柑橘多甲氧基黄酮的来源及生物学作用
2019-03-30张梦玲李绮丽李高阳付复华肖业成余焕玲
张梦玲 李绮丽 李高阳 付复华 肖业成 单 杨 余焕玲
(1. 湖南大学研究生院隆平分院,湖南 长沙 410125;2. 湖南省农业科学院农产品加工研究所,湖南 长沙 410125;3. 首都医科大学公共卫生学院北京市环境毒理学重点实验室,北京 100069;4. 果蔬贮藏加工与质量安全湖南省重点实验室,湖南 长沙 410125;5. 涟源康麓生物科技有限公司,湖南 娄底 417000)
据统计[1],2016年全球柑橘产量达到1.24×108t,但全球的加工量仅为2.35×107t,不足总产量的20%。柑橘皮渣是柑橘加工工业的副产品,每年全球柑橘皮渣产量达到4.0×106~5.0×106t,通常未得到充分合理的利用,柑橘皮渣的处理已经成为柑橘加工企业的头号难题[2-3]。仅中国,每年的柑橘皮渣黄酮资源具有1.0×104t,并且黄酮的价格取决于所开发产品的品质[2],目前市场上黄酮粗提物的价格在80~3 000元/kg不等。如果能够高效地开发和利用高品质的柑橘黄酮,对有效利用柑橘资源,推动柑橘产业化进程具有重要意义。
PMFs(Polymethoxy flavones)广泛存在于柑橘属果皮中,是一类独特的多甲基黄酮类化合物。人群、动物和细胞研究的累积证据[4-12]表明,PMFs具有抗氧化、抗炎、保护心血管和抗癌等生物学作用。尽管非多甲氧基黄酮(主要为羟基黄酮)也具有一定的生物学活性,但研究[13-14]发现PMFs的生物学活性是明显优于非多甲氧基黄酮的。含有1%PMFs(主要是橘皮素)的日常饮食喂食35 d可显著降低雄性叙利亚金黄仓鼠的血清总数和超低密度脂蛋白(VLDL)及低密度脂蛋白(LDL)水平(分别为19%~27%和32%~40%),降低血清三酰甘油酯的含量。而相同试验条件下,通过喂食3%橘皮苷和柚皮苷(质量比1∶1)的混合物,血脂改善程度却差于1% PMFs的[13]。采用柚皮素、橘皮苷和川陈皮素 (100 μmol/L)分别处理A类清道夫受体介导小鼠 J774A.1巨噬细胞24 h,发现相比未处理的对照组,黄酮都显著降低β-VLDL的代谢。其中,川陈皮素的效果最好,降低50%~72%β-VLDL代谢,而柚皮素和橘皮苷下降不足25%[14]。目前普遍认为PMFs活性优于非多甲氧基黄酮的重要原因之一为多甲氧基增加了黄酮分子的平面型、降低分子极性,有利于生物膜的渗透性,增加细胞摄取[15-16]。柑橘PMFs作为一种天然物质,相比化学合成药物,更容易使用和发挥较少的副作用,从而有助于提高患者的依从性[17]。
基于以上的讨论,柑橘PMFs是预防和治疗疾病的一种切实可行的天然物质,其开发利用对柑橘行业的增值增收具有重大意义。因此,本文综述了柑橘PMFs的来源和其生物学功效,并对目前存在的问题进行了探讨,以期为开发利用柑橘资源和柑橘产业发展提供更好的指导。
1 柑橘多甲氧基黄酮的来源
1934年Nelsont从橘皮精油中提取出橘皮素,1938年Tseng从橙皮中分离出川陈皮素,之后科学家又从柑橘属植物中分离出Tetra-O-metrylscutellarein[18]和五甲氧基黄酮[19]。1991年欧洲标准化委员会规定PMFs是苯环原酮结构上连有4个或4个以上的甲氧基黄酮类化合物[20],结构如图1所示。现如今,已报道的柑橘果皮中芸香科柑橘属PMFs多达40余种,是天然PMFs最主要的来源[13,21]。图2列出了7种最常见的柑橘PMFs,其中研究的热门是川陈皮素和橘皮素,是在甜橙和柑橘果皮中含量很高的PMFs[22-23]。
