柚皮素抗乳腺癌作用机制的研究进展

李亚东　张远起　李建文

【摘要】 柚皮素（naringenin）是柚皮苷的苷元，一种单体，属于二氢黄酮类化合物，主要存在于芸香科植物葡萄柚、西红柿、葡萄以及柑橘类水果中，是合成雌激素的天然替代物之一，具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤及抗病毒等多重生物学活性和药理作用。目前越来越多的学者致力于柚皮素的研究，本文就近年来柚皮素抗乳腺癌作用的分子机制研究做一综述。

【关键词】 柚皮素； 乳腺癌； 作用机制

Research Progress in the Mechanism of Naringenin Against Breast Cancer/LI Yadong，ZHANG Yuanqi，LI Jianwen.//Medical Innovation of China，2018，15（07）：145-148

【Abstract】 Naringenin is a glycoside of naringin，a monomer that belongs to the dihydro-flavonoid family and it found primarily in the rutaceae family of grapefruit，tomato，grape and citrus fruits and it is one of the natural alternatives to synthetic estrogen，with anti-inflammatory effects，anti-oxidation，anti-tumor effects and anti-viral effects and other multiple biological activity and pharmacological effects.At present，more and more scholars devote themselves to the research of naringenin.This review summarizes the molecular mechanism of the anti-tumor effect of naringenin in recent years.

【Key words】 Naringenin； Breast cancer； Mechanisms of action

First-authors address：Affiliated Hospital of Guangdong Medical University，Zhanjiang 524000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.07.041

乳腺癌是影响人类健康的重大疾病，目前，乳腺癌的治疗方式主要有手术、化疗、放疗、内分泌治疗及靶向治疗。综合治疗和个性化治疗已使乳腺癌的治愈成为可能。近年来，研究发现柚皮素能够抑制乳腺癌细胞的分裂增殖，通过多种途径促进其凋亡，抑制肿瘤细胞的迁移及侵袭，改善肿瘤细胞的化疗耐药，为阐明柚皮素抗乳腺癌作用的最新进展，本文就柚皮素抗乳腺癌作用的机制作一综述。

1 柚皮素的雌激素作用及抗雌激素作用

乳腺癌是妇女最常见的癌症形式之一，大约60%的乳腺癌是雌激素受体阳性（ER++），并利用ER促进细胞增殖[1]。ER的激活受雌激素结合和磷酸化两者的调节。因此，ER以配体依赖性和配体非依赖性方式活化以促进细胞增殖和存活[2-3]。ER的配体依赖性激活涉及雌激素与ER结合、同二聚化，然后转移到细胞核结合目标基因的雌激素反应元件（EREs）[2-4]。目前已經在ERγ乳腺细胞中鉴定了大约180个调节细胞增殖，细胞周期控制，转录调节和代谢过程的雌激素反应基因[2-4]。以配体非依赖性方式，ER通过活化的生长因子受体如表皮生长因子（EGF），胰岛素样生长因子（IGF），胰岛素受体和Her2/neu的磷酸化调节[5-6]。生长因子受体可以通过包括MAPK（Ras-Raf-MEK-ERK1/2）和PI3K（AKT）途径在内的几种信号通路激活ER。另外，细胞外信号调节激酶（ERK1/2）和AKT激活ER[5-7]。

1.1 柚皮素诱导表达ERα或ERβ的肿瘤细胞系凋亡 Galluzzo等[8]将柚皮素作用于表达（即MCF-7和T47D）或不表达的（即MDA-MB-231）雌激素受体α（ERα）乳腺癌细胞系，发现柚皮素与ERα结合作为拮抗剂降低ERα阳性细胞（即MCF-7和T47D）的数量。Totta等[9]在测试柚皮素激活特定的快速信号的能力时同样发现了此现象，在（ER）同种型之一（即ERα或ERβ）的存在下柚皮素致力于产生凋亡级联的转导途径。研究结果表明，只有在ERα或ERβ的存在下，柚皮素才具有抗增殖作用。此外，柚皮素刺激诱导p38/MAPK通路中导致凋亡的caspase-3的激活和癌细胞系中的聚腺苷二磷酸核糖聚合酶的裂解。值得注意的是，柚皮素仅在含有ERα的细胞中显示出抗雌激素作用；而在含有ERβ的细胞中，柚皮素仅模拟了17b-雌二醇的作用。这些发现表明了柚皮素的抗增殖作用依赖于ER，提示了类黄酮对癌症生长新的潜在化学预防作用。

