熊果酸抗肿瘤作用机制的研究进展△

冯振，陈伟霞，丁亚杰，赵爱光

上海中医药大学附属龙华医院肿瘤一科，上海200032

恶性肿瘤是威胁人类健康的常见疾病，随着现代人们生活节奏的加快及工作、生活压力的加大，中国恶性肿瘤的发病率逐年上升。文献报道，2016年中国恶性肿瘤的发病率约为273.36/10万，病死率约为164.73/10万[1]。目前临床常见的肿瘤治疗方式包括手术切除、放化疗及分子靶向治疗，此外，中药因具有低毒、有效、廉价等优点也发挥了重要的治疗作用。因此，积极挖掘中药在抗肿瘤治疗中的作用具有重要的临床价值。应用网络药理学对中药活性成分进行筛选发现，熊果酸广泛存在于多种临床常用抗肿瘤中药如藤梨根、白花蛇舌草、石见穿、夏枯草、女贞子中。本文对近年来熊果酸抗肿瘤作用机制的研究进展作一综述。

1 熊果酸抗肿瘤作用机制

1.1 诱导肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡是一种由基因控制的自主性有序的细胞死亡过程，与病理条件下细胞的自体损伤和被动的细胞坏死不同，凋亡是涉及一系列基因激活、表达及调控等，为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程[2]。因此，诱导肿瘤细胞凋亡成为抗肿瘤药物发挥作用的重要途径之一。

Son等[3]研究发现，熊果酸通过激活AMP活化的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK），促使糖原合成酶激酶3β（glycogen synthase kinase 3β，GSK3β）发生磷酸化，最终诱导HepG2肝癌细胞凋亡。Luo等[4]研究发现，熊果酸通过干预磷脂酰肌醇-3-羟激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）和蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，又称AKT）信号通路，导致糖原合成酶激酶3（glycogen synthase kinase 3，GSK3）活性增加和抗凋亡蛋白B细胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）表达水平下降，并通过下调细胞周期蛋白D1（cyclin D1）和上调胱天蛋白酶 3（cysteinyl aspartate specific proteinase 3，caspase 3）的表达水平，诱导乳腺癌细胞凋亡和自噬。Gai等[5]研究结果显示，熊果酸可通过阻断丝氨酸/苏氨酸激酶（Rho-associated kinase，ROCK）及张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）信号通路和抑制前列腺癌细胞DU145中丝切蛋白1（cofilin 1，CFL1）的表达，从而使线粒体膜电位发生变化，引起细胞凋亡。Chuang等[6]应用不同浓度的熊果酸处理SK-Hep-1细胞后，观察到细胞活力以剂量和时间依赖性方式降低，细胞核染色质浓缩，表明熊果酸可能通过阻断PI3K/AKT和p38MAPK信号通路诱导细胞凋亡。Xiang等[7]研究发现，熊果酸可抑制BGC-823胃癌细胞增殖，促进BGC-823胃癌细胞凋亡，抑制细胞迁移，其机制可能与上调微小RNA-133a（microRNA-133a，miR-133a）的表达有关。Wang等[8]研究表明，熊果酸可抑制信号转导及转录激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）的磷酸化，抑制结肠癌起始细胞存活和干细胞球形成；熊果酸通过活化caspase 3、胱天蛋白酶8（cysteinyl aspartate specific proteinase 8，caspase 8）、胱天蛋白酶 9（cysteinyl aspartate specific proteinase 9，caspase 9），下调Bcl-2的表达，抑制BGC-803胃癌细胞的增殖并诱导细胞凋亡，从而抑制其在体外和体内的生长。

1.2 抑制肿瘤细胞侵袭和转移

肿瘤转移涉及细胞黏附、侵袭、移动、上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）及失巢凋亡耐受等多种生物学过程。肿瘤转移是恶性肿瘤治疗失败的重要原因，术后抗肿瘤的主要任务是预防复发转移，中药在抑制肿瘤侵袭和转移方面具有独特的优势。

Tang等[9]研究表明，阿司匹林和熊果酸组成的Asp-UA可通过降低CD44的表达，抑制4T1鼠乳腺癌转移模型的肺转移，体外实验证实Asp-UA可以抑制乳腺癌细胞MDA-MB-231和MCF-7的黏附、侵袭和迁移。有研究发现，熊果酸可显著抑制SNU-484胃癌细胞的侵袭性表型，降低基质金属蛋白酶 2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）的表达，提示熊果酸可能作为预防胃癌转移或缓解转移过程的化学预防剂[10]。Shanmugam等[11]研究表明，熊果酸以剂量和时间依赖性方式下调CXC趋化因子受体 4（C-X-C chemokine receptor 4，CXCR4）在前列腺癌细胞中的表达，且不受人表皮生长因子受体 2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）状态、蛋白酶体抑制剂和溶酶体稳定性的影响；同时还在体内试验中验证了熊果酸能够抑制TRAMP小鼠前列腺组织中CXCR4的表达水平，抑制前列腺癌转移至远处器官（如肺和肝脏）。