目前关于PMFs的提取分离与鉴定方法包括醇浸提[24]、超临界CO2流体萃取[24]、超声法[24]、离子交换法[25]、高效液相色谱法[26]、超高效液相色谱结合二极管阵列检测器(UPC-DAD)[5]和快速制备色谱[27]等。单杨团队[2]从温州蜜橘皮中分离得到4种PMFs单体,并采用波长扫描光谱、高效液相—质谱联用(HPLC-MS)和红外光谱(IR)以及核磁共振(MRI)技术进行精确的结构鉴定,分别为3,5,6,7,8,3',4'-七甲氧基黄酮(Hexamethoxyflavone)、5,6,7,8,4'-五甲氧基黄酮(Tangeretin)、3-羟基-5,6,7,8,3',4'-六甲氧基黄酮(Natsudaidain)、5,6,7,8,3',4'-六甲氧基黄酮(Nobiletin),其中3-羟基-5,6,7,8,3',4'-六甲氧基黄酮(Natsudaidain)是首次发现的。
以廉价易得的天然产物柚皮苷和橙皮苷为原料,通过糖苷酸性水解、脱氢、溴代、亲核取代、D-甲基化、过氧丙酮氧化、D-异戊烯基化和选择性脱甲氧基等化学方法半合成一系列的PMFs,包括3-羟基-3',4',5,6,7,8-六甲氧基黄酮、3-羟基-3',5,6,7,8-五甲氧基黄酮、3',4',3,5,6,7,8-七甲氧基黄酮、3',3,5,6,7,8-六甲氧基黄酮、5-羟基-3',4',3,6,7,8-六甲氧基黄酮、5-羟基-3',3,6,7,8-五甲氧基黄酮、5-羟基-3',4',6,7,8-五甲氧基黄酮、5-羟基-3',6,7,8-四甲氧基黄酮[21]。分子克隆技术也是合成PMFs一种新的手段。以槲皮素为底物,用表达于大肠杆菌细胞中的CdFOMT 5进行全细胞生物催化,得到3,3',5,7-四甲基化槲皮素[28]。
图1 多甲氧基黄酮的分子结构Figure 1 Molecular structures of polymethoxyflavone
图2 常见的柑橘多甲氧基黄酮的分子结构Figure 2 Molecular structures of the common citrus polymethoxyflavone
2 多甲氧基黄酮的生物学作用
2.1 抗氧化、抗炎与提高免疫力
2.1.1 抗氧化 对26种PMFs采用2,2-二苯基-1-吡啶酰肼(DPPH)自由基清除活性、铁还原抗氧化能力(FRAP)、氧自由基吸收能力(ORAC)和铜还原抗氧化能力(CUPRAC)4个理化指标进行了评价,发现PMFs具备抗氧化的化学特性,其中酚羟基是PMFs抗氧化活性的主要贡献者[5]。
不仅如此,PMFs对动物和细胞也具有抗氧化特性。脂多糖/D-半乳糖胺(LPS/GALN)诱导雄性C57BL/6小鼠急性肝损伤模型中,腹腔注射川陈皮素(50,100,200 mg/kg)预处理2 h可激活NF-κB介导的Nrf 2抗氧化通路,抑制NF-κB介导的细胞因子的产生,从而预防急性肝损伤[29]。主动脉束带(AB)手术诱导的雄性C57BL/6小鼠心肌肥大模型中,川陈皮素(50 mg/kg、纯度>98%)注射可通过抑制NAPDH氧化酶和内质网应激来治疗心脏肥大压力超负荷[30]。在连续5 d注射链球菌(50 mg/kg)诱导8~10周龄雄性 C57BL 小鼠(体重24~26 g)糖尿病模型中,采用川陈皮素(50 mg/kg、纯度>95%)处理11周后,明显降低NADPH氧化酶的mRNA表达,即p67phox、p22phox和p91phox,以及减轻氧化应激[4]。类似地,在链脲佐菌素(50 mg/kg)诱导雄性Wistar大鼠 (体重180~230 g)糖尿病性心血管模型中,10,25 mg/kg川陈皮素处理降低氧化应激,减少MMP-2和MMP-9水平[7]。在叔丁基过氧化氢(τ-BHP)诱导HepG2细胞氧化损伤的模型中,5~20 μmol/L 橘皮素(纯度>95%)预处理24 h可降低氧化损伤,作用机制为橘皮素通过MAPK-Nrf2-ARE信号通路上调NQO1和HO-1抗氧化酶的活性[31]。这些累积试验说明柑橘PMFs对生物体具有良好的抗氧化特性,其主要的抗氧化机制为:① 清除自由基[5];② 抑制与自由基产生相关酶的表达[32-33];③ 激活抗氧化信号通路[29]。
