黄酮类化合物对三阴性乳腺癌肿瘤微环境的改善

邹雨霏，韩 彬，余小平

成都医学院公共卫生学院，成都 610000

三阴性乳腺癌(TNBC)是乳腺癌中侵袭性高和复发风险大的一种亚型，发病率占乳腺癌病例总数的15%～20%[1]。由于TNBC缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人类表皮生长因子受体-2(HER-2)表达，化疗仍是目前主要的治疗方案，但常规的术后辅助放化疗疗效较差[2-3]。植物化学物质能够促使乳腺癌细胞遗传、转录和蛋白质组学发生改变[4]。在膳食植物化学物质防治肿瘤的研究中，黄酮类化合物因其毒性低和疗效好，已成为研究热点。而肿瘤微环境(TME)通过调节原发肿瘤的生长和转移，对乳腺癌的发生、发展起着至关重要的作用。本研究就黄酮类化合物如何通过影响TME改善TNBC做以下综述。

1 黄酮类化合物

1.1 黄酮类化合物的分类

黄酮类化合物是一种天然多酚，现已在水果、蔬菜和茶中发现，其基本结构为C6-C3-C6，根据化学结构可分为10类，其中黄酮类(flavones)、黄烷酮类(flavanones)、异黄酮类(isoflavones)、黄酮醇类(flavonol)、黄烷类(flavanes)和花色素类(anthocyanidins)在人类饮食中最为常见[5]。

1.2 黄酮类化合物抗乳腺癌的机制

黄酮类化合物具有抗炎、抑菌、抗病毒、抗肿瘤和抗氧化性等多种生物活性[6]。抑制肿瘤细胞增殖和促进肿瘤细胞凋亡是黄酮类化合物抗乳腺癌的主要机制。淫羊藿苷是从中国传统药用植物淫羊藿中提取的天然黄酮苷，CHENG X等[7]研究发现，其通过显著下调细胞周期蛋白(cyclin)D1、周期蛋白依赖性激酶(CDK)2、CDK4、B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、微管相关蛋白1轻链3-Ⅰ(LC3-Ⅰ)、微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ(LC3-Ⅱ)、DNA烷基转移酶(AGT)5和Bcl-2同源结构域蛋白(Beclin-1)的表达，上调半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、多聚ADP核糖多聚酶(PARP)和p62蛋白的表达水平，诱导细胞周期G0/G1期阻滞和细胞凋亡，抑制细胞自噬。花青素主要通过促进癌细胞凋亡和调节信号通路实现抗肿瘤作用[8]。

PARAMANANTHAM A等[9]从紫葛葡萄果实中分离的花青素，能够通过抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的核转录因子κB(NF-κB)活性，从而抑制人乳腺癌细胞MCF-7增殖、侵袭、黏附和血管生成。本课题组前期研究发现，飞燕草素(delphinidin)可能通过caspase依赖性凋亡，调控蛋白激酶B/雷帕霉素靶蛋白(AKT/mTOR)通路诱导乳腺癌细胞产生自噬，发挥抗癌作用[10]。以上结果证实，黄酮类化合物主要通过抑制细胞增殖、迁移、血管生成和调节多种信号通路发挥抗乳腺癌作用。

2 TME与TNBC

2.1 TME的组成

TME是由肿瘤细胞和周围的免疫细胞、成纤维细胞、细胞外基质(ECM)、内皮细胞和以上细胞分泌产物组成的一个综合系统。TME中的免疫细胞主要包括肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)、肿瘤相关中性粒细胞(TANs)和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)[11]。

2.2 TME在TNBC中的作用

TILs作为TME的重要组成成分，对乳腺癌的发生、发展起促进作用，其中肿瘤细胞程序性细胞死亡配体1(PD-L1)的表达和TILs的结合，为TNBC提供了潜在的生物标志物[12]。TANs能通过生成基质金属蛋白酶(MMP)释放促血管生成生长因子(VEGF)来激活血管生成[13]。同时，还可参与肿瘤生长、浸润和转移过程，介导肿瘤免疫逃逸[14]。TAMs是通过抑制细胞因子的分泌和激活T细胞中抑制性免疫检查点蛋白，促进肿瘤细胞增殖、血管生成和免疫耐药，诱导并维持TME的免疫抑制状态[15-16]。肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)通过在TME中分泌多种细胞因子和调节不同信号通路，促进癌细胞的增殖、侵袭和血管生成[17]。肿瘤相关脂肪细胞(CAAs)通过提供能量、生长因子和抑制药效促进肿瘤细胞生长[18]。而ECM是由胶原蛋白、纤维连接蛋白、层黏连蛋白、糖蛋白和酶组成的网状结构，ECM的重塑和新生血管形成使癌细胞容易发生转移[19]。TME中的细胞因子和趋化因子对整个肿瘤的发生、发展起着重要的调控作用[20]。以上众多研究证明，TME与肿瘤转移诱导、免疫系统抑制、免疫逃逸检测和耐药有关。

