黑果枸杞在抗肿瘤方面的研究进展
2022-11-18邢丽杰张晓璐李先义罗瑞峰
邢丽杰,张晓璐,王 远,,李先义,罗瑞峰,董 娟
(1.新疆农垦科学院,新疆 石河子 832000;2.新疆生产建设兵团食品检验所,新疆 石河子 832000;3.石河子大学 食品学院,新疆 石河子 832000)
黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murry),属茄科枸杞属,主要分布于我国西北地区,富含多糖、黄酮类物质、花青素、多酚等活性成分,具有增强免疫力、抗氧化、抗肿瘤、抗疲劳、防治阿尔兹海默症等功效[1]。目前,关于黑果枸杞功效研究大多集中于降血脂、降血糖、抗疲劳等方面,而有关黑果枸杞抗肿瘤的研究报道较少。因此,黑果枸杞抗肿瘤的作用机制及其药效物质基础研究越来越受到人们关注。综述了黑果枸杞中各类活性成分的抗肿瘤效应,并阐述其作用机理及其抗肿瘤的研究进展,为进一步精深加工研究及医学应用提供参考依据。
1 黑果枸杞抗肿瘤作用的主要有效成分
黑果枸杞中含有花青素、黄酮、多糖和甜菜碱等生物活性物质,这些活性物质已被直接或间接的药理试验证明具有抗肿瘤作用。不同提取方法得到的活性物质差异较大,会直接影响其抗肿瘤效果。
1.1 黑果枸杞花青素
花青素是一种广泛存在于植物中的水溶性类色素,属于黄酮类化合物,是黑果枸杞中的主要功能性成分[2]。黑果枸杞花青素多以糖苷形式存在,楼舒婷[3]采用高效液相串联质谱结合二极管阵列检测器分析了黑果枸杞中的花色苷,矮牵牛素的衍生物为主要花色苷。其中,矮牵牛素-3-O-对香豆先芸香糖苷-7-O-葡萄糖苷和矮牵牛素-3-O-对香豆先芸香糖苷-5-O-葡萄糖苷为主要成分,且这2 种物质为同分异构体。孙楠等人[4]采用分光光度法对黑果枸杞、枸杞和黑加仑中的花青素进行测定,结果发现3 种物质中花青素的平均含量大小关系为黑果枸杞>黑加仑>枸杞,黑果枸杞中花青素含量最高,达到5.04%,可作为提取花青素较为理想植物资源,具有很高的应用价值。
1.2 黑果枸杞多糖
黑果枸杞多糖是一种不溶于有机溶剂,易溶于水、弱酸、弱碱溶液的蛋白多糖(干燥后为白色纤维状疏松固体)。Peng Q 等人[5]通过高效凝胶渗透色谱法分析黑果枸杞中糖的组成,单糖组成分析表明,其主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成。吴翠云等人[6]研究了热水浸提、微波辅助提取与超声-微波协同提取这3 种提取黑果枸杞多糖的工艺,结果表明这3 种提取工艺中超声-微波协同提取多糖效果最好。
1.3 黑果枸杞甜菜碱
甜菜碱是黑果枸杞中主要活性成分之一,是季胺碱类物质,在化学结构上与氨基酸相似。其在体内具有维持维生素稳定、促进脂肪代谢、调节体内渗透压、抗肿瘤、抑制脂肪肝、降压等功能性质[7]。
1.4 黑果枸杞黄酮
植物界中广泛存在黄酮类物质,是许多中草药的功效成分,包括异黄酮、双黄酮、黄烷醇、花色苷、橙酮、查尔酮及新黄酮类等。黑果枸杞中总黄酮含量为2.71%,主要含有芦丁、槲皮素、山奈素等成分。黑果枸杞黄酮具有预防动脉粥样硬化、降血脂等作用,在身体状态调节、肿瘤及心血管等疾病的预防和治疗方面发挥着重要作用[8-9]。近年来,研究低毒、高效且来源广泛的黄酮类物质在抗肿瘤方面的应用成为热点。
2 活性成分的抗肿瘤作用