2.1.2 抗炎 脂多糖(LPS)诱导、白细胞介素诱导、胆管结扎、紫外线B(UVB)辐射诱导是常见的诱导动物和/或细胞炎症方式。采用鼻内滴注的方法在LPS(30 mg/kg)处理之前对健康的雄性昆明小鼠采用川陈皮素 (5,10,20 mg/kg)预处理12 h,发现川陈皮素的治疗显著地降低了LPS诱导的炎症细胞数、TNF-α、IL-6和NO的表达,从而降低LPS所致的小鼠急性肺损伤(ALI)[8]。柑橘皮提取物(CAE) (50,200 mg/kg CAE中分别含13.50,54.00 mg/kg 川陈皮素)处理胆管结扎雄性ICR小鼠(5~6周龄),4周后明显降低血浆中IL-2、IL-4、IL-6、TNF-α、AMPK等促炎细胞因子的活性,说明CAE对胆汁淤积症具有抗炎作用[34]。这2个动物试验分别说明川陈皮素对动物炎症具有预防和治疗作用,不足之处在于后者采用的是柑橘皮粗提物,无法排除柑橘皮中其他非PMFs组分的影响。
大量研究也支持PMFs对细胞炎症的预防和治疗作用。对于LPS (10 mg/mL,20 h)刺激人类胚胎膜和子宫肌层的炎症感染,200 μmol/L川陈皮素预处理胎膜和子宫内膜1 h后可降低促炎症细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6 及 IL-8)、MMP-9的表达和促MMP-9的分泌,川陈皮素还能降低自发性早产后妇女胎膜中产生的促炎细胞因子和MMP-9的表达和产生[35]。LPS(100 ng/mL 20 h)诱导的BV2微胶质细胞神经炎症的同时,加入川陈皮素40 μmol/L (HPLC级)或橘皮素60 μmol/L (HPLC级),发现川陈皮素和橘皮素都显著抑制LPS诱导的细胞炎症。其中,只有川陈皮素对LPS诱发的促炎因子NO、TNF-α、IL-1β和IL-6的分泌具有大于50%的抑制能力[36]。30 μmol/L 川陈皮素(纯度>98%)在LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞炎症中具有抗炎作用,作用机理为降低iNOS和COX-2蛋白表达水平,诱导血红素加氧酶-1(HO-1)蛋白表达[37]。川陈皮素 (4,8,16,32,64 μmol/L) 干扰了LPS (5 mg/mL)诱导小鼠J774A.1 巨噬细胞中PGE2的产生,以及促炎细胞因子的基因表达,包括IL-1α、IL-1β、TNF-α和IL-6[38]。
川陈皮素 (4,8,16,32,64 μmol/L)以剂量依赖性的方式抑制了人滑膜细胞rhIL-1α(1 ng/mL)诱导PGE2的产生,川陈皮素选择性地降低COX-2,但不是COX-1 mRNA的表达[38]。川陈皮素(纯度>95%)与白细胞介素-1β(1 nmol/L)共处理原代培养的大鼠肝细胞,可抑制IL-1β单独处理时诱导型一氧化氮合酶(iNOS)基因的表达,诱导型一氧化氮合酶(INOS)在肝细胞中合成炎症介质一氧化氮(NO),川陈皮素的半抑制NO产生的浓度为(IC50) 51 μmol/L,具有抗炎的作用[39]。川陈皮素的抗炎作用与诸如地塞米松等抗炎类固醇非常相似,川陈皮素独特的地方在于其上调了TIMP-1的表达,支持了川陈皮素可能是一种新的免疫调节和抗炎药的候选对象[40]。