3 黄酮类化合物通过影响TME对TNBC的作用

3.1 黄酮类化合物阻滞TNBC细胞周期

细胞周期进程由cyclins和CDKs决定[21]。早期研究发现，柚皮苷(naringin)通过抑制β连环蛋白(β-catenin)信号通路调控p21，下调cyclin D1、cyclin E和磷酸化Rb蛋白(p-Rb)的表达，诱导细胞凋亡和G1期阻滞[22]。蓝玉米花青素和卡来可黄素(alycopterin)对细胞周期和生存能力也有影响，能降低细胞活性，将细胞周期阻滞至G1期[23-24]。最新研究证明，柚皮素、山柰酚和漆黄素都能引起人乳腺癌MDA-MB-231细胞在G2/M期发生阻滞，降低细胞活性，诱导细胞凋亡[25-27]。但有不同观点表示，柚皮素也可诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞G0/G1期阻滞并抑制细胞增殖[28]。染料木素除可降低CDK1的表达、诱导G2/M细胞周期阻滞外，还能参与有丝分裂、DNA复制和细胞分裂[29]。TSENG T H等[30]研究发现，芹菜素(apigenin)不仅能通过抑制蛋白cyclin A、cyclin B和CDK1的表达，使肿瘤细胞呈剂量依赖性增加，阻滞在G2/M期，还可上调细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(CKI)家族成员p21WAF1/CIP1基因，并增加p21WAF1/CIP1基因与增殖细胞核抗原(PCNA)的相互作用，抑制细胞周期的进展。另外，IRITI M等[31]用20、50 μmol·L-1芦丁(rutin)分别作用于人乳腺癌MDA-MB-231细胞48 h后，发现细胞周期阻滞至G0/G1期和G2/M期，促进肿瘤细胞凋亡。

3.2 黄酮类化合物减少TNBC细胞侵袭与转移

TME中的调控因子与肿瘤细胞相互作用，是联系TME与肿瘤细胞的关键靶点，不同的调控因子或其产物对肿瘤的发生、发展作用不同。REN G等[32]研究发现，鸡豆黄素A和人参皂苷Rh2联合处理能增强人乳腺癌MDA-MB-231细胞p53蛋白、p38蛋白和凋亡信号调节激酶(ASK)1磷酸化水平，下调肿瘤坏死因子受体相关因子(TRAF2)表达，抑制人乳腺癌MDA-MB-231细胞迁移和侵袭。最新研究表明，圆叶葡萄皮提取物花青素不仅能降低人乳腺癌MDA-MB-468细胞活性，还能促进该细胞凋亡，但对非致瘤性MCF-10A细胞无影响。研究结果还发现，其可抑制不同TNBC细胞系中锌指蛋白转录因子Snail和同源框CUT样蛋白1(CUX-1)的表达，从而减少细胞的侵袭和迁移[33]。

上皮间质转化(EMT)是肿瘤转移的重要生物学过程，使癌细胞能够获得间质特性而更具有侵袭性[34]。SONG L等[35]研究发现，淫羊藿苷可上调沉默调节蛋白6(SIRT6)的表达水平，进而抑制NF-κB的活性和EMT，减少乳腺癌细胞的迁移和侵袭。另外，淫羊藿苷通过调节肿瘤免疫抑制TME，在人乳腺癌MDA-MB-231细胞肿瘤小鼠模型中表现出明显的肿瘤生长抑制和抗肺转移作用。LIN D等[36]通过建立人源性肿瘤异种移植模型发现，携带TNBC细胞的小鼠肺表面可见明显的转移性结节，木犀草素治疗后，下调β-catenin的表达，上调波形蛋白(vimentin)和锌指蛋白转录因子Slug的表达，与前期体内观察结果一致，木犀草素可有效抑制TNBC细胞的侵袭和迁移，逆转EMT并抑制EMT相关转录因子。

