二氢杨梅素的抗肿瘤机制研究进展

李作标 蒋梁贵 李明意

显齿蛇葡萄为葡萄科的木质藤本植物，广泛分布于我国多数地区，作为中草药已有数百年历史，其叶中主要有效成分为蛇葡萄素、二氢杨梅素（DMH）等［1］。而其中二氢杨梅素是一种较为特殊的黄酮类化合物，同时具有提高SOD活性、清除自由基、抗栓、降低血脂血糖、控制血压及抗肿瘤等多种功效，尤其在维持肝脏正常功能、保护肝细胞及预防酒精肝等具有显著效果［2-5］。近年来研究发现二氢杨梅素在多种肿瘤的作用上具有明显的抑制效果，现对二氢杨梅素的抗肿瘤机制进行综述。

1 DHM在阻滞肿瘤细胞周期中的作用与机制

细胞周期的进程分为间期（G1期、S期、G2期）、分裂期（M期）和静止期（G0期），其周期的正常运作由多种作用机制调控以确保细胞分裂的有序进行，若此中任何一个环节出现异常，则细胞周期的进程出现终止。细胞周期的调控中枢是通过Cyclin⁃CDK⁃CDI的机制调控来实现的，而CDK抑制因子（CKI）基因有cyclin、p16等正调控因子或P53、P21等负调控因子。正调控基因过度表达或负因子的缺失将造成细胞周期各检验点阈值下调及功能减弱，从而导致细胞对外源性调节信号反应敏感性下降［6，7］。如今不少的研究表明，二氢杨梅素抗肿瘤机制大多是以抑制肿瘤细胞周期于G2/M期、G1/S期，从而抑制其细胞增殖实现的。黄海丽等通过实验，以浓度梯度的DHM（0、2、10、50、100、200 μm）分别作用HepG2、Hep3B两种细胞48 h，用流式分析仪分别测得两种肝癌细胞在不同浓度DHM培养下，两株肝癌细胞的G2/M期细胞比例不断增高，细胞有丝分裂在G2/M期被明显抑制，而其实验进一步证实二氢杨梅素可以使CDKl/cyclin B1聚合体失活，进而导致肿瘤细胞停止增殖［8］。而岑钧华等研究也表明肝癌细胞HepG2在DHM的作用下其G2/M期细胞比例显著上升、S期细胞比例下降［9］。因此，DHM的具体机制可能与多种参与细胞凋亡、氧化应激和炎症的分子有关，如AMP活化蛋白激酶（AMPK）、有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）、蛋白激酶B（Akt）、核因子⁃κB（NF⁃κB）、核因子E2相关因子2（Nrf2）、ATP结合盒等转运蛋白A1（ABCA1）、过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）等［10］。如DHM能使乳腺癌细胞周期阻滞于G2/M期［11］；用DHM对A549细胞处理后，不同作用时间检测该细胞的细胞周期时，G2/M期的比率明显增加［12］。

2 DHM抑制肿瘤细胞凋亡的信号通路

细胞凋亡途径包括外源性及内源性两种途径，前者是由TNF⁃α、FAS⁃L等受体所介导，而后者利用线粒体作为诱导细胞凋亡的主要场所，通过调控其外膜的通透性来进行介导。当各种应激反应、DNA损伤、异常细胞信号出现时，会引起Bax的活化，在该蛋白的调控下，线粒体外膜的通透性增加，细胞色素C被释放到胞质中，在dATP的存在下，与Apaf⁃1结合，使Apaf⁃1暴露其Card结构域，并与Procaspase⁃9的Card结合形成凋亡复合体，进而激活Caspase⁃9，后者进一步激活Caspase⁃3，从而引起细胞凋亡。而Bcl⁃2的作用与Bax则恰恰相反，以抑制细胞色素C释放，从而切断细胞凋亡的进程，所以控制Bcl⁃2的表达对肿瘤细胞的凋亡具有重要影响［13］。正因为Bcl⁃2与Bax的反向作用，当细胞接受刺激后，二者的比率决定细胞的存亡［14］。左彦珍等研究发现DHM通过调控Bcl⁃2/Bax凋亡通路从而诱导人绒毛膜癌细胞（JAr）凋亡，DHM浓度越高，JAr细胞中Bax蛋白表达量越高，而Bcl⁃2蛋白表达则减少，从而引发JAR细胞发生凋亡［12］。舒洋研究发现 DHM 能使HepG2，QGY7701，Hepal⁃6、MHcc97L四种肝癌细胞的p53蛋白表达明显升高，从而激活bax与bak，并抑制Bcl⁃2的表达，进而激活caspase⁃3最终导致肿瘤细胞凋亡，且该调控作用具有剂量依赖性特点［14］。王满英等人通过实验研究发现用DHM处理人头颈鳞癌SCC⁃25细胞，细胞的凋亡随药物浓度和反应时间增加而增加，通过WB检测发现，被DHM处理后的SCC⁃25细胞中，CL⁃PARP、Bax、CL⁃caspase3等蛋白表达水平增加，而Bcl⁃2则相反［15］。另外研究发现DHM可以在体外通过激活Bax/Bcl⁃2参与调控的凋亡通路，从而诱导非小细胞肺癌A549细胞的凋亡［12］。