暴露于紫外线B(UVB)辐射会引发急性皮肤炎症,如红斑(晒伤)和水肿。川陈皮素(64 μmol/L)抑制UVB(60 mJ/cm2)诱导人表皮角质细胞产生炎症介质前列腺素E2,不仅抑制了COX-2的表达,还通过减少人类角化细胞中cPLA2的活动,并抑制小鼠表皮角质形成[40],提示川陈皮素可能作为一种新型的防晒剂,用于预防光炎症和光老化。
2.1.3 提高免疫力 口服川陈皮素(50 mg/kg)可抑制5周龄雌性ALB/c 小鼠被动皮肤过敏模型的血管通透性,通过抑制磷酸肌醇3-激酶的活化,发挥抗过敏作用[41]。川陈皮素 (5,10,25 mg/kg溶于 2%氢化蓖麻油)或TAN (5,10,25 mg/kg溶于 2%氢化蓖麻油)都能显著抑制组胺 (300 μg/50 μL) 或化合物48/80(50 μg/50 μL)引起的雄性ICR小鼠(5周龄、体重20~25 g)和雄性Hartley豚鼠(体重270~330 g)的搔痒行为,同时抑制组胺诱导的血管通透性。川陈皮素或橘皮素抑制组织胺刺激的皮肤组织中变应性细胞因子IL-4和TNF-α的表达及其转录因子NF-κB、AP-1和p38的激活[42]。对于抗CD3/CD28抗体刺激雌性 BALB/c小鼠,3, 5, 6, 7, 8, 3′,4′-庚-羟黄酮(HMF,50 mg/kg)可抑制T细胞生长并通过减少的磷酸二酯酶(PDE)活动和增加的cAMP浓度从而影响免疫功能[6]。
肥大细胞或嗜碱性粒细胞活化是由抗原与IgE结合到肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的高亲和力IgE受体(FceRI)上的一个强有力的刺激,是引起I型过敏症的重要原因之一。肥大细胞或嗜碱性粒细胞的活化会导致胞质颗粒与血浆膜融合,随后释放出各种颗粒状的介质[41]。在20 μL抗原(DNP,1 μg/mL)诱导RBL-2H3细胞(嗜碱性白血病细胞系)脱颗粒的模型中,采用川陈皮素(10,25 μmol/L 溶于 0.5% 二甲基亚砜)或橘皮素(10,25 μmol/L 溶于 0.5%二甲基亚砜)预处理可显著抑制蛋白激酶C(PKC)活性,抑制细胞脱颗粒[42]。川陈皮素(50 μmol/L)抑制抗原刺激诱导、钙离子载体A 23187和毒胡萝卜内酯(Ca2+依赖性ATP酶的特异性抑制剂)刺激的RBL-2H3细胞和骨髓源肥大细胞脱颗粒。RBL-2H3细胞被抗原或A 23187刺激时,川陈皮素也能抑制细胞内Ca2+浓度的升高,从而以类似于渥曼青霉素的方式发挥抗变态反应活性[41]。
2.2 治疗在心血管疾病中的作用
流行病学研究[43-44]表明,经常摄入富含类黄酮的食物可降低心血管疾病的风险。饮食中的PMFs已经被证明可以抑制血小板功能,调节脂质代谢,维持血管完整性这可能是降低心血管疾病风险的基础[45-46]。
2.2.1 抑制血小板功能 血小板活化是在各种配体分子与它们的同源细胞表面受体结合后启动的,这些受体触发细胞内信号级联,导致形状改变、颗粒含量释放、血栓素A2(TXA 2)合成和释放以及血栓形成。但是,一些现有抗血栓药物(如阿司匹林和氯吡格雷)受到相关副作用的阻碍,包括严重出血。川陈皮素(12.5~100.0 μmol/L)可延长C57BL/6小鼠剪尾出血时间,降低蛋白激酶B(Akt)和γ2在胶原受体(糖蛋白VI)刺激途径中的磷酸化,提高cGMP水平和血管扩张剂刺激的磷酸化蛋白(一种与抑制性环核苷酸信号有关的蛋白)的磷酸化而抑制血小板功能[45],有望成为一种更安全、更有效和有针对性的预防血栓形成的药物。