3.3 黄酮类化合物抑制TNBC新血管生成

血管生成是TME的重要组成部分，对肿瘤生长、侵袭和转移具有重要作用。与其他乳腺癌相比，TNBC的血管生成更为常见，LUAN Y Y等[37]通过建立人乳腺癌HCC1937细胞模型来检测葡萄籽原花青素(GSPs)对肿瘤血管生成拟态信息的影响，在HCC1937细胞中发现了管状网络，100 μg·mL-1GSPs组和200 μg·mL-1GSPs组的小鼠血管通道数显著减少(P<0.001)，说明GSPs可抑制人乳腺癌HCC1937细胞中血管通道的形成。

肿瘤细胞通过分泌多种VEGF促进肿瘤新血管生成，导致肿瘤内具有较高的微血管密度[38]。研究表明，矢车菊素-3-O-葡萄糖苷(C3G)通过上调miR-124抑制转录激活因子3(STAT3)表达，影响VEGF的分泌和表达，从而降低TNBC细胞新血管生成[39]。一项关于TNBC潜在血管生成抑制剂的研究发现，在人乳腺癌MDA-MB-231和人乳腺癌MDA-MB-468细胞系中，汉黄芩苷通过抑制VEGF-mRNA表达和VEGF启动子活性，降低小鼠肿瘤组织VEGF的表达[40]。MU J等[41]研究发现，光甘草定(GLA)通过下调miR-148a阻断Wnt/β-catenin信号通路，从而减少新血管形成，进而减少VEGF的分泌。以上研究证明，miRNA参与TME中VEGF及其信号通路的调控。另外，也有研究发现，染料木素可以通过下调低氧诱导因子-1α(HIF-1α)表达，抑制缺氧环境下人乳腺癌MDA-MB-231细胞的新血管生成[42]。

3.4 黄酮类化合物诱导TNBC细胞凋亡

黄酮类化合物具有促进乳腺癌细胞凋亡的作用。在TME中，凋亡细胞可通过释放细胞因子，诱导巨噬细胞表达组织修复相关基因，促进免疫耐受的形成[43]。而另一种方式是通过大量炎症细胞的浸润和激活引起炎症反应，抑制机体抗肿瘤免疫反应[44]。NF-κB和STAT3的激活也可促进TNBC细胞增殖和抑制凋亡，ABD EL-HAFEEZ A A等[45]研究发现，去甲汉黄芩素(norwogonin)能激活STAT3，降低人乳腺癌MDA-MB-231细胞NF-κB的表达和信号转导，诱导细胞凋亡。水飞蓟素(silymarin)和STAT3在抑制细胞凋亡中也有重要作用[46]。

SHRIVASTAVA S等[47]研究发现，小豆蔻素(CD)在BT-549细胞中，显著上调E-钙黏蛋白(E-cadherin)的表达，下调Snail、Slug和vimentin的表达。并证明CD可以通过调节Bcl-2、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、细胞色素C(Cyt-C)、cleaved-caspase-3和PARP，诱导TNBC细胞凋亡。CAO L等[48]用10 μmol·L-1槲皮素-3-甲基醚(Q-3-ME)作用于MDA-MB-231细胞48 h后，发现抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xl水平下调，细胞发生凋亡。此外，Q-3-ME还降低了Notch1的表达，并增加了磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)和丝-苏氨酸蛋白激酶(AKT)的磷酸化水平，显著抑制细胞生长。没食子儿茶素-3-没食子酸(EGCG)和辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)能降低凋亡抑制蛋白2(cIAP2)的表达水平，增加caspase-7的表达，使组蛋白修饰发生变化，导致细胞凋亡增加[49]。

4 总结

综上所述，黄酮类化合物通过不同的抗肿瘤作用及其作用机制，改善TNBC的TME。目前，虽然有大量研究证实，黄酮类化合物在TME中的抗肿瘤活性，但临床试验有限，需要扩展基于细胞和体内实验的知识和数据。未来可以加强对黄酮类化合物多种指标成分的定量分析研究[50]，增强其生物利用率。利用基因组学、蛋白质组学和代谢组学等方法，进一步研究黄酮类化合物如何靶向TME，并将其作为TNBC潜在的治疗靶点，为研发新型靶向抗肿瘤治疗奠定基础，虽然需要很长时间，但仍值得人们做进一步的研究。