β-榄香烯主要抗肿瘤机制及在非肿瘤性疾病中的研究进展

李 雪，周 赟，陈 蕾

(中国医科大学附属第一医院眼科，辽宁沈阳 110000)

榄香烯是以β-榄香烯为主要成分，结合δ-榄香烯和γ-榄香烯的一种类倍半萜烯混合物，是20世纪80年代从姜科植物温郁金的根茎中提取的具有抗癌活性的中药。20世纪后对于榄香烯的药理作用主要在于β-榄香烯，因为其在榄香烯中占60% ～72%［1]。β-榄香烯的化学名为 1-甲基-1-乙烯基-2，4-二异丙基环己烷，其分子式为C15H24，相对分子量为204［2]。研究证实β-榄香烯具有广谱的抗癌作用，对许多的癌细胞都有一定的疗效，如喉癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、骨癌、卵巢癌等。并且β-榄香烯的抗癌作用优于一些传统的化疗药物，对于正常细胞表现低毒性［3]。同时，科研工作者也发现了β-榄香烯治疗的非肿瘤性疾病的潜在作用，如抗凝血抗血栓形成，抑制角膜及视网膜新生血管的形成等。本文就β-榄香烯的主要抗肿瘤机制及在非肿瘤疾病中的研究综述如下。

1 抗肿瘤主要机制

1．1 阻滞细胞周期，诱导细胞凋亡 目前大量研究结果显示抗肿瘤的机制是细胞周期阻滞及细胞凋亡，经典的凋亡通路有两条，即死亡受体通路(细胞外)和线粒体通路(细胞内)。与细胞凋亡相关的基因分为促凋亡基因与抗凋亡基因两大类。Li等［4]在研究β-榄香烯对神经胶质瘤细胞作用时，得出β-榄香烯能够诱导胶质瘤U87细胞细胞周期阻滞于G0/G1期，G2/M期细胞明显下降，并且通过激活膜表面受体Fas及配体Fasl，上调Caspase-3，bax蛋白表达，下调bcl-2蛋白表达，从而诱导胶质瘤U87细胞凋亡。史晓光等［5]研究的β-榄香烯抑制甲状腺癌细胞增殖及其作用机制的实验表明，β-榄香烯抑制甲状腺癌细胞增殖、促进细胞凋亡作用主要是通过抑制细胞周期调节蛋白E、CDK2、CDK6的表达，提高细胞凋亡调节蛋白Caspases-3活性，降低bcl-2的表达，使细胞周期停滞在G1期，诱导甲状腺癌细胞凋亡，说明β-榄香烯抑制甲状腺癌细胞增殖作用是通过细胞周期阻滞和诱导细胞凋亡来实现的。近年来也有研究成果显示，一些凋亡相关基因产物存在于细胞线粒体，由线粒体释放入细胞质，如细胞色素C，进入细胞浆引起一系列反应，以致细胞凋亡。Li等［6]研究显示，β-榄香烯能够增加细胞色素C的释放，细胞质中的细胞色素C与凋亡蛋白酶形成复合物，激活Caspase-9进而激活Caspase-3，7，10诱导前列腺癌细胞DU145和PC-3的凋亡。

1．2 抑制肿瘤细胞迁移和侵袭 上皮间质转化是上皮细胞来源的恶性肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程是由许多刺激因素引起，包括TGF-β。Zhang 等［7]的研究认为 β-榄香烯有可能通过下调Smad3mRNA及蛋白表达，阻碍Smad3磷酸化，进而终止 TGF-β1信号通路，下调核转录因子SNAI1，SNAI2，TWIST，SIP1 的表达，抑制人乳腺癌细胞系 MCF-7 的上皮间质转化。Shi等［8－9]在 β-榄香烯抗黑色素瘤的研究中得出，β-榄香烯可以通过下调uPA，uPAR，MMP-2及MMP-9mRNA及蛋白的表达，抑制黑色素瘤B16F10细胞迁移和侵袭的能力。Zhang等［10]的研究显示 β-榄香烯下调 Ras/MAPK信号通路，上调ERα表达，随着ERα表达增多，SNAIL表达下降，进而下调钙黏蛋白E-cadherin的表达，抑制耐三苯氧胺细胞系人乳腺癌细胞MCF-7/TAM细胞的迁移和侵袭。Mao等［11]的研究得出β-榄香烯注射液诱导肝癌HepG-2细胞细胞周期阻滞于S期，并能随着药物剂量的增加，下调微管蛋白的表达，抑制微管的聚合，进而抑制肿瘤转移。

