010， 35（18）: 2412-2415.

［19］杨金霞，杨国生，朱伟，等. 干、鲜壁虎冻干粉对S180荷瘤小鼠的抑瘤作用及其急性毒性实验研究［J］. 中国中药杂志， 2007， 32（3）: 238-241.

［20］Kim G Y， Park S Y， Jo A， et al. Gecko proteins induce the apoptosis of bladder cancer 5637 cells by inhibiting Akt and activating the intrinsic caspase cascade［J］. BMB Rep， 2015， 48 （9）: 531-536.

［21］Jeong A J， Chung C N， Kim H J， et al. Gecko proteins exert anti-tumor effect against cervical cancer cells via PI3-Kinase/Akt pathway［J］. Korean J Physiol Pharmacol， 2012， 16 （5）: 361-365.

［22］韩明，程鑫，赵荣荣，等. 壁虎活性单体衍生物腺嘌呤对人肝癌细胞作用的实验研究［J］. 中国全科医学， 2015， 18（27）: 3308-3313.

［23］Wu X Z， Chen D， Xie G R. Effects of Gekko sulfated polysaccharide on the proliferation and differentiation of hepatic cancer cell line ［J］. Cell Biol Int， 2006， 30 （8）: 659-664.

［专家介绍］徐寒梅：教授，女，1966年出生，博士生导师，中国药科大学海洋药学教研室主任。，海中南国省药药科物大研学海究所顾问，中国生物化学与分子生物学学会海洋生物化学与分子生物学分会理事会理事，江苏省生物化学协会理事。多年从事抗多肽药物的研究，设计了抗肿瘤多肽安替安吉肽、AP25、EDSM等具有自主知识产权的分子，其中安替安吉肽具有安全性高、动物体内活性显著、不易引发耐药性等优点，现已获得1.1类化学新药临床批件。近5年在国内外发表学术文章50余篇，其中SCI收录20篇，主编及参编论著各一部，主编教材一部；申请发明专利共28项（其中国际专利8项）。近5年以来，先后主持了由国家自然科学基金、国家“863”高科技发展计划、国家“重大新药创制”科技重大专项等资助的项目。因与企业合作抗肿瘤多肽研究的卓著成果获得内蒙古自治区“杰出创新引进人才”奖和“草原英才”；先后获得江苏省“青蓝工程”优秀骨干教师、中青年学术带头人、南京市领军人才等奖励和称号；被内蒙古自治区政府聘为科技特派员，被教育部“蓝火工程”聘为泰州市科技特派员。

·医药行业报告·

REPORT IN

PHARMACEUTICAL FIELD

LIU Yanjie， WU Xiaodong， XU Hanmei
（The Engineering Research Center of Peptide Drug Discovery and Development， China Pharmaceutical University， Nanjing 211198， China）

Gecko， a general term for all Sauria gekkonidae lizards， has long been used as a kind of traditional Chinese medicine. Based on the latest research results on gecko's medicinal value at home and abroad， this paper summarizes the progresses in study on bioactivities of gecko including anti-tumor， immune-modulatory and regeneration promoting effects as well as related mechanisms， so as to provide

for further exploration of gecko's medicinal value.

Gecko； anti-tumor； regeneration； bioactivity

Progress in Medicinal Research on Gecko