1.3 抑制炎性反应

多数肿瘤的发生和转移与炎性反应密切相关，慢性炎性反应可诱发某些恶性肿瘤，如疱疹病毒感染可诱发鼻咽癌，幽门螺杆菌感染可诱发胃癌，肝炎病毒感染可诱发肝癌。因此，控制炎性反应已成为治疗恶性肿瘤的目标之一[12]。

Luo等[4]通过检测乳腺癌组织中核因子κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）的表达水平评估乳腺癌细胞的炎性反应，证实熊果酸可下调乳腺癌细胞中NF-κB的表达水平，抑制炎性反应，从而抑制乳腺癌的进展。Shanmugam等[13]研究结果表明，熊果酸可下调背外侧叶前列腺中NF-κB、STAT3、AKT 和 Iκα/β 激 酶（inhibitor of kappaα/β kinase，IKKα/β）等各种促炎介质的活化，并降低肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）的表达水平。Yokomichi等[14]研究发现，熊果酸几乎可以完全抑制人肺癌A549细胞中TNF-α诱导的细胞间黏附分子1（intercellular adhesion molecule 1，ICAM1）的表达，且证明了熊果酸通过阻断氨基酸转运和蛋白质合成，抑制钾钠离子ATP酶活性及TNF-α诱导的TNF-κB依赖性基因的表达，从而抑制肺癌的发生。

1.4 逆转放化疗药物的耐药性

化疗是治疗肿瘤的重要手段，化疗过程中，肿瘤细胞易产生耐药甚至多药耐药，是影响治疗效果的重要因素，逆转耐药可以提高肿瘤化疗的疗效。Lin等[15]研究发现，熊果酸能够抑制耐伊马替尼细胞株K562/G01的生长，并证实在白血病细胞株K562和K562/G01中联合使用熊果酸时，可以协助伊马替尼发挥作用，其机制可能与抑制信号转导及转录激活因子5（signal transducer and activator of transcription 5，STAT5）/AKT 信号通路有关 。Yang等[16]研究表明，熊果酸可通过抑制导致放射疗法抗性的途径，使肿瘤细胞对放疗敏感，联合熊果酸照射组与单纯照射组相比，联合熊果酸照射组的存活分数显著降低，这可能与熊果酸可以改善放疗增敏效应，阻滞G2/M细胞周期，增加活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平，下调Ki-67水平和诱导细胞凋亡有关。Wu等[17]研究发现，熊果酸可通过阻断核转录因子红系2相关因子2（nuclear factor-erythroid 2-related factor 2，Nrf2）/抗氧化反应元件（antioxidant response element，ARE）信号通路，增强顺铂耐药的HepG2/DDP细胞对顺铂的敏感性。Zhang等[18]研究结果表明，熊果酸和奥沙利铂联合治疗可明显抑制结直肠癌细胞株HCT8和SW480的增殖，促进细胞凋亡，增加ROS水平，并抑制耐药基因的表达。蒋洁敏[19]的研究证实，熊果酸联合紫杉醇可通过下调胃癌细胞中环氧化酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的表达，抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡。Shan等[20]研究表明，熊果酸能增强奥沙利铂体内外抗结直肠癌的治疗效果，并可减轻奥沙利铂导致的不良反应。

1.5 阻滞细胞周期

基因表达的改变可使肿瘤细胞的增殖周期失控，因此，阻滞细胞周期是治疗肿瘤的重要方法。Harmand等[21]研究发现，熊果酸可抑制永生化表皮细胞HaCat的增殖，上调磷蛋白21野生型p53活化片段（proteina fosforilata 21 wide-type activated factor l，p21WAF1）的表达，使细胞周期阻滞于G1期。Weng等[22]的体外研究发现，熊果酸可以改变与胆囊癌细胞GBC-SD和SGC-996细胞周期和凋亡有关的分子的表达，阻滞GBC-SD和SGC-996细胞于S期；体内试验表明，腹腔注射熊果酸可明显抑制裸鼠移植瘤的生长，且抑制率与剂量有关。Chen等[23]研究表明，熊果酸衍生物IUA可抑制c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）信号通路，使凋亡蛋白caspase 3的表达增加，将骨肉瘤细胞阻滞于G1期，诱导骨肉瘤细胞凋亡，降低骨肉瘤细胞的体外和体内活力。

