鞣花酸抗癌作用机制研究进展

段 婧，黄卫东

（中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083）

鞣花酸抗癌作用机制研究进展

段 婧，*黄卫东

（中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083）

癌症是全世界疾病死亡的主要原因，目前主要通过化疗、放射、手术等方式进行治疗，但依然没有有效的方式用以减少癌症的发病率或增加癌症患者的存活率。鞣花酸作为一种具有潜在细胞毒性和抗癌细胞增殖活性的多酚化合物，近年来受到越来越多研究人员的关注。随着相关研究的深入，鞣花酸更多药用价值和在抗癌方面的作用机制也越来越多地被挖掘出来。在综述鞣花酸的性质、活性及其在抗癌细胞增殖上的作用和潜能的基础上，通过列举鞣花酸抗癌的作用机制，讨论鞣花酸未来的发展方向和应用。

鞣花酸；癌症；机制；防治

0 引言

无论是发达国家还是发展中国家，癌症都是导致死亡的主要原因，因此亟需发掘和开发新的抗癌药，尤其是来源于植物或果蔬中的天然成分。

鞣花酸（Ellagic acid）是广泛存在于各种坚果、浆果等植物组织中的一种天然多酚化合物，是没食子酸的二聚衍生物，是一种多酚二内酯。鞣花酸不仅能以游离的形式存在，而且更多的是以缩合形式，如鞣花单宁、苷等存在于自然界。纯鞣花酸是一种黄色针状晶体，微溶于水、醇，溶于碱、吡啶，不溶于醚。鞣花酸在麝香葡萄中，每100 g新鲜的葡萄酒中含有5.6 mg鞣花酸，每100 g新鲜的葡萄汁中含有10.2 g。鞣花酸有很重要的生物活性，如自由基清除能力，特别是其抗病毒效能等。目前的研究方向着重于指向性抗癌或那些天然产生的物质进行化学治疗，能杀死癌细胞但又不伤害或减小对正常细胞的伤害。

1 鞣花酸的提取与合成

1.1 鞣花酸的提取

鞣花酸的提取比较常用的有4种方法，可以提取较高纯度的鞣花酸产物。有研究从石榴皮中提取鞣花酸[1]，石榴皮干燥粉粹后，用溶剂浸提，经过滤后纯化浓缩，干燥后得到产物。除此之外，常用的还有从葡萄[2]和乌桕[3]中提取鞣花酸，从葡萄中提取鞣花酸是将葡萄的压榨汁沉淀后过滤，用水和甲醇除去杂质，从而得到鞣花酸产物；而从乌桕中提取则是将乌桕干燥粉碎后，85%的乙醇回流浓缩，用正丁醇、乙酸乙酯萃取，反复经硅胶柱层析淋洗，得到产物。还有文献表明[4]，可以从红木莓、草莓及蕨麻等植物中提取，通过浸提、稀盐酸调pH值后，沉淀重结晶得到鞣花酸产物。

1.2 鞣花酸的合成

鞣花酸的合成可以通过鞣花单宁分解，氧化聚合作用及以五倍子为原料制取。鞣花单宁分解[5]是指鞣花单宁在加热条件下酸解、纯化得到鞣花酸，产率约40%，但是耐酸设备价格昂贵，不宜工业化生产。氧化聚合作用制取鞣花酸是用没食子酸酯[6]和没食子酸[7]在过氧化酶的作用下合成鞣花酸，产率为20%～30%，制备过程比较复杂，因此较少使用。王静等人[8]研究表明，以五倍子为原料制备鞣花酸，经过碱化、氧化和酸化处理，制备产物鞣花酸，产率可达35%，且五倍子资源丰富，适合生产。