3 DHM抑制肿瘤的侵袭及转移机制

根据目前病例统计有80%以上的癌症患者死于肿瘤的侵袭和转移，是癌症患者致死的主要原因［16］。肿瘤的侵袭和转移过程主要有：①肿瘤细胞粘附性下降，从原病灶中游离；②肿瘤细胞与ECM粘附性提高；③肿瘤细胞分泌降解酶降解ECM，形成细胞转移通道，从而诱导血管生成；④肿瘤移动性提高，穿透ECM，通过血管基底膜侵入体内循环；⑤在循环中躲避免疫系统杀灭；⑥转移到新的器官组织后，在新血管形成的基础下分裂生长，进而完成侵袭转移。ECM作为肿瘤细胞迁移的天然屏障，从原位灶增殖到转移的进程须具有降解ECM的能力，而ECM降解酶类分为MMPs家族、丝氨酸蛋白酶、天冬门氨酸蛋白酶、caspase家族。如今MMPs的研究结果证实其是以降解ECM及细胞基底膜，从而使癌细胞获机从基底膜破溃处、基质之间的空缺侵袭到周围组织器官。有研究表明，DHM可通过对TNF⁃α/P38MAPK/MMP⁃2信号通路的阻制，从而使骨肉瘤细胞的侵袭和转移受阻［17］。DHM对人视网膜色素上皮（RPE）细胞（ARPE⁃19）迁移和转移促进蛋白的影响。研究结果显示DHM通过减少基质金属蛋白酶⁃2（MMP⁃2）的表达来抑制人视网膜色素上皮（RPE）细胞（ARPE⁃19）的侵袭和迁移，这个过程是通过降低磷酸化c⁃Jun N末端激酶1/2的水平，认为DHM通过抑制MMP⁃2的表达抑制RPE细胞的迁移［18］。周防震等也通过研究证实，DHM以不同梯度浓度的方式（0、20、40、80mg/L）作用于乳腺癌肿瘤细胞（MDA⁃MB⁃231），可以使胞内MMP⁃2/⁃9蛋白的表达均明显下降，进而抑制肿瘤细胞的侵袭转移，但是其研究也表明了随着DHM浓度升高时，MMP⁃2/⁃9 mRNA表达出现先下降后升高，提示MMP⁃2/⁃9蛋白表达和其mRNA表达可能通过负反馈调节机制而起作用［19］。邱志东等研究报告DHM可通过抑制肝癌细胞MHCC97L的MMP⁃9蛋白表达，使降解细胞外基质和基底膜的途径受阻，同时抑制VEGF蛋白的表达，使继发灶新血管的生成受阻，另有研究认为DHM通过上调E⁃cadherin的表达，维持肿瘤细胞的完整性，从而抑制肝癌细胞的侵袭转移［20］。而张庆余等人发现DHM通过降低MMP⁃9蛋白的表达，显著抑制肝癌SK⁃Hep⁃1和MHCC97L细胞的迁移侵袭，而MMP⁃9蛋白表达下调则与SK⁃Hep⁃1和MHCC97L细胞内PKC⁃δ蛋白质水平的增加及p38、ERK1/2和JNK的磷酸化被抑制密切相关［21］。同时二氢杨梅素还能通过调控JNK通路抑制MMP⁃2的表达及逆转上皮间质转化，进而抑制人胃癌MKN45细胞的侵袭与转移［22］。

4 DHM在联合用药中的作用

二氢杨梅素来自植物成分，作为抗肿瘤药物，具有高效、低毒、低副作用的特点，目前研究的侧重点对其联合用药抗肿瘤机制有更深层次的探究。多项研究表明，二氢杨梅素多药联合应用较单药应用的抗肿瘤效果更强。王进峰等研究发现，单独使用DHM对前列腺癌的抑制作用较弱，在高药物浓度下，仍不能达到明显的抑癌效果，然而在联合顺铂后，即使在低浓度的DHM（10μmol/L）作用下，也可显著提高各浓度顺铂的抗肿瘤敏感性，使低浓度下的顺铂（2μmol/L）也能对前列腺癌细胞产生明显的杀伤效果［23］。Jiang L等研究发现DHM通过P53/BCL⁃2通路增强奈达铂在肝癌细胞系中化学敏感性，同时减少奈达铂对正常肝细胞的损伤进而起到保护正常肝细胞的功能［24］。吴明彩等也通过实验证实，二氢杨梅素联合丝裂霉素对胃癌细胞SCG⁃7901的生长具有更明显的抑癌作用，其机制是通过下调Bcl⁃2和Survivin两种蛋白的表达来实现［25］。另有研究发现，DHM通过对p38⁃STAT1信号通路的调控，增强ATRA（全反式维甲酸）的对白血病NB4细胞的化学敏感度，进而加强对癌细胞生长的抑制［26］。

5 总结与展望

二氢杨梅素是从藤茶的茎叶中提取出来的黄酮类化学物，其抗肿瘤机制繁多且十分复杂，如今对于二氢杨梅素抑制细胞凋亡的研究目前仍较少，且也多停留于实验阶段，缺少相关活体动物实验，同时临床药物应用研究也缺乏。中药的应用是我国数千年的智慧沉淀，尤其在2019年爆发的新型冠状病毒，对中草药的应用更上一个台阶，故今后对二氢杨梅素应进一步加强其相关临床药物研究，在提高其溶解性、储存稳定性的同时，也要侧重于对其结构修饰，从而提高其药物活性，以期得到临床与实验相一致的结果。