1.2 柚皮素作为异雌激素与ERs结合 柚皮素已被鉴定为异雌激素，许多异种雌激素具有天然类固醇激素（如雌激素）类似的结构，使其能够与ERs作为激动剂或拮抗剂相互作用[10-11]。研究表明，ERβ作为E2信号传导的显性负调控因子，在许多情况下（如与转录因子，细胞增殖相关），ERβ与ERα的作用相反[12]。而且，ERα的激活也可以通过显示高组织特异性的选择性雌激素受体调节剂（SERM）（例如4-羟基他莫昔芬，雷洛昔芬，ICI182870）来调节[13]。柚皮素与某些SERMs具有高度的结构相似性[14]。实际上，柚皮素与E2竞争结合ERα，并通过ERα诱导含有ERE基因的转录。这些观察结果提示，柚皮素可以在不同的组织和器官中起到雌激素“模拟物”的作用[15-16]。

2 柚皮素对信号转导的作用

2.1 柚皮素通过干扰PI3K和MAPK途径抑制细胞增殖和运动 Harmon等[17]证明柚皮素抑制增殖和生长停滞的MCF-7乳腺癌细胞中胰岛素诱导的葡萄糖摄取，研究表明柚皮素抑制胰岛素诱导GLUT4易位的关键调节因子磷酸肌醇3-激酶（PI3K）的活性，如受损的下游信号分子Akt的磷酸化。柚皮素可以抑制p44/p42有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）的磷酸化。用PD98059（一种MAPK激酶抑制剂）抑制MAPK途径，发现胰岛素刺激的葡萄糖摄取降低了约60%。因此，MAPK途径在乳腺癌细胞中有助于胰岛素刺激的葡萄糖摄取。重要的是，降低培养液中的葡萄糖浓度对MCF-7细胞的增殖有抑制作用。研究结果提示柚皮素通过抑制葡萄糖的摄取而抑制MCF-7细胞的增殖。由于生理上可达到的10 μM柚皮素的剂量使胰岛素刺激的葡萄糖摄取减少了近25%并且还减少了细胞增殖，因此柚皮素可能具有作为抗增殖剂的治疗潜力。

2.2 柚皮素抑制EGF诱导的mapks-ap-1和ikks-iκb-nf-κB信号转导通路 Nie等[18]发现

100 μM的柚皮素不仅显著降低EGF诱导的A549细胞MUC5AC粘蛋白和mRNA的过度表达，而且抑制EGF受体，p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK），胞外信号调节激酶（ERK1/2）和c-Jun N端激酶（JNK），以及NF-κBp65和AP-1。此外，三种MAPK抑制剂（PD98059，SB203580和SP600125）中的任一种都显著抑制EGF诱导的MUC5AC分泌。与MG132相比，SN50的抑制剂κB（IκB）磷酸化抑制剂由于核AP-1的抑制而更有效地减少EGF诱导的MUC5AC分泌。同时，与柚皮素相比，SP600125和阿奇霉素在抑制EGF诱导的MUC5AC分泌方面都没有效果，因为核NF-κBp65没有变化。这些结果表明柚皮素通过抑制MAPKs/AP-1和IKKs/IκB/NF-κB信号通路的协同活性，减弱A549细胞中EGF诱导的MUC5AC分泌。

3 柚皮素与抗肿瘤药物的联合增敏作用

3.1 柚皮素与他莫昔芬联合作为雌激素的拮抗剂抑制肿瘤细胞生长 由于他莫昔芬和柚皮素作为雌激素拮抗剂抑制ER的配体依赖性激活，并且已经显著抑制ERK1/2和AKT磷酸化，其将阻断磷酸化并因此阻断ER的激活，柚皮素-他莫昔芬组合能够抑制多种ERcy乳腺癌细胞增殖和存活途径。研究结果表明，柚皮素-他莫昔芬组合能够有效地抑制ER+乳腺癌细胞的增殖。研究中显示柚皮素-他莫昔芬治疗组合在MCF-7乳腺癌细胞中抑制MCF-7细胞增殖和活力大于单药治疗。此外，当两种化合物联合使用时需要较低的浓度[19]。