1.6 诱导细胞自噬

细胞自噬是指损坏的细胞器或蛋白被自噬小泡包裹后，进入溶酶体被降解从而引发的细胞死亡。在不同的情况下，细胞自噬可能发挥促进或抑制肿瘤细胞凋亡的作用，甚至可参与化疗耐药[24]。

Leng等[25]研究表明，自噬是熊果酸导致TC-1小鼠肺上皮细胞死亡的主要原因，其机制是熊果酸通过激活自噬相关基因5（autophagy related 5，ATG5）依赖性自噬，促进肿瘤细胞凋亡，该研究进一步证明调节ATG5的表达水平可以提高熊果酸对恶性肿瘤的治疗效果，熊果酸激活自噬可能成为凋亡疗法治疗恶性肿瘤的一种补充策略。Shin等[26]研究表明，熊果酸可将前列腺癌PC3细胞阻滞于G1期，导致PC3细胞早期凋亡，并证实熊果酸通过调节自噬相关基因beclin 1的表达和介导AKT/雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin，MTOR）信号通路诱导PC3细胞的自噬。

1.7 抑制EMT

EMT是指上皮细胞向间质细胞的转化，与肿瘤的发生发展及转移密切相关，抑制EMT可有效防止肿瘤转移。Zhang等[27]研究表明，熊果酸可通过抑制EMT，抑制卵巢癌干细胞的增殖，促进细胞凋亡，增强化疗敏感性，从而抑制卵巢癌裸鼠移植瘤的生长。Sohn等[28]研究表明，熊果酸可通过抑制EMT，激活恶性胸膜间皮瘤细胞中let-7b的表达，从而诱导细胞凋亡，抑制恶性胸膜间皮瘤的生长。

1.8 抑制肿瘤血管生成

血管为肿瘤细胞输送营养，是肿瘤无限生长、转移的基础。抑制血管生成可以切断肿瘤细胞的养分供给，达到抗肿瘤的效果。Saraswati等[29]研究发现，熊果酸可抑制艾氏腹腔积液瘤皮下移植瘤的血管生成，可能与抑制血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等蛋白的表达有关。周文静[30]将132例肿瘤患者随机分为4组，应用不同的中药成分进行干预，其中熊果酸组抑制肿瘤血管生成的有效率为82%，该研究还表明熊果酸等许多中药成分可以抑制VEGF的表达，从而抑制肿瘤血管的生长。王杰军等[31]研究结果表明，随着熊果酸浓度的增加，熊果酸对血管内皮细胞（vascular endothelial cell，VEC）迁移及小管形成的抑制作用逐渐增加，证明熊果酸在体外具有抑制血管生成的作用。

1.9 调节免疫功能

人体免疫力低下是肿瘤形成的主要原因之一。放化疗药物的刺激或长期的肿瘤消耗均会非选择性地攻击患者的免疫系统，抑制患者的免疫功能，导致其生活质量下降，而调节免疫功能可有效地对抗肿瘤。Raphael和Kuttan[32]的研究表明，熊果酸等多种中药单体具有免疫调节活性，可提高白细胞总数和骨髓细胞数量，抑制迟发型超敏反应。李艳红等[33]研究发现，熊果酸可提高荷瘤小鼠的免疫力，抑制肝癌H22荷瘤小鼠的肿瘤生长，其抗肿瘤作用可能与机体的免疫调节功能有关。

2 小结与展望

中药及其有效活性成分因具有多靶点抗肿瘤作用在临床实践中获得广泛应用，熊果酸作为临床常用抗肿瘤药物如藤梨根、石见穿及白花蛇舌草等中药的有效活性成分，可从多个方面发挥抗肿瘤作用。然而，熊果酸因作用不稳定、代谢较快、溶解度有限和生物利用度较低限制了其在临床应用中的进一步发展。虽然经提炼加工的熊果酸的衍生物弥补了这些不足，但作用有限，仍需在熊果酸的加工工艺及给药方式方面不断探索，以提高其临床效果。中药“君臣佐使”的组方原则仍适用于单体的应用，可以在基础研究中联合不同单体、单体与复方、单体与化疗及靶向药物甚至与免疫制剂的组合应用，探讨最优的抗肿瘤组合，达到中医学中的“相须”，即协同增效的作用，从而为指导临床治疗提供新的思路。