苦参碱抗肿瘤作用及其机制研究进展

谭书想

(重庆市垫江县人民医院药剂科，重庆 垫江　408300)



·综述·

苦参碱抗肿瘤作用及其机制研究进展

谭书想*

(重庆市垫江县人民医院药剂科，重庆 垫江408300)

对众多中药材的研究发现，苦参碱具有良好的抗肿瘤作用。《中华人民共和国药典》载录了苦参碱是由豆科植物苦参SophoraflavescensAit的干燥根、植株、果实经乙醇等有机溶剂提取制成的主要活性成分，具有广泛的药理作用[1-4]。大量研究结果显示，其相关产品如康艾注射液、苦参碱注射液、复方苦参注射液已在临床上用于肿瘤的辅助治疗[5]。

1　苦参碱的作用

苦参碱发挥抗肿瘤作用的途径多样，对鼻咽癌[6]、肺癌[7]、肝癌[8]、胃癌[9]等各种恶性肿瘤肿瘤均有一定的抑制作用，主要表现在抑制肿瘤细胞的增殖与转移、诱导肿瘤细胞的分化与凋亡、抑制肿瘤新生血管的形成、抑制肿瘤耐药性及促进宿主抗肿瘤免疫反应等。

1.1抑制肿瘤细胞的增殖与转移

生长失控、无限增殖是肿瘤细胞的显著特点之一，有效抑制其增殖与转移是目前最直接、有效的治疗方法。而细胞的生长、增殖离不开蛋白的翻译及表达，目前研究发现，在体外，苦参碱可剂量依赖性地抑制大部分恶性肿瘤细胞的增殖，如人肝癌HepG2细胞，鼠神经胶质瘤C6细胞，非小细胞肺癌A549细胞，红白血病K562细胞，胃癌MKN45细胞、SGC-7901细胞，胰腺癌BxPC-3细胞、PANC-1细胞，骨髓瘤细胞，骨肉瘤MG-63细胞、U-2OS细胞、MNNG/HOS细胞、WERI-RB1细胞、SO-RB50细胞，鼠肝癌H22细胞、SMMC-7721细胞等的增殖，这个发现大大提高了苦参碱在肿瘤治疗中的应用范围。目前发现，苦参碱抑制肿瘤细胞的增殖机制可能是其作用于多个信号通路或凋亡蛋白，通过抑制磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol-3 kinase，PI3K)及其下游分子蛋白激酶B(Akt)和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)[细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，Erk)1/2]信号通路，达到抑制肿瘤细胞的增殖、转移[10-12]。于民等[13]亦发现苦参碱能抑制乳腺癌MDA-2(p-Erkl/2)的表达，使PI3K-Akt和RasRaf-丝裂原激活的蛋白激酶(MEK)/MAPK/Erk信号通路失活，从而抑制结肠癌细胞的增殖。更有研究发现，苦参碱能显著抑制脑胶质瘤肿瘤干细胞的增殖[14]。另外，王涌等[15]研究结果显示，不同浓度苦参碱体外作用于肝癌干细胞72 h后，能明显抑制其增殖，并呈浓度依赖性。