一种生物活性成分可同时对多种类型的肿瘤具有拮抗作用。植物活性成分对结肠癌、乳腺癌、肝癌等均具有抑制作用,其中一些活性物质与药物联合还可增强抗肿瘤效果,并且存在一定剂量的依赖性。黑果枸杞中的活性成分种类复杂多样,对肿瘤具有一定拮抗作用。
2.1 花青素的抗肿瘤作用
花青素具有抑制肿瘤生长的作用,主要是通过抗氧化、诱导转化、抗炎、调节信号转导通路来抑制肿瘤细胞增殖、促进肿瘤细胞凋亡、诱导细胞周期阻滞、诱导自噬、增加对化疗的敏感性和逆转肿瘤细胞耐药性等因素实现[10]。Huang H P 等人[11]发现在癌细胞转移过程中,B16-F1 细胞经不同浓度的桑树花青素处理后,基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)均下降。证实了桑树花青素对B16-F1 细胞的生长和转移具有抑制作用。可作为一种抗转移药物应用。高爱霞[12]研究了花青素对NCI-H460 细胞的增殖抑制与诱导凋亡作用,发现花青素对肺癌细胞有明显的抑制作用,呈剂量、时间依赖性,并使细胞阻滞于G0/G1期。Syed D N 等人[13]研究了飞燕草素对正常MCF-10A 乳腺细胞系中HGF介导反应的抗增殖和抗侵袭作用,发现飞燕草素能抑制肝细胞生长因子受体的磷酸化和核转位。用飞燕草素治疗的表达Met 受体的乳腺癌细胞活力下降,表明该制剂可能在预防HGF 介导与乳腺癌相关各种信号通路的激活中发挥潜在作用。Rossi M 等人[14]通过动物和体外研究表明,原花青素可以降低患癌症的风险,尤其是结肠直肠癌。
2.2 多糖的抗肿瘤作用
多糖作为抗肿瘤的最大优点是毒副作用小,与化疗药物联用有协同效应。已进入临床应用的多糖有香菇多糖、猪苓多糖、人参多糖和灵芝多糖等[15]。多糖抗肿瘤的作用机制主要有2 个方面,一是对肿瘤细胞的直接作用;二是增强机体免疫功能,间接发挥抗肿瘤作用[16]。
2.2.1 多糖对肿瘤细胞的直接作用
多糖对肿瘤细胞的直接作用包括直接抑制肿瘤细胞生长、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞诱导分化、改变肿瘤细胞膜的生化特征和影响肿瘤细胞内信号传递途径。树舌多糖可使Hep A 荷瘤小鼠的肿瘤细胞DNA 合成速度减慢、肿瘤细胞分裂减慢,从而抑制了肿瘤生长[17]。魏小龙等人[18]通过定量PCR的方法检测p53 基因在Lewis 肺癌组织内表达,结果发现地黄多糖能使Lewis 肺癌组织内p53 基因的表达明显增加,是其抗肿瘤作用的机制之一。李汾等人[19]总结了茯苓多糖、刺五加多糖和牛膝多糖抗肿瘤作用,与膜生化特性改变、S180 细胞膜唾液酸含量升高及磷脂蛋白水平下降有关。猪苓多糖和香菇多糖能抑制HL-60 细胞细胞浆和细胞膜的酪氨酸蛋白酶的表达,对磷酸酪氨酸蛋白酶的表达有明显激活作用[20]。
2.2.2 多糖对肿瘤的间接作用
多糖对肿瘤的间接作用包括活化淋巴细胞、激活巨噬细胞和促进细胞因子分泌。Yong O K 等人[21]通过免疫刺激观察到斜曲霉菌内多糖可作为免疫反应调节剂具有间接抗癌作用。Yang B 等人[22]利用小鼠H22 肝癌模型,研究黄芪多糖(AMP) 对肝癌的抗肿瘤作用及免疫调节作用。结果表明,AMP 能有效抑制BALB/c 小鼠移植H22 肝癌实体瘤生长,促进血清中IL-2、IL-12、TNF-α 分泌,降低IL-10 水平,在体内具有一定的抗肿瘤活性。韩铨等人[23]通过体内和体外试验考查茶树花多糖的抗肿瘤活性,结果发现茶树花多糖能抑制S180 肿瘤的生长,增加荷瘤小鼠的存活时间,增强迟发型超敏和巨噬细胞吞噬作用,从而提高抗肿瘤作用。