2 鞣花酸抗癌机制的研究进展

鞣花酸是由HCI（Hollings Cancer Institute）历时9年研制的纯天然补充食品。研究证明，鞣花酸可以在48 h之内抑制癌细胞生长、扩散，以及在72 h之内杀死癌细胞，报告也指出鞣花酸在子宫颈的乳头状瘤呈现肿瘤细胞凋亡，并且鞣花单宁酸可以分解血癌细胞。红莓中的鞣花酸可保护正常细胞，对抗烟草尼古丁、食品添加剂和化学毒害造成的致癌毒素，保护细胞膜，防止细胞变性[9]。欧洲医学研究报告指出，红莓萃取的鞣花单宁可促进伤口愈合，防治心脏疾病，减少肝肿囊的形成，有抗菌及抗病毒的功效。

2.1 乳腺癌和前列腺癌

2004年，Jack N Losso等人[10]研究表明，用鞣花酸作用于人脐静脉内皮细胞（HUVEC），正常人体肺成纤维细胞HEL 299，Caco-2克隆细胞，MCF-7，Hs578T乳腺癌细胞和DU 145人体前列腺癌细胞，在10～100 μmol/L浓度范围内作用24 h对正常肺成纤维细胞活性没有影响且生物荧光ATP增加了18%～21%。与此同时，鞣花酸对克隆、乳腺癌和前列腺癌细胞表现出了强烈的抗增殖活性，其中最敏感的细胞是Caco-2，最不敏感的细胞是乳腺癌细胞。通过显微镜观察细胞形态可知，鞣花酸诱导细胞凋亡，从而使癌细胞死亡，通过ATP的变化，鞣花酸降低了癌细胞的活性，在100 μmol/L鞣花酸培养Caco-2，MCF-7，Hs578T，DU 145癌细胞24 h后，抑制了细胞迁移，而诱导凋亡伴随了几种基质金属蛋白酶表达的降低。因此，鞣花酸表达了选择性细胞毒性和抗增殖活性，并且诱导了Caco-2，MCF-7，Hs578T，DU 145癌细胞的凋亡。初步揭示了鞣花酸诱导细胞凋亡与ATP有关，从而引起了鞣花酸在抗癌作用方面的广泛关注。Lei Wang等人[11]研究表明，鞣花酸联合木犀草素和石榴酸，对前列腺癌细胞有抑制作用，影响其对CXCL12的迁移和趋药性，并在体内试验进行了验证，抑制了PC-3M-luc肿瘤的生长，抑制CXCL12/CXCR4信号轴。并且，Harini S Aiyer等人[12]在2012年提出，浆果的多酚提取物，如鞣花酸、花青色素等可以诱导乳腺癌细胞死亡。

2.2 肝癌和结肠癌

2014年，S Srigopalram I A等人[13]研究发现，鞣花酸对肝癌细胞有正常化线粒体外膜透化作用和调停炎症细胞增殖变弱，尽管在肝癌分子作用机制方面已经有了充分的进展，但在疾病发病机理、早期诊断和治疗的有效策略之间仍然存在着缺陷。作者研究了鞣花酸在小鼠体内对肝癌的影响和作用，通过激活线粒体外膜渗透性激活蛋白质，如Bax，Bcl-2，cyt-C和半胱天冬酶，首次暗示了鞣花酸对肝癌细胞的作用。NF-kB，细胞周期蛋白酶D1，细胞周期蛋白酶E1，MMP-2，MMP-9和增殖细胞核抗原下调，与对照组相比，通过鞣花酸处理的小鼠能够调解肝癌作用，TEM分析表明鞣花酸处理翻新了小鼠肝组织构架，表明鞣花酸有成为一种有效抗癌化学治疗药物的潜力。2010年，Syed Umesalma等人[14]认为，鞣花酸对炎症介质诱导的结肠癌大鼠具有抑制作用，鞣花酸显著减少了结肠癌细胞中的NF-КB，COX-2，iNOS，TNF-ɑ，IL-6。同时，鞣花酸具有抗炎症特性以及对结肠癌的化学防护效果。2014年，Syed Umesalma等人[15]研究表明，鞣花酸通过Akt信号通路抑制HCT-15结肠癌细胞增殖和诱导凋亡。通过流式细胞仪测定不同浓度处理的细胞活性，鞣花酸促进了HCT-15细胞周期G2/M期的停滞，在鞣花酸处理后，反应氧中介物的产生随时间增加。鞣花酸通过标记增殖细胞核抗原和细胞周期素D1建立与抑制增殖的联系，细胞凋亡伴随细胞PI3K的强烈失活，与正常细胞相比，被鞣花酸处理过的细胞抑制了PI3K和Akt的表达，并且促进了Bax，半胱天冬酶和细胞色素C的表达，同时抑制了Bcl-2的活性。鞣花酸处理细胞凋亡的同时伴随着膜联蛋白V凋亡细胞和DNA断裂的增加，促进了ROS的产生，抑制了HCT-15的增殖和凋亡。

