莪术有效成分抗肿瘤的细胞分子调控机制研究

韦露秋，方 刚

（广西中医药大学，广西 南宁 530200）

莪术（Curcuma kwangsiensisS.G.Lee et C.F.Liang）为姜科多年生宿根草本植物，以干燥根茎入药［1］，为广西道地药材，在广西壮族民间广泛使用，依据壮医学理论，莪术具有通调龙路、火路，行气破血的功能［2］。现代研究表明，莪术具有抗癌、抗凝血、抗炎等作用，其中莪术挥发油中的姜黄素、莪术醇、β-榄香烯、莪术二酮等是莪术抗肿瘤的主要有效成分［3］，其大多是通过选择性调控某些基因的表达来抑制肿瘤细胞增殖或诱导其凋亡，从而达到抗肿瘤的目的［4］。本文就从其有效成分抑制增殖细胞核抗原（Ki-67、PCNA）、抑制mTOR信号通路的激活以及调控各种miRNA等抗肿瘤的机制作一简要综述。

1 抑制肿瘤细胞增殖抗原

1.1 抑制增殖细胞核抗原Ki-67的表达 抗原Ki-67是一种在增殖的哺乳动物细胞中表达的核蛋白，由于其高转录率常被广泛用作肿瘤分级的细胞增殖标记物［5］，目前也被用作治疗各种癌症的靶点。Pichu等［6］实验数据显示，姜黄素和Ki-67-7对细胞活力有相似程度的抑制作用，在Ki-67-7细胞中加入姜黄素对Ki-67表达的影响最小，几乎完全抑制细胞增殖，提示姜黄素可发挥协同作用，促进肿瘤细胞凋亡。辛德梅等［7］通过观察莪术油对CIN组织中Ki-67、P16、P53蛋白表达的影响，发现CINⅡ、Ⅲ组患者经莪术油治疗后Ki-67蛋白阳性表达率均低于治疗前，差异有统计学意义，表明莪术油能够抑制肿瘤细胞的活性，可能通过降低Ki-67蛋白的表达来实现阻止肿瘤进展的目的。梁莉萍等［8］研究发现，莪术油组乳腺癌大鼠的癌前病变及浸润癌显著低于其它药物组，提示莪术油可显著抑制Ki-67的表达，与其抑癌作用机制密切相关。

1.2 抑制增殖细胞核抗原PCNA的表达 增殖细胞核抗原（PCNA）是一种重要的真核复制辅助因子，在DNA复制、修复和重组等过程中起重要作用［9］。近年来，PCNA被看作可能是一个非致癌的抗癌靶点，抑制它可能控制肿瘤细胞的异常增殖［10］。Yallapu等［11］研究发现，以姜黄素衍生出的新型姜黄素磁性纳米粒在治疗胰腺癌中，可降低肿瘤组织中MUC 1的水平，从而抑制增殖细胞核抗原PCNA的表达，抑制肿瘤的生长。刘皓葳等［12］报道，莪术醇可下调PCNA蛋白的表达，且联合5-Fu用药后，下调作用更显著，因此莪术醇可能是通过影响PCNA蛋白的表达，使大肠癌LoVo细胞的增殖被抑制，从而导致凋亡的发生。王冬等［13］观察莪术醇联合氟尿嘧啶对裸鼠胃癌移植肿瘤的影响，发现莪术醇作用后PCNA的表达明显受到抑制，表明莪术醇可能通过调控上述基因而抑制胃癌生长。

2 抑制mTOR信号通路的激活

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）属于磷酸肌醇3-激酶相关激酶（Pikk）家族，在大多数哺乳动物细胞中表达，主要调控细胞生长、增殖、凋亡和自噬［14］。研究表明，mTOR信号的激活与原癌细胞过程有关，抑制mTOR是一种有效治疗肿瘤的策略，它能减缓肿瘤的生长，同时限制癌症的扩散，使mTOR成为新的联合治疗的靶点［15］。Zhu等［16］采用qRTPCR和westernblot方法检测了经姜黄素处理后的TU 212和AMC-HN-8细胞中p-mTOR的表达，结果表明姜黄素可明显加大对mTOR通路的抑制作用，延缓鳞状细胞癌的进展。Tong等［17］研究β-榄香烯联合放射治疗对肺腺癌A549细胞中mTOR基因、HIF-1α基因、Survivin基因表达的调节作用，发现低氧组mTOR、mRNA表达明显低于其他各组，即β-榄香烯联合照射可明显下调mTOR、HIF-1α和Survivin mRNA的表达，抑制细胞增殖。Liu等［18］发现β-榄香烯可抑制PI3k、Akt、mTOR、p70S6K1活性，保护自噬，防止胃癌细胞发生凋亡。Johnson等［19］通过用姜黄素处理大肠癌细胞，分析细胞增殖、蛋白和mRNA水平的变化等，发现姜黄素可降低mTOR、Raptor、Rictor蛋白和mRNA的总表达，抑制mTOR信号发挥其抗肿瘤增殖作用，推测其可能是一种新型的mTOR抑制剂。

3 调控miRNA的表达

微小RNA（miRNA）是一种内源性小的非编码RNA，在肿瘤的增殖、转移和侵袭中起着关键作用［20］，通常在许多癌症和其他疾病中表现出不同的表达。多种证据表明莪术中的姜黄素通过调节各种miRNA的表达发挥其治疗作用，从而调节与肿瘤发病有关的细胞和分子通路。Chen等［21］研究发现姜黄素可在不同类型的癌症中调节miR-21，miR-21对PI3K/PTEN/AKT、NF-kappaB、程序性细胞死亡蛋白4（PDCD4）等信号通路有影响，而姜黄素通过增加miR-21外显子以及通过与miR-21基因启动子区结合的转录机制来降低miR-21的表达，达到抗肿瘤效果。Wang等［22］检测了miR-7641在T24和SV-Huc-1细胞株中的潜在致瘤性，首次发现姜黄素直接下调促进肿瘤的miR-7641，导致膀胱癌细胞浸润减少，凋亡增加，表明姜黄素通过诱导miRNA起到直接抗膀胱癌的作用。Zhao等［23］通过用姜黄素（10～60 μM）处理SKOV3卵巢癌细胞，检测miR-9的表达、细胞增殖和凋亡，结果显示姜黄素诱导SKOV3细胞中的miR-9表达显著增加，且呈剂量依赖性，但明显抑制细胞增殖和诱导凋亡，因此姜黄素对SKOV3卵巢癌细胞的杀伤作用主要是通过上调miR-9实现的。

4 小 结

肿瘤是医学界的一个难题，其发病率呈逐年上升趋势，严重威胁着人类的健康与生命。莪术挥发油中的有效成分姜黄素、β-榄香烯等可通过对Ki-67、PCNA、mTOR及miRNA的抑制与调控，影响肿瘤细胞的生长、增殖、凋亡以及转移等多个环节，从而阻断肿瘤的发生、发展。与许多抗肿瘤化学药物相比，莪术具有无致突变性、高效低毒、安全可靠的特点，是一种具有良好开发前景的抗肿瘤药物，逐渐引起医药界的重视。但目前就如何高效利用莪术有效成分制成标准的抗癌制剂，以及如何进一步阐释其有效成分在人体吸收、分布、转归的过程，仍是亟待解决的难题，还有待我们进一步深入研究。