2.2.2 调节脂质代谢 对于与胰岛素抵抗(IR)相关的果糖引起雄性金色叙利亚仓鼠高甘油三酯血症和其他代谢异常,PMF-L或PMF-H[62.5,125.0 mg/(kg·d),41% PMFs主要为橘皮素和川陈皮素,质量比1∶1]灌胃4周能改善高甘油三酯血症,通过调节脂肪细胞因子和过氧化物酶体增长因子活化受体PPARα和PPARγ的活性而发挥作用[47]。
PMFs的调节脂质代谢的作用也在细胞研究中得到了支持。通过巨噬细胞的清道夫受体(SRs),如外源凝集素-LDL受体1(LOX-1),不受控制地摄取氧化低密度脂蛋白(ox-LDL),从而导致动脉粥样硬化。川陈皮素抑制THP-1人单核细胞中清道夫受体基因,降低SR-A、SR-PSOX、CD36和CD68,而不是CLA-1的mRNA表达,导致了对DiI-acLDL的封锁,是一种调节动脉粥样硬化的植物化学物质[48]。橘皮素和川陈皮素可以显著抑制HepG2细胞apoB 分泌(IC50分别为13,29 μmol/L),中度抑制CH合成(IC50分别为 49,68 μmol/L) 和TG 合成(IC50分别为14,73 μmol/L),而没有影响LDL-受体的活性。而其他PMFs (例如甜橙黄酮)和非多甲氧基黄酮 (例如橘皮苷和柚皮素)只是微弱地影响了CH 和TG 合成以及apoB分泌(IC50>100 μmol/L)。进一步结构活性分析表明,黄酮类结构的全甲氧基环与肝apoB分泌的有效抑制活性有关[49]。
5-去甲基川陈皮素(5~20 μmol/L)显著减少佛波醇12-十四烷酸13-醋酸诱导的基因表达和CD36、清道夫受体α和外源凝集素型氧化LDL受体-1的活性。抑制作用在一定程度上与抑制蛋白激酶C活性和c-Jun NH2-端激酶1/2磷酸化有关,从而抑制了激活蛋白1和NF-κB的激活[50]。并且,在HepG2人类肝癌细胞株中,5-去甲基川陈皮素通过类固醇-反应元素-结合蛋白-2激活,显著地诱导低密度脂蛋白受体活性和转录[50]。5-去甲基川陈皮素(5~20 μmol/L)具有不同的抗动脉粥样化生物活性,在抑制单核细胞-巨噬细胞分化和泡沫细胞形成方面比川陈皮素更有效[50]。提示PMFs的代谢产物比PMFs本体具有更优良的生物学特性,但目前关于PMFs的代谢产物其生物学作用的报道并不多,这是未来学者值得探究的。
PMFs除了直接的调节脂质代谢以外,还可以间接地通过调节昼夜节律、细胞分化而影响脂质代谢。采用HFD (D12492)诱导6周大的雄性老鼠的肥胖模型,在试验期间同时喂养川陈皮素 (200 mg/kg),发现川陈皮素以视黄酸受体相关的孤儿受体作为直接靶点,以时钟基因依赖的方式强烈对抗肥胖小鼠代谢综合征,增加能量消耗和运动活动[51]。川陈皮素(50 μmol/L)短时间(15,60 min)处理可增加PER 2:Luc荧光素酶小鼠胚胎成纤维细胞昼夜节律幅值,延长周期,延缓PER 2:Luc昼夜节律,说明川陈皮素对昼夜节律紊乱和时差有益的影响[52]。
川陈皮素 (128 μmol/L)或橘皮素(128 μmol/L)处理2 d,可将3T3-L1前脂肪细胞分化为细胞内甘油三酯含量较低的脂肪细胞。2种类黄酮均能促进胰岛素增敏因子脂联素的分泌,但同时降低3T3-L1脂肪细胞中胰岛素抵抗因子MCP-1的分泌[53]。川陈皮素(10~100 μmol/L,6 h或24 h)通过激活cAMP/CREB介导的信号级联,促进T3-L1前脂肪细胞的分化和脂解,且呈现剂量和时间的依赖性[54]。川陈皮素(10 μmol/L,11 d)可诱导ST-13前脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞,促进脂联素蛋白的产生[55]。