1．3 抑制肿瘤血管生成 李悦等［12]研究证明 β-榄香烯在体外可明显抑制血管内皮细胞ECV-304的增殖，阻滞细胞周期于G1期，并能明显减少ECV-304细胞形成管腔数目，抑制血管生成能力，从而通过抑制肿瘤的血管生成，抑制肿瘤的发生发展。Chen等［13]的研究表明β-榄香烯不仅能抑制黑色素瘤细胞的增殖，还能抑制VEGF蛋白的表达，从而通过微血管密度(MVD)的检查得出β-榄香烯有抑制血管再生能力。Tao等［14－15]的研究也显示在体外实验中，榄香烯抑制Hep-2细胞的生长，具有量效作用和时间作用。榄香烯能够激活Caspase-3，进而抑制 eIFs(4E，4G)，bFGF，VEGF的表达。在体内实验中，榄香烯腹腔内注射，抑制裸鼠Hep-2细胞转移瘤的生长，微血管密度(MVD)明显下降，从而控制肿瘤血管的形成。曹丽萍等［16]研究证实β-榄香烯通过抑制COX-2的表达，进而抑制其下游产物PGE2表达，使VEGF表达下调发挥抗肿瘤作用。

1．4 逆转耐药及增敏作用 癌细胞的多药耐药形成是肿瘤细胞免除药物攻击最有效防御机制，P-糖蛋白(P-gp)是产生耐药的经典蛋白。Xu等［17]研究显示β-榄香烯通过抑制P-gp转运，下调P-gp蛋白表达，增加耐药乳腺癌细胞系MCF-7细胞外阿霉素和罗丹明的积累，进而逆转肿瘤细胞的多药耐药性。β-榄香烯能够提高耐药性肺腺癌细胞系A549/DDP对顺铂的敏感性，逆转耐药作用。β-榄香烯下调线粒体膜电位，增加细胞外活性氧含量，减少细胞质谷胱甘肽含量，联合β-榄香烯和顺铂，能够提高细胞色素C，Caspase-3和bad表达，下调bcl-2和Procaspase-3表达，进而诱导耐药性肺腺癌细胞系A549/DDP 的凋亡［18]。Zhao等［19]研究表明 β-榄香烯增强多西紫杉对H460和A549细胞抗癌活性的作用可能与诱导上调p53蛋白的表达有关。β-榄香烯诱导细胞渗透性的改变，这可能导致增强紫杉烷类在细胞的富集，从而有助于发挥药物增敏作用。同时，Jiang等［20]研究得出β-榄香烯对肺腺癌A549细胞有放射增敏作用。通过上调p53基因，下调bcl-2基因，降低G2/M期细胞比率，细胞克隆形成率及细胞分裂指数，进而增强肿瘤细胞的放射敏感性。樊辉等［21]在研究 β-榄香烯对人肺腺癌 A549细胞株裸鼠移植瘤的放射增敏效应时，发现联合组较放疗组VEGF和CD43表达明显减弱，也说明β-榄香烯和放疗有协同作用，可能是通过抑制VEGF表达，改善血管形成情况，增强肿瘤细胞的放射敏感性。

1．5 其他机制 Li等［22]研究发现 β-榄香烯不仅能下调顺铂诱导的XIAP蛋白表达及JNK的磷酸化水平，而且能够通过ERCC-1表达，弥补ERCC-1带来的DNA损伤，起到DNA修复作用，增强耐药细胞对顺铂的敏感性。端粒酶是一种核糖核蛋白酶，位于真核细胞染色体末端，以维持染色体的稳定性，目前研究认为端粒酶的活性可作为肿瘤组织特异表现之一，王一等［23]研究得出β-榄香烯可以下调人白血病K562细胞的端粒酶活性，抑制作用呈药物浓度，时间依赖性，可能是抗肿瘤的机制之一。大量研究表明胶质瘤干细胞样细胞(GSCs)是肿瘤发生、发展、耐药的重要因素。Zhu等［24－25]研究发现β-榄香烯可协同替莫唑胺，通过下调CD33，ABCG2表达，上调GFAP表达，抑制干细胞样细胞聚集，增生，有潜在的通过免疫抑制对抗肿瘤细胞的作用。

