白杨素抗肿瘤效应及其机制的研究进展

邹雅茹 童建菁 叶 静 陈 字

白杨素是从许多植物、蜂蜜和蜂胶中提取的一种天然的具有生物活性的黄酮类化合物。它具有强大的抗炎、抗氧化和抗肿瘤特性。本文的目的是总结关于白杨素在肿瘤细胞凋亡过程中的活化机制的研究结果以及其对肿瘤细胞增殖的影响。已有的实验研究证明，白杨素具有抗肿瘤作用，是一种很有潜力的化学治疗或化学预防的抗肿瘤药物。

一、黄酮类化合物与白杨素

黄酮类化合物是一种分布广泛的植物色素，水果和蔬菜等食物中几乎无所不在。黄酮类化合物易于被人体摄取、吸收，并且由于其在各种食物中的高含量存在，因此成为人类饮食的一个重要组成部分。目前，已经有超过4000 种的具有生物学活性的黄酮类化合物被识别［1］。黄酮类化合物可以进一步划分为黄酮醇、黄酮、黄烷醇、黄烷酮、花青素和异黄酮等子类。黄酮有着共同的化学结构，它包括融合的A 环和C 环，还有连接在C 环2 位上的苯基B 环［2］。黄酮，如芹黄素、黄岑甙元、白杨素和野黄岑素，最近被证实它们在血管生成和抗炎抗氧化等方面扮演着重要的角色［3］。

2.应该将眼光放长远，成本管控工作要和企业战略目标相结合，其最终目标也是要完成企业战略目标。因此，传统意义上的采取偷工减料、以次充好等方式降低成本，单纯追求利润最大化成本管控模式是严重影响企业价值的，绝对不可取的。对于这两项错误认识，主要的应对方法是加强管理者的培训，加强产品生命周期成本法、价值链成本管理、质量成本管理、战略成本管理等成本管理方法的学习。

白杨素是本文重点介绍的一种黄酮。白杨素拥有常见黄酮的结构，此外在A 环的5 位和7 位有两个羟基。白杨素已被证实有减低糖尿病罹患风险的作用［2，4］。同时，它也显示出抗炎、抗氧化和抗肿瘤的作用［5，6］。大量研究显示，对于一些人类和小鼠的肿瘤细胞，白杨素具有抑制增殖和诱导凋亡的效应，显示出其抗肿瘤活性。

二、白杨素对肿瘤细胞凋亡过程的影响

细胞凋亡的激活是大部分抗肿瘤药物的主要分子机制，白杨素也不例外。尽管白杨素因为化学结构是在A 环的5，7 位只有两个羟基而在一些肿瘤细胞中表现较低的细胞毒性，但在体外研究中，白杨素已经在人类宫颈癌、白血病、食管鳞状细胞癌、肾癌、恶性胶质瘤、乳腺癌、前列腺癌、非小细胞肺癌( NSCLC) 和结肠癌等肿瘤细胞中显示出抗肿瘤效应［1，7～13］。细胞凋亡是基因调控的细胞死亡。一般说来，细胞凋亡有两种主要途径： ①由一种被肿瘤坏死因子( TNF) 受体所激发的外部信号诱导产生的，受体包括Fas( TNF 受体超家族，成员6) 、TRAIL - R1和R2( TNF 相关凋亡诱导配体R1 和R2) ； ②由线粒体和促凋亡蛋白( 包括细胞色素C) 介导的［14］。

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2.宫颈癌：以往研究显示： 肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体( TRAIL) 能选择性的杀死各种类型的肿瘤细胞而不伤害正常细胞。而最近有研究发现，蜂胶提取物中的白杨素可以使宫颈癌HeLa 细胞系对TRAIL 诱导的凋亡更加敏感［8］。白杨素的TRAIL 敏化作用不是由抑制TRAIL 诱导的NF -κB 的激活或是谷胱甘肽的消耗所介导的，而是通过抑制STAT3下调Mcl-1 基因表达，从而选择性的降低Mcl-1 蛋白的水平。这表明了白杨素可以作为TRAIL 的增敏剂来发挥其抗肿瘤作用的。