1.2诱导肿瘤细胞的分化与凋亡

除抑制肿瘤细胞的增殖与转移外，如能诱导肿瘤细胞向正常细胞分化也是当前研究的热点之一，更是肿瘤治疗的一个重要手段。诱导肿瘤细胞凋亡在肿瘤的发生、发展和抗肿瘤的药物治疗中起着重要作用。众所周知，在体内，B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)/Bcl-2相关X蛋白(Bax)的大小决定细胞凋亡的敏感性，Bcl-2/Bax增大，则细胞存活；反之，则细胞易凋亡[16]。研究结果显示，苦参碱作用于Hela细胞后，超微结构发生凋亡早期改变，导致Bcl-2/Bax减小，细胞凋亡率则呈浓度依赖性。张文谨等[17]研究结果显示，复方苦参注射液能诱导子宫内膜癌细胞的凋亡可能是通过对Bcl-2/Bax表达的调控，但还需进一步的研究确认。而谢貌[18]研究发现，苦参碱还可通过血管内皮生长因子A(cascuoar endothelial growth factor A，VEGFA)-ERK1/2 MAPK通路，抑制鼻咽癌细胞的增殖生长和诱导其凋亡，而Western blot结果显示，VEGFA的表达随苦参碱浓度的增大而下调、ERK1/2磷酸化随苦参碱浓度的增大而下调，半胱氨酸蛋白酶caspase-3、caspase-9等重要的凋亡相关蛋白的表达随苦参碱浓度的增加而上调，这可能是苦参碱诱导肿瘤细胞凋亡的机制之一。李国慧等[19]研究亦发现，苦参碱能明显抑制卵巢癌A21-2细胞和骨肉瘤MG63细胞的增殖，诱导细胞凋亡，其机制可能也与促进caspase-3蛋白的表达有关，且随苦参碱的浓度升高，细胞凋亡率亦增高。上述研究结果显示，苦参碱可能是通过对多种凋亡分子的调节，特别是对caspase-3、caspase-9的表达调控，来发挥其抗肿瘤效应。而分化程度低往往是恶性肿瘤细胞的主要特征之一，主要表现为幼稚性和功能上的异常。而如何提高恶性肿瘤细胞的分化状态、达到事半功倍的治疗效果，是目前研究的难点，而是否能利用药物逆转诱导其重新向正常细胞的方向分化，是目前肿瘤治疗中的策略之一。目前相关学者发现，0.1 mg/ml的苦参碱对K562细胞诱导5 d，可使细胞向红系分化达到30%左右，同时伴有端粒酶活性的丧失。亦有研究结果显示，0.05、0.10和0.20 mg/ml的苦参碱可使K562细胞出现红系分化趋势，其中0.05 mg/ml的苦参碱诱导K562细胞分化趋势最明显。以上表明，苦参碱具有一定的诱导肿瘤细胞分化的作用，但对不同肿瘤细胞的分化作用不同，如通过抑制ERK1/2的磷酸化抑制前脂肪细胞分化，怀疑可能与细胞间的差异有关，反映了苦参碱的诱导分化作用具有细胞特异性，尚待更深入的研究证实。

1.3抑制肿瘤新生血管的形成

肿瘤血管生成是肿瘤生长的必要条件，如能破坏或抑制肿瘤血管的生成，使肿瘤细胞失去赖以生存的环境而凋亡，则可以此为突破口，通过靶向给药来抑制肿瘤血管生成，减少肿瘤细胞的增殖和凋亡。研究结果显示，苦参碱能下调乳腺癌4T1细胞高转移模型小鼠血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和血管内皮细胞生长因子受体2的表达[20]，还可减少A549细胞、MDA-MB-231细胞中VEGF的分泌。有研究结果表明，1.25～10.00 g/L的苦参碱作用于SMMC-7721细胞后的培养液对血管内皮细胞增殖的抑制率为7.7%～38.5%。以上研究均提示，苦参碱具有一定的抗血管生成作用，可通过抑制血管生成而发挥抗肿瘤作用，这一发现对进一步抗恶性肿瘤研究具有重要的意义。

1.4抑制肿瘤耐药性

目前，化疗仍是我国肿瘤治疗的主要手段，肿瘤的耐药问题往往导致治疗失败。苦参碱在抗肿瘤治疗中有其独特效果，其可通过调控耐药相关基因和凋亡基因的表达来逆转肿瘤细胞的耐药性，这在苦参碱治疗肿瘤领域是个重要发现，而苦参碱与其他药物的联合应用可大大提高治疗效果。有研究将低剂量苦参碱作用于肝癌耐药细胞株QGY/CDPP，结果显示，可增强顺铂对耐药细胞株的杀伤作用，逆转耐药倍数为1.9倍，其机制可能与下调P糖蛋白(P-glycoprotein，P-gP)、多药耐药相关蛋白(multidrug resistance protein，MRP)和上调Bax蛋白表达有关。研究结果显示，苦参碱可通过降低AKT的磷酸化水平，抑制P-gP、MRP等耐药蛋白的表达，诱导对阿霉素耐药的乳腺癌细胞(MCF-7/ADR)的凋亡，发挥逆转肿瘤多药耐药性作用[21]。张俊[22]研究结果显示，人鼻咽癌细胞株HONE1对顺铂耐药，其耐药机制可能与增加多药耐药相关蛋白1(multidrug resistance-associated protein 1，MRP1)的表达有关；苦参碱及其衍生物可以逆转人鼻咽癌细胞株HONE1/DDP对顺铂的耐药性，逆转倍数分别为1.45、1.77，其机制可能与其下调MRP1的表达、降低Bax/Bcl-2及延缓细胞周期有关。苦参碱对K562及其多药耐药细胞K562/Vin的细胞生物学影响的试验结果显示，苦参碱可大大增强长春新碱对K562/Vin细胞的毒性，并诱导K562、K562/Vin细胞凋亡，同时可抑制K562细胞人端粒酶逆转录酶信使核糖核酸的表达，证明了苦参碱是有效抗肿瘤的药物。流式细胞仪DNA含量分析及细胞周期分析不同浓度下苦参碱作用于各细胞24、48 h后，在DNA组方图上均可见低G1期细胞出现，并形成凋亡峰，证明苦参碱具有抗肿瘤耐药性，而凋亡细胞比例为10%～40%，且随着药物浓度增高，凋亡细胞比例亦有增高。而值得一提的是，苦参碱对敏感和耐药细胞的诱导凋亡作用无明显差异。