2.2.3 维持血管完成性 川陈皮素对大鼠脑缺血再灌注损伤具有保护作用,在短暂性大脑中动脉闭塞(τ-MCAO) 8周龄雄性Wistar大鼠(体重180~220 g)再灌注后于0,1 h分别注射川陈皮素(15 mg/kg) 2次。脑缺血再灌注可引起大鼠脑缺血半球明显的脑损伤,而川陈皮素治疗可明显减少脑梗死体积,抑制脑水肿, 机制为川陈皮素治疗可明显抑制中性粒细胞向缺血区的浸润,显著降低缺血半球脑细胞凋亡,说明抗炎和抗凋亡作用可能是川陈皮素的神经保护机制[56]。
川陈皮素(100 μmol/L)对血管紧张素Ⅱ诱导的血管原代平滑肌细胞(VSMCs)(VSMCs是从新生牛的胸主动脉获得)增殖有抑制作用,部分原因在于其对血管平滑肌细胞钙依赖性JNK活性的抑制作用,川陈皮素对JNK的抑制意味着它在治疗与VSMCs生长有关的心血管疾病方面很有用[57]。
2.3 治疗在癌症中的作用
2.3.1 动物 川陈皮素对氮氧甲烷(AOM)诱导的大鼠结肠癌发生具有抑制作用。雄性F344大鼠皮下注射AOM(15 mg/kg),每周1次,连续3周诱导结肠异常隐窝(ACF),大鼠接受含0.01%或0.05%川陈皮素的试验饮食,为期5周,从第一次服用AOM前一周开始。在研究结束时(第5周),发现川陈皮素抑制AOM诱导ACF,作用机制为川陈皮素能抑制体外PGE2产生和COX-2蛋白表达[58]。类似地,5周龄雄性F344大鼠每周皮下注射AOM(20 mg/kg)诱导结肠肿瘤,然后被给予含0.01%或0.05% 川陈皮素的日粮,为期34周,研究结束时,AOM组结肠腺癌发生率为67%,0.01% 川陈皮素处理后AOM组结肠腺癌发生率为55%,0.05% 川陈皮素处理后AOM组结肠腺癌发生率为35%[59]。
抑制血管生成,也称为血管预防,是限制实体肿瘤生长的一种很有前途的策略[60]。川陈皮素(40 μmol/L、纯度>98%)能有效地降低体外人卵巢癌细胞株OVCAR-3和A 2780/CP 70,及无胸腺小鼠模型和鸡绒毛尿囊膜(CAM)模型的抗肿瘤活性,其作用机制为Akt通路抑制卵巢癌的生长和血管生成[61]。这些文献都说明PMFs具有抗癌症的作用。
2.3.2 细胞
(1) 减少癌细胞增殖、刺激细胞凋亡:DU-145和PC-3分别是具有中、高转移潜能的前列腺癌细胞系,川陈皮素(20~80 μmol/L)处理24 h可通过AKT途径抑制前列腺癌细胞株PC-3和DU-145的细胞活力[61]。相同剂量下(0~60 μmol/L),5-去甲基川陈皮素对结肠癌细胞HCT116 和 HT29生长的抑制作用强于川陈皮素;5-乙酰基-6,7,8,4'-四甲基去橘皮素可诱导MCF-7人胸腺癌细胞凋亡,而橘皮素没有这一作用。5-羟基PMFs主要涉及的机理为影响细胞增殖和细胞凋亡,p21Cip1/Waf1、CDK-2、CDK-4、phosphor-Rb、Mcl-1、caspases-3、caspases-8和聚ADP核糖聚合酶(PARP)。但不同的5-羟基-PMFs对细胞周期和细胞凋亡的机制有差异,5-羟基-6,7,8,3',4'-五甲氧基黄酮使HT29细胞的细胞周期停留在G2/M期,而5-羟基-3,6,7,8,3',4'-六甲氧基黄酮停留在 G0/G1期[62]。橘皮素(15 μmol/L)和5-去甲基川陈皮素(15 μmol/L)联合应用会产生协同效应,优于橘皮素(30 μmol/L)或5-去甲基川陈皮素(30 μmol/L)单独处理的,可使人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞凋亡细胞数量增加,通过升高caspase-3活性、降低线粒体膜电位、降低肿瘤坏死因子的生长抑制活性而诱导细胞凋亡[63]。