在用60ng/ml 马尼萨蜂胶处理白血病细胞时，人类端粒酶反转录酶( hTERT) 表达水平明显降低，这归功于蜂胶中白杨素下调hTERT 的能力。其他研究，如Josipovic 等的研究表明白杨素在白血病细胞显示高水平的细胞毒性。另外，白杨素的甲醇提取物也呈现出强大的抗肿瘤活性。所有这些研究均表明白杨素具有潜在抗肿瘤活性，有可能成为一个潜在的抗肿瘤药物。白杨素的生物活性，也许可以通过联合其他黄酮类化合物来进行提高。多数黄酮类化合物，包括白杨素的抑制白血病细胞增殖效果是存在剂量依赖的。此外，构效关系研究表明，在A 环的3、5、7 位至少有两个羟基才能起到诱导凋亡的作用，而B 环的3'和( 或)4'位的羟化会增加促凋亡活性，白杨素的化学结构( A 环的5 位和7 位有两个羟基) 很可能满足黄酮类化合物在白血病细胞内发挥细胞毒性的必需结构。

三氧化二砷是一种治疗急性早幼粒细胞白血病的有效药，但是这种制剂的有效应用需要使用敏化策略。目前的工作表明，白杨素与三氧化二砷联合可以在人白血病细胞株U937、THP -1、HL -60 中起到诱导凋亡的作用。两药联合使用引起线粒体膜电位降低，激活线粒体凋亡通路。白杨素单药使用或与三氧化二砷联合，在降低Akt 的同时也降低细胞内谷胱甘肽( GSH) 含量。另有研究表明，新型白杨素类似物8-溴-7 -甲氧基白杨素( BrMC) 单药使用或与三氧化二砷联合也具有相同作用，硫醇抗氧化剂NAC 和外源性GSH 可以恢复GSH 含量，并且减少由三氧化二砷联合BrMC 治疗所诱导的凋亡。这些发现均表明，白杨素及其类似物可能是通过作用于基于谷胱甘肽的氧化还原系统诱导肿瘤细胞凋亡的。

综上所述，目前已知的白杨素在肿瘤细胞诱导凋亡的机制主要包括：①激活caspase 级联；②抑制抗凋亡蛋白，如IAP、c -FLIP、PI3K/Akt 等； ③抑制I -κB激酶和NF-κB 活性。尽管也有研究结果显示白杨素有促癌活性，但更多结果显示出了其抑癌活性，例如中国蜂胶已经被表明有抑制神经母细胞瘤细胞株SH-SY5Y 凋亡的作用，并可以观察到caspase -3 活化和细胞色素c 的释放到胞质。

另一些研究已经表明，白杨素在人类大肠癌细胞HCT116、人类肝癌细胞HepG2 和人类鼻咽癌细胞CNE-1 细胞中参与凋亡的内在途径［19］。在用1ng/ml TNF-α 联合10、20 和40μmol/L 白杨素处理后，HCT116，HepG2 和CNE-1 细胞的的凋亡率明显上升。白杨素通过caspase 级联( caspase -8 和caspase-3 的活化) 显著提高了细胞对TNF -α 诱导的凋亡的敏感度。并且，用40μmol/L 白杨素和1ng/ml TNF-α 预处理的HCT116 细胞相比于只用TNF-α 的一组( P ＜0.01) 能明显呈现出I-κB 激酶活性的抑制，抑制NF -κB 转录活性进而抑制c -FLIP 基因的表达。这些研究表明，白杨素对TNF-α 诱导的细胞凋亡具有敏化作用，抑制TNF - α 介导的NF - κB 激活，从而减少c -FLIP 在HCT116 细胞的表达，促使细胞凋亡。