3.2 柚皮素作为他莫昔芬纳米胶囊的药物载体增加药效 Sandhu等[20]用柚皮素以协同方式即TMX-NG-SNEDDS开发了具有自纳米乳化性质的天然成分如多不饱和脂肪酸（PUFA）的他莫昔芬（TMX）纳米胶束药物递送载体。优化的纳米制剂在30 min内表现出完全的药物释放，并且在45 min内渗透>80%。使用Caco-2细胞的TMX-NG-SNEDDS的细胞摄取潜力（4.6～6.5倍）优于对MCF-7细胞的细胞毒性研究，证实TMX-NG-SNEDDS的显著效果（P<0.05）。体内药代动力学研究还通过优化的TMX-NG-SNEDDS解释了药物吸收速率的显著改善（Cmax和AUC增加7.3和11.4倍）和Tmax降低2倍。体内DMBA模型通过减小肿瘤的尺寸也解释了该制剂的优越功效，并且提高动物的存活率也证实其安全性。

3.3 柚皮素與阿霉素联用改善肿瘤细胞耐药 临床肿瘤患者常发生多药耐药现象（multiple drug resistance，MDR），严重影响了肿瘤的疗效和预后。多药耐药基因编码的P-gp和多药耐药相关蛋白可以把肿瘤药物从细胞内泵到肿瘤细胞外，从而导致MDR。之前的研究表明柚皮素对P-gp介导的外排没有抑制作用[21]，而且由于C环缺少2，3双键，所以只有低的MRP1和MRP2抑制活性[22]。因此，柚皮素增强化疗敏感性的机制尚不清楚。由于各种癌症类型之间转运蛋白的分布差异很大，所以试图了解柚皮素是否可以逆转化学治疗药物的耐药性较为困难。2009年Zhang等[23]证明，柚皮素增加阿霉素摄取和在肿瘤细胞中的保留是通过表达MRPs而不是P-gp，数据表明，柚皮素可能有助于通过抑制MRP活性来预防或减少非表达P-gp癌细胞中化学抗性表型的发展。为了测试柚皮素是否在不同类型的癌细胞中选择性地增强多柔比星的细胞毒性，实验选用来自肺、肝或乳房的四种类型的癌细胞系均为野生型。对于单独使用多柔比星或柚皮素处理的A549细胞，IC 50值分别为0.65和0.29 μM。对于MCF-7细胞，观察到与A549细胞相似的结果，多柔比星及其与柚皮素的组合的IC 50值分别为1.06和0.53 μM。没有观察到柚皮素对HepG2和MCF-7/DOX细胞对阿霉素敏感性的提高。然而，与单独的阿霉素（HepG2和MCF-7/DOX细胞的IC 50值分别为0.80和2.03 μM）相比，用阿霉素和维拉帕米处理的细胞的生长被显著抑制（HepG2和MCF-7/DOX细胞分别为0.41和0.67 μM）。用阿霉素和维拉帕米处理A549和MCF-7细胞，每种IC 50值与单独用阿霉素处理的细胞相同。这些结果表明，柚皮素可以选择性地抑制阿霉素耐药的癌细胞系生长，柚皮素改善了癌细胞对阿霉素的敏感性。

4 柚皮素研究前景展望

研究结果表明，柚皮素可以通过多条通路影响肿瘤细胞的增殖、转移和凋亡，各国学者也在积极地致力于研究柚皮素如何更好地发挥其药效，但目前的研究大多还停留在体外实验阶段，想要把柚皮素的研究成果最终推向临床，体内实验必不可少，柚皮素可以增强其他抗肿瘤药物的敏感性，改善肿瘤细胞耐药性，在今后的乳腺癌化疗和内分泌治疗中可以起到很好的辅助作用。

今后的研究方向應该是在了解其毒副作用、安全剂量及有效剂量等信息的基础上，进行更深入的分子机制研究。特别是靶向治疗及细胞信号通路方面的研究。可以更多地尝试以柚皮素为基础的化学修饰物，寻找一种对机体毒性及副作用最小而不影响其疗效的柚皮素衍生物，纳米材料的应用有望解决这一难题。此外，晚期乳腺癌患者大多已发生转移，柚皮素对肿瘤的迁移及侵袭方面的影响仍有重要研究价值。综上所述，柚皮素作为一种低毒性的天然提取物，其抗肿瘤作用应用前景广阔。

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（收稿日期：2017-12-05） （本文編辑：周亚杰）