2.3 甜菜碱的抗肿瘤作用
甜菜碱具有调节体内渗透压、增加细胞Na/KATP 酶的活性、促进脂肪代谢、抑制脂肪肝等功效,可有效预防肝癌的发生[24]。季宇彬等人[25]通过对5 种肿瘤标志物酸性磷酸酶、乳酸脱氢酶、肌酸激酶、碱性磷酸酶和醛缩酶研究分析,发现甜菜碱能抑制S180 小鼠的肿瘤细胞生长,且与剂量有关,可能是甜菜碱抗肿瘤作用的潜在机制。另外,甜菜碱还是一种甲基化试剂,可被细胞吸收并参与细胞内的甲基转移过程[26]。甜菜碱作为甲基供体,是否能够在治疗过程中将肿瘤细胞向正常细胞转化或在肿瘤预防过程中起作用仍需要进一步研究。
2.4 黄酮的抗肿瘤作用
黄酮类化合物是一类具有生理活性天然产物,广泛存在于植物中。在癌症防治过程中具有一定作用。李富华等人[27]开展黄酮对HepG-2 细胞体外抗增殖活性研究试验,发现黄酮对HepG-2 细胞增殖的抑制率均超过50%,表明黄酮具有一定的体外细胞抗增殖能力。Kim G 等人[28]研究发现槲皮素通过产生细胞内活性氧和增加Sestrin-2 的表达来诱导细胞凋亡。
Lin C C 等人[29]研究了白杨素的抗肿瘤作用,发现白杨素治疗组的T-细胞器、B 细胞器和巨噬细胞表面标记物的百分比增加,同时小鼠外周血单核细胞中巨噬作用及自然杀伤细胞毒性作用增加。姜英等人[30]研究发现木犀草素能有效地抑制乳腺癌细胞增殖、基因Bcl-2 蛋白表达、血管新生和乳腺癌细胞的侵袭,达到抗癌的作用。
3 黑果枸杞抗肿瘤作用的研究现状
黑果枸杞中活性物质抗肿瘤的机制主要表现2 个方面,一是通过抗氧化、清除自由基等方式直接抑制肿瘤细胞生长;二是通过激活巨噬细胞、活化淋巴细胞等增强机体免疫功能来抑制肿瘤。
艾克山·吾拉木等人[31]研究黑果枸杞总黄酮体外对肝癌的抑制作用。结果表明,低浓度时,HepG-2肝癌细胞的抑制率随给药时间和浓度的增加而增高;高浓度时,HepG-2 细胞出现大规模变形和凋亡。其机制可能是通过上调Bax 和Caspase-3 酶活性,下调Bcl-2 酶活性来诱导HepG-2 肝癌细胞的凋亡。同时,黑果枸杞中总黄酮纯化物诱导HepG-2 肝癌细胞周期阻滞于S 期,进而使细胞停止分裂。Peng Q 等人[32]进行了体外细胞试验,结果表明黑果枸杞中多糖通过对巨噬细胞的激活作用而发挥免疫作用。贾琦珍等人[33]通过动物试验得出,高剂量黑果枸杞色素对巨噬细胞有一定的激活作用,对由Cy 引起的免疫低下小鼠有增强免疫功能作用。陶大勇等人[34]研究了黑果枸杞色素对由环磷酞胺引起小鼠免疫力低下的现象,结果发现灌喂黑果枸杞色素低、高剂量组小鼠的血清和各器官组织SOD 升高较半乳糖衰老模型组显著(p<0.05)。
4 结语
黑果枸杞中含有甜菜碱、花青素、多糖、黄酮类等多种活性物质,每一类活性物质在抗肿瘤方面都有一定作用。但关于黑果枸杞中有效功能性成分在抗肿瘤方面的效用及其作用机制的研究缺乏。目前,研究多集中在活性物质提取方法及生物活性的初步性质研究,对于黑果枸杞中抗肿瘤活性功能性成分理化性质及在机体内作用机制的研究相对较少。由于黑果枸杞种植面积小,种植成本高,在开发利用方面有待进一步加强。同时,利用生物化学技术和现代食品科学技术加快对黑果枸杞的开发,特别是在黑果枸杞多糖、天然色素等方面,为黑果枸杞的国际市场打开新途径。