2.3 淋巴癌和膀胱癌

2012年，Sudha Mishra等人[16]研究报道鞣花酸通过调控PKC信号通路中止淋巴癌的发展，鞣花酸使TGF-β1的蛋白表达上调及c-myc下调，降低PKC的表达和活性，从而抑制癌细胞增殖。2013年，Chin-Chih HO等人研究表明，鞣花酸促进了ROS的产生和诱导线粒体功能紊乱，导致膀胱癌细胞TSGH8301凋亡。通过相差显微镜检测和拍照TSGH8301细胞的形态学变化，处理不同浓度的鞣花酸后用流式细胞仪检测TSGH8301细胞活性、细胞周期分布、凋亡细胞、ROS、线粒体膜电位、细胞凋亡蛋白酶活性，蛋白免疫印迹法在蛋白水平检测细胞周期和细胞凋亡的变化。结果表明，鞣花酸诱导细胞形态学变化，在G0/G1期降低细胞活性，同时鞣花酸促进ROS和钙离子产生并降低线粒体膜电位水平，也促进细胞凋亡蛋白酶的活性。鞣花酸促进了p53，p21的表达，并降低了CDC2和WEE1的表达。鞣花酸通过诱发细胞毒素产生使细胞在G0/G1期降低活性，从而使TSGH8301细胞凋亡。

2.4 肺癌和胰腺癌

K L Khanduja等人研究表明，鞣花酸能在小鼠模型中有效地抑制N-亚硝基二乙胺诱导的肺癌，能明显减小肿瘤体积。2013年Min Zhao等人研究报道，鞣花酸能在Balb c裸鼠试验中抑制胰腺癌的生长。通过皮下接种PANC-1细胞，结果显示鞣花酸能够明显抑制肿瘤的生长，以及Akt，Shh和Notch的表达。检测肿瘤组织发现，鞣花酸能抑制Bcl-2，cyclin D1，CDK2和caspase-3的活性。

3 结语

近年来，关于鞣花酸抗癌机理的研究越来越多，人们就鞣花酸的抗突变、抗癌变效力及其对化学物质诱导癌变的抑制作用进行了许多研究。在对鼠和人体组织移植所做的体内和体外试验中，鞣花酸表现出对化学物质诱导癌变及其他多种癌变有明显的抑制作用，特别是对结肠癌、食管癌、肝癌及皮肤肿瘤等有很好的抑制作用。

目前，化学预防已经被认为是抗癌治疗最具有希望的一种方式。鞣花酸作为一种天然的多酚化合物，在多种癌细胞中表现出了有效的抑制作用，但其对各类癌细胞的作用机理还需要进行深入的研究。

[1]王黎.石榴皮鞣花酸类色素的提取和性能测定 [J].信阳农业高等专科学校学报，2006，16（3）：133-135.

[2]晋艳曦.葡萄汁中鞣花酸的定性与定量分析 [J].饮料工业，1999，2（5）：33-36.

[3]漆淑华，吴大刚，罗晓东，等.桂林乌桕中的香豆素和鞣花酸类化合物 [J].天然产物研究与开发，2004，16（4）：297-299.