2 在非肿瘤性疾病中的研究

2．1 抗凝血及抗血栓形成作用 唐舒棠等［26]在β-榄香烯防治血管再狭窄作用的体内外实验研究中得出实验组于模型组相比，最大内膜厚度明显减少，新生内膜厚度，新生内膜面积也明显减小，管腔面积明显增大，再狭窄率显著降低。实验组未发现有血栓形成，未发生血管重构现象。β-榄香烯抗内膜增殖的治疗效果不亚于阳性对照组雷帕霉素。丁丽等［27]在β-榄香烯抗凝血作用及不同剂量阿司匹林的影响的实验研究中表明，β-榄香烯可延长凝血时间，具有抗凝血作用，可引起小鼠胃肠道出血，且与剂量成正相关。有研究表明β-榄香烯有间接抗心肌缺血的作用，其保护心肌缺血的机制可能是，β-榄香烯与增加Na+-K+-A1RIse活性、抗凝血作用途径有关［28]。

2．2 抗氧化损伤作用 Wu等［29]在研究 β-榄香烯保护内皮细胞，抑制内膜增生的实验中得出，β-榄香烯可以有效的保护过氧化氢诱导损伤的内皮细胞，提高细胞生存率，是通过上调超氧化物歧化酶(SOD)，还原性谷胱甘肽(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)的表达，从而提高血管内皮细胞的总抗氧化能力(T-AOC)。毛利飞等［30]利用内皮细胞氧化损伤模型和鹌鹑饵食性高脂血症模型，不仅得出β-榄香烯能够保护内皮细胞的损伤，同时能够通过升高鹌鹑血清中SOD活性和NO含量，降低MDA水平，对高脂血症模型起到一定的保护作用，从而为临床高脂血症的治疗提供新思路。

2．3 在治疗眼部疾病的应用 李莹［31]在榄香烯抑制角膜新生血管的实验研究中采用榄香烯结膜下注射治疗碱烧伤诱导的角膜新生血管动物模型，结果显示，榄香烯可明显抑制角膜新生血管。耿金等［32]在建立高氧诱导小鼠视网膜新生血管模型的基础上，局部给予β-榄香烯注射乳干预治疗，发现β-榄香烯可以抑制视网膜新生血管的发生及进展;与球后注射给药方式相比，玻璃体内注射β-榄香烯的治疗效果更加明显。此外，有研究显示榄香烯能有效的抑制人晶状体上皮细胞的增殖，抑制率为24．9%，阻滞细胞周期于 G1期，下调 HLE-B3内PKC或PKG表达，干预细胞内PKC或PKG信号转导途经，这说明榄香烯可能对延缓白内障的进展和治疗后发性白内障有一定作用［33－34]。

综上所述，β-榄香烯作为我国具有自主知识产权的一种毒副作用小的中药提取物，其在抗肿瘤的临床应用上日益广泛，结合不同的化疗药物达到治疗的目的。其抑制肿瘤的主要作用机制有阻滞肿瘤细胞周期，诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞转移及血管生成，逆转耐药及放化疗增敏等。但其对癌基因，抑癌基因及作用靶点，作用通路的研究尚不明确，仍需深入。此外，近几年β-榄香烯治疗非肿瘤性疾病逐渐成为热点，如抗凝血抗血栓形成，抑制角膜及视网膜新生血管的形成等，但尚处于起步阶段，展望未来，相信对β-榄香烯应用于肿瘤之外的治疗及机制的研究将成为其研究的核心内容和主流趋势。作为寻求新的安全有效的防治方法，β-榄香烯的研究意义重大。

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