(2) 抑制癌细胞的浸润、侵袭和转移:鼻咽癌(NPC)以其颈部淋巴结转移的高发生率而闻名,且预后不良。川陈皮素(10~40 μmol/L,12~24 h)显著抑制了HONE-1和NPC-BM细胞系的迁移/入侵能力,川陈皮素抑制MMP-2的表达,提高金属丙二醇对组织抑制剂的调节,降低NF-κB和激活蛋白1(AP-1)信号通路的转录因子[64]。川陈皮素(1.0~4.5 μmol/L,24~48 h)抑制了人胃腺癌高转移性AGS细胞的入侵和迁移,作用机制为川陈皮素抑制了FAK/PI3K/Akt和小GTPase信号通路[65]。川陈皮素(10~50 μmol/L,12 h)是一种新的CXCR 4和MMP-9表达阻断剂,具有抑制人乳腺癌MDA-MB-231细胞浸润、侵袭和转移的潜力[66]。对于神经炎症,川陈皮素(20~100 μmol/L,纯度≥97%) 24 h 处理人类U87和Hs683神经胶质瘤细胞, 抑制有丝分裂蛋白激酶和AKT/蛋白激酶B的途径,并降低细胞周期的正调节因子,从而导致对神经胶质瘤细胞增殖和迁移的抑制[65]。
上皮间充质转换(EMT)是肿瘤转移的重要细胞过程,在此过程中上皮极化细胞成为能动的间充质细胞[67-68]。川陈皮素(20~120 μmol/L,24 h)通过拮抗TGF-β1/Smad3信号通路抑制人非小A549和H129细胞肺癌上皮间质转化[69]。
(3) 降低癌细胞对抗癌药物的耐药性、提高敏化作用:橘皮素有效地逆转ABCB 1介导的肿瘤对多种化疗药物的耐药性,橘皮素与紫杉醇共处理可激活细胞凋亡,将细胞周期阻滞在G2/M期,这是因为橘皮素(2.51~7.53 μmol/L,48 h)能显著增加A 2780/T细胞内阿霉素和氟替克星-2的积累,减少ABCB 1底物在CaCO2细胞中的外排,而不改变ABCB 1的表达,从而降低过表达的癌细胞对化疗药物耐药性[70]。橘皮素(25~100 μmol/L,12~24 h)可降低多药耐药亚系(lovo/dx)人结肠癌细胞对阿霉素的耐药性,通过抑制P-糖蛋白,罗丹明123蓄积,促进阿霉素进入细胞核[23]。与此同时,橘皮素(25~100 μmol/L,12~24 h)对耐药细胞具有敏化作用。橘皮素对耐药细胞的毒性大于对敏感癌细胞的毒性。化疗敏感细胞株(Lovo)细胞凋亡诱导活性也高于多药耐药亚系(lovo/dx)[23]。
3 结论与展望
目前关于柑橘PMFs生物学的研究主要集中在细胞试验和动物试验上,对于PMFs的人群研究和流行病学调查研究并不多,这是因为PMFs主要存在于柑橘果皮中,常规饮食很难摄取到。那么PMFs优良的生物特性能否应用于临床,这需要学者们将PMFs作为一种补充剂,加入到日常的饮食中,进行进一步研究。
天然及人工合成的PMFs有很多种,但是目前文献仅仅大量报道了川陈皮素和橘皮素的生物学特性,对于其他PMFs的研究并不多。一些文献报道,羟基形式的PMFs生物学活性更强[16,21,26,71-73],但遗憾的是只简单讨论了其可能的机制,认为这是因为多羟基进一步赋予多甲氧基黄酮分子抗氧化、螯合和氧化活性[74]。PMFs的生物学活性是优于非多甲氧基黄酮的[15-16],非多甲氧基黄酮多以羟基黄酮为主。为什么羟基化的PMFs比PMFs具有更好的生物学特性,并未得到充分的解释。
总之,柑橘果皮富含的PMFs是一种天然的、安全的物质。化学半合成与分子克隆也可作为PMFs来源的补充。多甲氧基黄酮有很大的潜力成为治疗人类疾病的有效药物。