[4]Khac D D，Van S T，Marth A，et al.Ellagic compounds from Diplopanax stachyanthus[J].Phyto Chemistry，1990，29（1）：251-256.

[5]Jurd L.Plant poly phenols（Ⅰ）：the poly phenolic constituens of the pellicle of the walnut（Juglans regia） [J]. J Am Chem Soc，1956，78：3 445-3 448.

[6]Mayer W，Hoffmann E H，Losch N，et al.Dehydrierung sreaktionen mit gallussaurees term[J].Liebigs Ann Chem，1984（9）：929-938.

[7]Mishra N C，Gold B.S ynthesis of 13C-and 14C-labeled ellagic acid[J].Journal of Labelled Compounds and Radi Opharmaceuticals，1990（8）：927-941.

[8]王静，周昕，王姝，等.由五倍子制取鞣花酸 [J].青岛化工工业学院学报（自然科学版），2002，23（3）：8-11.

[9]Angelika Rommel，Ronald E，Wrolstad.J.Ellagic acid content of red raspberry juice as influenced by cultivar，processing，and environmental factors[J].Agric.Food Chem，1993，41（11）：1 951-1 960.

[10]Jack N Losso，Bansode R R，Trappey Aznd，et al.In vitro anti-proliferative activities of ellagic acid[J].Journal of Nutritional Biochemistry，2004，15：672-678.

[11]Lei Wang，Wenfang Li，Garcia M，et al.Luteolin，ellagic acid and punicic acid are natural products that inhibit prostate cancer metastasis[J].Carcinogenesis，2014.

[12]Harini S Aiyer，Warri A M，Woode D R，et al.Influence of berry-polyphenols on receptor signaling and cell-death pathways：Implications for breast cancer prevention[J].J Agric Food Chem，2012，60（23）：5 693-5 718.

[13]S Srigopalram I A，Jayraaj I A，Kaleeswaran B，et al.Ellagic acid normalizes mitochondrial outer membrane permeabilization and attenuates inflammation-mediated cell proliferation in experimental liver cancer[J].Appl Biochem Biotechnol，2014，173：2 254-2 266.

[14]Syed Umesalma，Ganapasam Sudhandiran.Differential inhibitory effects of the polyphenol ellagic acid on inflammatory mediators NF-КB，COX-2，iNOS，TNF-ɑ，and IL-6 in 1,2-dimethylhydrazine-induced rat colon carcinogenesis[J].Nordic Pharmacological Society，2010：1 280-1 289.

[15]Syed Umesalma，Nagendra-prabhu P，Sudhandiran G，et al.Ellagic acid inhibits proliferation and induced apoptosis via the akt signaling pathway in HCT-15 colon adenocarcinoma cells[J].Mol Cell Biochem，2015，399：303-313.

[16]Sudha Mishra，Vinayak M.Ellagic acid checks lymphoma promotion via regulation of PKC signaling pathway[J].Mol Biol Rep，2013，40：1 417-1 428.◇

Research Progress on the Anticarcinogenic Mechanisms of Ellagic Acid

DUAN Jing，*HUANG Weidong

（College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083，China）

Cancer is a leading cause of death worldwide.Cancer treatments by chemotherapeutic agents，surgery，and radiation have not been highly effective in reducing the incidence of cancers and increasing the survival rate of cancer patients. Ellagic acid is a naturally occurring phenolic constituent that has.Ellagic acid is receiving more and more attention in recent years.More researches focus on the medicinal value and anticarcinogenic mechanisms.Based on the review of charaferistic，activity and potential of cytotoxicity and antiproliferative activity，also through the anticarcinogenic mechanisms of ellagic acid，the future directions on the applications of ellagic acid are discussed.

ellagic acid；cancer；mechanism；prevention

R285

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.030

1671-9646（2017）01a-0112-03

2016-11-04

段 婧（1989— ），女，在读博士，研究方向为农产品加工与贮藏工程。

*通讯作者：黄卫东（1961— ），男，硕士，教授，研究方向为葡萄逆境生理与分子生物学。