1.5诱导肿瘤细胞自噬

正常细胞的自噬能维持细胞完整和稳定性，而对于肿瘤细胞，自噬功能则为肿瘤细胞提供营养、逃避凋亡而生存。在人胃癌细胞中，苦参碱能阻滞其自噬降解，通过转变溶酶体的pH环境，使溶酶体中蛋白水解酶活性下降，引起细胞内大量自噬液泡堆积，同时增加了自噬基因Beclin1的表达，且呈剂量依赖性[23]。范悦等[24]研究结果也证实，苦参碱体外能诱导肝癌细胞HepG2自吞噬和自噬性死亡。更有研究结果显示，苦参碱还可通过使肝癌细胞HepG2的细胞凋亡诱导因子从线粒体入核及线粒体跨膜电位的降低和活性氧产量的增加，来诱导caspase非依赖性的细胞死亡[25]。

2　展望

综上所述，苦参碱抗肿瘤的作用较全面且广泛，包括抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞分化和程序性死亡、抑制肿瘤细胞侵袭转移、逆转肿瘤细胞多药耐药性等多个方面，具有良好的抗肿瘤新药开发前景。但目前对苦参碱抗肿瘤确切机制的研究仍不够深入，多以体外试验为主，不足以充分解释苦参碱抗肿瘤作用，毕竟体内实验(试验)具有复杂性，对于体外试验证明有效的药物在体内的作用效果及安全性如何，还有待研究。目前的研究结果显示，直接细胞毒性作用不是苦参碱抗肿瘤的主要机制，但其安全范围大，在肿瘤发生的多个关键环节有一定的作用，在未来的研究中需结合动物模型和临床研究，进一步探究其抗肿瘤机制与临床疗效，为苦参碱尽快成为抗肿瘤的临床药物提供充足的理论依据。此外，近年来随着苦参碱提纯[26-27]与含量测定技术[28-29]的提高，其抗心律失常、抗慢性心功能不全、抗心肌缺血、抗病毒、抗纤维化等方面的作用机制研究[30-33]也日益深入。相信随着时间的推移，含苦参碱类中药材资源将会得到更有效的挖掘和利用，而苦参碱将在临床相关领域发挥其应有的作用。

[1]毛玲，汪顺才，陈超，等.苦参碱对人胃癌SGC-7901细胞增殖的影响及其机制[J].山东医药，2015，55(32)：23-25.

[2]罗娟，薛天阳，许伟，等.苦参碱对人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞的作用及机制[J].中外小儿外科杂志，20111，32(9)：686-689.

[3]毛玲，薛天阳，许伟.苦参碱对人肾母细胞瘤SK-NEP-1细胞趋化因子受体4表达的影响[J].临床儿科杂志，2014，32(5)：467-470.

[4]毛玲，薛天阳，许伟.苦参碱联合顺铂对人肾母细胞瘤SK-NEP-1细胞PDCD4表达的影响[J].中国小儿血液与肿瘤杂志，2014，19(2)：85-89.

[5]郑娟，周梁.复方苦参注射液在抗头颈部恶性肿瘤中的应用[J].复旦学报：医学版，2016，43(2)：236-240.

[6]Sun B，Xu M.Matrine inhibits the migratory and invasive properties of nasopharyngeal carcinoma cell[J].Mol Med Rep，2015，11(6)：4158-4164.

[7]Niu H，Zhang Y，Wu B，et al.Matine induces the apoptosis of lung cancer cells through downregulation of inhibitor of apoptosis proteins and the Akt signaling pathway[J].Oncol Rep，2014，32(3)：1087-1093.

[8]Wang L，Gao C，Yao S，et al.Blocking autophagic flux enhances matrine-induced apoptosis in human hepatoma cells[J].Int J Mol Sci，2013，14(12)：23212-23230.

[9]Zhang JW，Su K，Shi WT，et al.Matrine inhibits the adhesion and migration of BCG823 gastric cancer cells by affecting the structure and function of the vasodilator-stimulated phosphoprotein(VASP)[J].Acta Pharmacol Sin，2013，34(8)：1084-1092.

[10]Gan L，Chen S，Zhong J，et al.ZIC1 is downregulated through promoter hypermethylation, and functions as a tumor suppressor gene in colorectal cancer[J].PLoS One，2011，6(2)：e16916.

