甘草查尔酮A的抗肿瘤作用及机制

王梨明 王锐英 唐际存（通讯作者）

（桂林医学院附属医院骨二科 广西 桂林 541001）

恶性肿瘤是仅次于心血管疾病的全球第二高致死率疾病，仅2012年就有约1.4亿肿瘤新发病例，其中0.82亿人因患肿瘤死亡。据世界卫生组织(WHO)估计，到2050年全球因肿瘤死亡人数将增至1.75亿[1]。而且，未来20年中，将增加70%的肿瘤新发病例[2]。目前，肿瘤治疗主要手段是手术切除和使用化疗药物，手术治疗副作用大，而且有转移的风险，而常规化疗药物也同样存在许多局限性，如毒副作用大(胃肠毒性、免疫抑制、脱发及骨髓抑制等)，价格昂贵，医疗成本高，只能选择性激活单一细胞信号通路等[3]。而且肿瘤对化疗药物存在显著的耐药性，全球每年因肿瘤死亡人群中，大部分是由于肿瘤耐药所致[4]。所以寻找毒副作用小，价格低，效果好的药物成为亟待解决的问题。

中草药治疗肿瘤已有悠久历史，中草药中含有庞大的天然化学基团，因此具有多样性特点，是常用的抗肿瘤药物来源之一。目前，中草药天然成分在预防及治疗恶性肿瘤方面受到广泛关注，中草药天然成分可作用于肿瘤发生、发展及演变的任一阶段，通过调节不同分子靶点抑制肿瘤增殖，血管生成及转移，促进凋亡，与人工合成化疗药物相比，天然中草药毒性低，安全性高[5]。本文对中药提取物甘草查尔酮 A 在抗肿瘤中的作用及机制综述如下。

1.甘草查尔酮A与肿瘤

甘草查尔酮 A来源于甘草种属的根部，而甘草是中国传统中药材(traditional Chinese medicine，TCM）之一，很早之前，民间便用甘草来治疗咽炎、支气管炎及胃溃疡等。甘草中含有多达20种三萜类化合物以及将近 300 种黄酮类化合物，其中，LCA是甘草的主要活性提取物，具有多种生物学活性，如抗氧化[6]、抗炎[7]、抗菌[8]、抗血管生成[9]及骨诱导性[10]。目前发现LCA也有抗肿瘤特性，对多种类型肿瘤均有抑制作用，例如口腔癌、膀胱癌、卵巢癌、胃癌、结直肠癌及肝癌等。

1.1 甘草查尔酮 A 与肿瘤细胞凋亡

肿瘤细胞的凋亡是通过多种分子机制调控的，促进肿瘤细胞的凋亡是治疗肿瘤的重要手段[11]。研究发现LCA 可通过作用于凋亡通路的相关分子及蛋白，引发特定的程序性细胞死亡来治疗肿瘤等相关疾病。甘草查尔酮A可以促脑胶质瘤细胞凋亡，结果显示内质网应激是甘草查尔酮A促脑胶质瘤细胞凋亡的机制[12]。

线粒体凋亡途径是细胞凋亡的主要途径之一，研究发现LCA能提升HCT116细胞的ROS水平，促进细胞凋亡；而采用ROS抑制剂NAC处理后，细胞的ROS水平及凋亡率显著下降，证明LCA可通过ROS途径介导癌细胞的凋亡，LCA可能通过上调细胞ROS水平，进而从Bcl2/Bax线粒体凋亡和CHOP内质网应激两条途径共同诱导结肠癌癌细胞的凋亡[13]。甘草查尔酮A还可以通过下调XIAP蛋白、上调Smac蛋白并增强Caspase-3活性，抑制卵巢癌细胞HO8910增殖并促进细胞凋亡[14]。甘草查尔酮A除了通过调控Bcl-2家族蛋白表达诱导凋亡外，还能通过其他方式激活线粒体凋亡途径。Yuan X等[15]研究发现，甘草查尔酮 A在膀胱癌T24细胞中不仅能使线粒体膜电位去极化，线粒体受损而诱导细胞凋亡，还能增加线粒体内活性氧(ROS)的生成，产生氧化应激反应，激活线粒体凋亡途径，从而诱导细胞凋亡。LCA还可作为增敏剂加强TRAIL对宫颈癌细胞(HeLa细胞株) 和雄激素依赖性前列腺癌细胞(LNCaP细胞株) 的杀伤及促凋亡作用[16,17]。