三、白杨素对肿瘤细胞增殖过程的影响

1.白血病：Zaric 等［7］指出白杨素在MOLT -4 和JVM-13 两种细胞株的几个重要影响：①白杨素介导线粒体细胞色素C 从线粒体释放到细胞质； ②白杨素诱导caspase - 3 活性增高和下游靶点蛋白水解；③白杨素诱导激活促凋亡的Bax 基因同时降低抗凋亡的Bcl -2 基因表达。笔者从而得出结论，白杨素是一种天然无毒的物质，其在白血病的化学治疗和预防上有着巨大潜力。这些结果表明，白杨素诱导的凋亡可能是caspase 和线粒体依赖的，这个结论与其他类似研究相一致，白杨素单独使用或与其他化合物联用会减少Akt 磷酸化，并可能导致白血病细胞的线粒体功能障碍。白杨素还可以通过抑制PI3K 通路消除干细胞因子( SCF) / c - Kit 信号。此外，Monasterio等报道，黄酮类化合物，包括白杨素、诱导凋亡通过激活的caspase-3 和caspase-8 诱导凋亡，表明白杨素诱导凋亡可能是通过配体-受体依赖的机制。本研究还提出了在细胞中Akt 和NF -κB 信号通路之间的关系。然而，在白杨素治疗的白血病细胞中需要更多研究，以进一步评估Akt 和NF-κB 信号通路之间的关系。

在小鼠的C6 神经胶质瘤细胞中，研究者进行了白杨素对肿瘤增殖影响的研究，经10 ～50μmol/L 白杨素作用72h 后，C6 细胞的增殖和生长速度下降了约30% ～90%。此外，在30 ～50μmol/L 浓度白杨素作用下，G1期C6 神经胶质瘤细胞的数量由69% 增加到83%，S 期的细胞数量从11.4%下降到2.8%。50μmol/L 浓度的白杨素使CDK2/cyclinE 的活性减少到8.9%，CDK4/cyclinD 的活性减少到5.7%。这是由于Cdk 抑制因子p21 在C6 神经胶质瘤细胞被过度活化造成的。这项研究表明，白杨素能导致C6神经胶质瘤G1期细胞增殖阻滞。另外的一项研究表明，经白杨素与铜螯合的复合物50μmol/L 处理24h后，黑色素瘤细胞518A2 会在G2/M 期被阻滞，但其机制仍未可知。

关于《罕哈冉惠传》所反映出的宗教思想，历来是学者们极为关注的问题之一。其中具有代表性的一种看法是：这部史诗的主题是反腾格里天神，宣扬佛教。这一看法，不仅见诸学界前贤的论文，而且也常见于各种关于蒙古文学史的专著。众所周知，萨满教的“腾格里天神”为蒙古史诗中的“早期成分”，而佛教为蒙古史诗中的“晚期成分”。

四、白杨素对不同肿瘤细胞的作用

肿瘤细胞的特点是不受控制的生长，这是由cyclin 和Cdk 的复合体控制的细胞周期调控基因的功能异常造成的。细胞周期的过程受p53 蛋白的调控，与DNA 损伤增加Cdk 抑制剂( 如p16、p21 和p27 蛋白)水平有关［20］。通过对DNA 损伤检查点的调节，可以使组织加快或减慢老化，同理也可以加快或减慢老化相关的肿瘤形成［21］。近来有研究表明，白杨素能够特异性减低端粒位置效应( TPE) ，影响端粒完整性，降低端粒对DNA 损伤的保护作用，从而使细胞加快走向凋亡［22］。

每名学生都必须参加出科考核，考核内容包括病史询问、体格检查、病历书写及技能操作。除病历书写外其他项均由总住院医师负责考核，病历书写由总住院医师协助主治医师实施考核。在考核中，总住院医师应关注每名学生的成绩，给出客观、真实的评价，指出学生存在的问题，并给予相应指导；同时对于学生做得好的方面，给予表扬和鼓励，真正做到以考促学。4重视实习生反馈意见，不断改进教学方法