[11]Zhou K，Ji H，Mao T，et al.Effects of matrine on the proliferation and apoptosis of human medulloblastoma cell line D341[J].Int J Clin Exp Med，2014，7(4)：911-918.

[12]Zhang S，Zhang Y，Zhuang Y，et al.Matrine induces apoptosis in human acute myeloid leukemia cells via the mitochondrial pathway and Akt inactivation[J].PLoS One，2012，7(10)：e46853.

[13]于民，曹方，朱荣，等.ZIC1联合苦参碱对人乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖、迁移及凋亡的影响[J].现代肿瘤医学，2016，24(10)：1528-1533.

[14]杨赣军，张小强，孙弋.苦参碱对大鼠脑胶质瘤肿瘤干细胞增殖的影响[J].甘肃医药，2013，32(6)：417-419.

[15]王涌，刘雅辉，姜建帅，等.苦参碱对肝癌干细胞增殖及侵袭转移能力的抑制作用[J].中华实验外科杂志，2013，30(1)：61-63.

[16]Wu J，Xue X，Zhang B，et al.The protective effects of paeonol against epirubicin-induced hepatotoxicity in 4T1-tumor bearing mice via inhibition of the PI3K/Akt/NF-kB pathway[J].Chem Biol Interact，2016，244(1)：1-8.

[17]张文谨，彭瑶，连增林，等.复方苦参注射液对子宫内膜癌HEC-1B细胞Bc1-2/Bax、P27表达的影响[J].天津中医药大学学报，2012，31(2)：88-91.

[18]谢貌.苦参碱通过VEGFA-ERK1/2通路诱导人鼻咽癌细胞凋亡的机制研究[D].南宁：广西医科大学，2014.

[19]李国慧，张剑霄，黄慧，等.苦参碱体外促进肿瘤细胞凋亡的实验研究[J].疑难病杂志，2014，13(6)：619-621.

[20]赵海亮，黄桂柳，黄赞松，等.苦参碱抑制人肝癌HepG2细胞增殖及其对VEGF、MMP-9表达的影响[J].右江民族医学院学报，2016，38(1)：1-5.

[21]周炳刚，沈义军，杨涛，等.苦参碱诱导人乳腺癌细胞凋亡逆转耐药及对酸化蛋白激酶-B、Fas、半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶-3表达的影响[J].中华实验外科杂志，2012，29(9)：1856-1857.

[22]张俊.苦参碱及其衍生物对人鼻咽癌细胞的耐药逆转作用[D].南宁：广西医科大学，2013.

[23]Wang Z，Zhang J，Wang Y，et al.Matrine，a novel autophagy inhibitor，blocks trafficking and the proteolytic activation of lysosomal proteases[J].Carcinogenesis，2013，34(1)：128-138.

[24]范悦，王世明，石青青.苦参碱对肝癌细胞增殖及其细胞自噬的影响[J].中国当代医药，2013，20(7)：11-13.

[25]Zhou H，Xu M，Gao Y，et al.Matrine induces caspase-independent program cell death in hepatocellular carcinoma through bid-mediated nuclear translocation of apoptosis inducing factor[J].Mol Cancer，2014，13：59.

[26]付起凤，曹琦，吕邵娃，等.正交法优化苦参中苦参生物碱的超声提取工艺[J].中医药信息，2015，32(1)：11-13.

[27]李茹，陈蕊，李聪旭，等.正交试验优选苦参生物碱渗漉提取工艺的研究[J].黑龙江畜牧兽医，2015(21)：200-202.

[28]赵宁，李伟泽.苦参碱纳米柔性脂质体的制备及包封率测定[J].中成药，2016，38(2)：444-446.

[29]于海红，姜音，丛景香，等.苦参粗提液中苦参碱和氧化苦参碱的高效液相色谱法测定[J].时珍国医国药，2013，24(1)：126-127.

[30]刘洁颖，郭圣荣.苦参碱对心血管的作用及其机制的研究进展[J].吉首大学学报：自然科学版，2011，32(5)：103-106.

[31]程培培，李剑勇，杨亚军，等.苦参碱的抗病毒作用研究进展[J].江苏农业科学，2013，41(2)：7-9.

[32]景宇，陶冶.苦参碱抗纤维化机制研究进展[J].四川医学，2006，27(12)：1233-1235.

2016-05-18)

R96

A

1672-2124(2016)07-1005-03

10.14009/j.issn.1672-2124.2016.07.052

*主管药师。研究方向：新药开发及标准研究。E-mail：904013105@qq.com