1.2 抑制肿瘤细胞增殖

肿瘤细胞的主要生物学特点是能给自己提供充足的生长信号，具有无限的增殖能力，所以抑制肿瘤细胞增殖对于肿瘤的治疗具有重要意义。大量研究显示甘草查尔酮 A 能抑制多种肿瘤细胞的增殖，其抑制肿瘤细胞增殖可能与阻滞肿瘤细胞周期和调节细胞增殖相关信号通路有关。细胞周期的调节由多种细胞内外因素控制，其中细胞周期蛋白家族(cyclin) 和周期蛋白依赖激酶家族(Cdk) 发挥着至关重要作用。

Qiu C等研究了LCA在非小细胞肺癌(NSCLC)细胞中的抗癌作用和潜在机制。研究发现LCA可通过降低MDM2，Cyclin B1的表达，阻断G2 / M期的细胞周期进展来抑制肺癌细胞的生长和诱导细胞凋亡。这些数据证明了LCA有可能被用于治疗肺癌[18]。在MKN-28，AGS和MKN-45胃癌细胞和人胃上皮生化细胞中的研究发现，LCA可通过阻断细胞周期进程在G2/M转换和诱导细胞凋亡，从而抑制胃癌细胞的生长。此外，LCA诱导细胞凋亡对PARP，caspase-3，Bcl-2和Bax表达的影响。这些数据提供了证据LCA有可能用于治疗胃癌[19]。

LCA通过诱导细胞周期停滞在G0/G1期和G2/M期，有效抑制U87胶质瘤细胞的生长；此外，皮下(侧翼)和原位(脑)肿瘤模型用于确定LCA对神经胶质瘤的作用，结果显示，LCA显着减轻了两种模型中肿瘤的生长。这些发现表明LA具有抗肿瘤作用，是治疗多形性胶质母细胞瘤的潜在药剂[20]。

1.3 抑制肿瘤细胞转移和侵袭

侵袭与转移是恶性肿瘤的主要生物学特征，肿瘤侵袭与转移过程十分复杂，主要受细胞外基质( ECM) 降解、细胞黏附分子、肿瘤血管形成及肿瘤微环境等多重因素影响[21]。目前已有体内外实验证实甘草查尔酮 A 能抑制肿瘤细胞侵袭和转移。Kim 等[22]通过小鼠结肠腺癌 CT26 细胞肝转移模型及体外证实，甘草查尔酮 A 能显著抑制结肠腺癌 CT26 细胞肝转移。

2.甘草查尔酮 A的其他作用

最近的研究证明，LCA具有预防海马神经元变性的作用，增加促存活抗凋亡机制，减少促凋亡生物标志物，减少细胞应激和神经炎症过程进而起到神经保护作用。机制可能是LCA通过对JNK1的抑制来起神经保护作用，可能是治疗SE和神经退行性疾病的一种新的潜在方法[23]。骨关节炎(OA)是一种软骨退化的关节疾病中枢病变。研究结果显示LCA下调ADAMTS-5，ADAMTS-4，MMP-13和MMP-1表达，并减少IL-1β诱导的胶原蛋白Ⅱ的抑制，表明LCA具有抗骨关节炎的作用。

3.讨论

肿瘤细胞具有无限增殖、侵袭与转移的生物学特征，肿瘤微环境又被认为是肿瘤增殖、侵袭迁移、黏附、及新生血管形成的重要原因。当前研究表明运用中医药对肿瘤微环境进行调控，抑制肿瘤增殖侵袭与转移，延长肿瘤患者生存时间，提高患者生活质量。甘草查尔酮A是从常用中药甘草中提取出来的具有多重药理活性的黄酮类化合物，近年来研究证实它能通过调节相关蛋白表达及信号通路而诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖、抑制肿瘤侵袭和转移以及肿瘤血管的生成等多种机制而发挥抗肿瘤作用。肿瘤的发生发展是一个极其复杂的过程，目前关于甘草查尔酮A抗肿瘤机制的研究仍有许多不明确的部分，需要进行更多的实验研究为阐明其抗肿瘤机制提供依据，为研发甘草查尔酮 A作为高效低毒的抗肿瘤药物提供理论基础。