诱导凋亡是白杨素治疗作用的重要机制之一［15，16］。有研究显示，以黄酮类为主要组成成分的蜂胶诱导细胞凋亡的机制依赖于化合物类型和蜂胶提取物的浓度［15］。另有研究表明，虾青素和黄酮类化合物可以保护SH -SY5Y 细胞免受β -淀粉样蛋白诱导的凋亡威胁［17］。尽管分子机制尚未完全明确，但白杨素在许多类型的肿瘤细胞实验研究中显示出诱导凋亡的活性。白杨素(5、7.5 和10μmol/L) 在U937 细胞诱导凋亡，这是通过PI3K/Akt 信号途径的失活、NF -κB 的下调以及IAP( inhibitor of apoptosis proteins) 的激活实现的，它们能激活caspase -3，进而启动凋亡［18］。另外，用白杨素( 7.5 和10μmol/L) 处理12h 的U937 细胞的细胞色素C 从线粒体中流到胞质中，这有可能是白杨素启动凋亡的内在途径［18］。

水力压裂技术就是把大批量的含有沙子的高压水或者是气压的一些液体灌到煤层当中，让煤层产生裂痕，沙子留在空隙当中起到支撑的作用，它可以防止空隙再次合在一起，增大了瓦斯的残留量，这样能够使瓦斯的涌出量大大减少，减少了工作人员的安全风险。水力压裂技术能够使瓦斯涌出量急剧减少。

3.食管鳞状细胞癌： 食管癌是常见的消化道肿瘤，全世界每年约有30 万人死于食管癌。我国是世界上食管癌高发地区之一，每年平均病死约15 万人。体外研究表明，用白杨素处理食管鳞癌KYSE -510细胞，可以引起G2/M 期阻滞和细胞凋亡，从而产生细胞毒性作用。进一步探究其机制，研究发现，白杨素在mRNA 和蛋白水平上，上调p21waf1且下调cyclin B1 表达，并通过上调PIG3 的同时使caspase -9 与caspase-3 分离来触发非P53 依赖的线粒体介导的凋亡通路，从而诱导肿瘤细胞的凋亡。

4.恶性胶质瘤：血管生成是所有肿瘤进展和侵袭所必需的，许多实体性肿瘤通过产生血管生成因子来诱导血管生长，其中效果最明显的是血管内皮生长因子( VEGF) 。一项关于恶性胶质瘤的体外研究表明，白杨素等黄酮类化合物可以减少VEGF 释放，从而阻碍肿瘤进展。神经胶质瘤是最常见的恶性肿瘤之一，威胁着中枢神经系统的正常运作，一项药物筛选试验表明，白杨素及其衍生物8 - 溴- 7 甲基白杨素( BrMChR) 能抑制神经胶质瘤细胞的生长并诱导其凋亡，但具体机制尚不清楚。

5.肺癌：二氢二醇脱氢酶( DDH) 是醛酮基还原酶超家族( AKR1C1 - AKR1C4 ) 成员之一，在类固醇激素前列腺素和外源性化学物质的代谢中发挥重要作用。DDH 过表达是非小细胞肺癌( NSCLC ) 中作为预后不良和药物抗性的指标，还与慢性炎症密切相关。Wang 等在非小细胞肺癌细胞中对炎性反应，DDH 表达及耐药性之间关系的研究表明，非小细胞肺癌细胞的AKR1C1/1C2 表达及耐药性可以被白杨素所抑制，在这一进程中蛋白激酶C 通路可能发挥重要作用。A549 细胞为人肺腺癌细胞，有研究发现，经白杨素作用，A549 细胞对TRAIL 诱导的凋亡的敏感度明显增强。Samarghandian 等的研究发现，白杨素通过对Bcl - 2 家族的调控和激活caspase - 3、caspase-9 诱导肿瘤细胞凋亡，从而抑制肺癌细胞生长的。

白杨素在大多数实验细胞中抑制肿瘤细胞增殖和诱导凋亡，其效果不尽相同。对其作用机制的研究表明，白杨素有激活caspase 和使Akt 信号通路失活的能力。白杨素的生物活性，也许可以通过联合其他黄酮类化合物和修饰分子结构改善。尽管大多数研究都支持这样的结论，白杨素在不同肿瘤细胞系可以诱导凋亡，但其诱导凋亡的机制仍不清楚。到目前为止已发表的研究有一定差异性甚至是矛盾的。因此，要明确白杨素的诱导肿瘤细胞凋亡和抑制细胞增殖的确切机制，开展进一步研究是十分必要的。

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