3,3’-二吲哚甲烷在抗肿瘤方面的研究进展

邓启成 张西 刘海

[摘要] 3，3-二吲哚甲烷是一种从十字花科蔬菜中提取的天然化合物，其抗肿瘤的作用得到了广泛研究。本综述主要探讨了近年来3，3-二吲哚甲烷（diindolylmethane，DIM）抗肿瘤作用的最新进展。DIM在各类癌症中研究广泛，乳腺癌、前列腺癌最为常见，消化道肿瘤也是研究的热点，在鼻咽癌、黑色素瘤、血液系统肿瘤、肺癌中也有一定研究。另外，DIM的衍生物也被发现对各类癌症效果显著。而DIM体内浓度的测定、不良反应及如何提高DIM的吸收效率也是研究的焦点。

[关键词] 3，3-二吲哚甲烷；肿瘤；吲哚类衍生物；联合作用

[中图分类号] R73-3      [文献标识码] A      [DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2023.02.032

恶性肿瘤作为全球第二大常见的死亡原因，预计将成为21世纪人口预期寿命增长的最主要障碍之一[1]。随着近年来医学的飞速发展，手术、放疗、化疗、免疫治疗、靶向治疗等手段的合理运用，使恶性肿瘤的生存率和治愈率不断提高。但每种治疗手段都存在着不同的局限性，如手术风险大、并发症多、可导致器官功能的缺失等；放疗和化疗对健康状况不佳的患者来说很难耐受；免疫治疗、靶向治疗虽取得了一定的进展，但在恶性肿瘤种类运用上还比较局限。同时，恶性肿瘤早期临床症状不明显，就诊时往往处于中晚期，失去临床治愈机会，易复发转移，导致高死亡率。因此，恶性肿瘤的治疗尚有很多地方值得我们去进一步研究。

天然化合物的研究是肿瘤相关疾病治疗中的一个热点。要成为一种抗肿瘤的天然化合物，需要基于以下几点：①该物质经过验证有抗肿瘤作用；②该物质在适宜剂量下對正常细胞无杀灭作用；③该物质能够真正在血液中达到抗肿瘤所需要的浓度。细胞试验是研究该类药物的基础也是重要环节，除了生物学行为研究，还要去寻找潜在治疗靶点。寻找新的治疗药物至关重要，清楚地了解导致癌症进展的生理过程也同样重要。许多信号轴、信号通路及其组成成员与人类癌症的发生、促进和进展有关。天然药物作为当前研究热点，其多靶向（致敏性）表明这是一种理想的潜在抗肿瘤药物[2]。研究发现被诊断为乳腺癌的女性，饮食摄入十字花科蔬菜的比例远低于对照组[3-4]。近年来，对于3，3-二吲哚甲烷（diindolylmethane，DIM）的研究如火如荼，除了传统细胞学研究DIM对通路、机制的影响以外，还有一些新的研究方向：①DIM的代谢及其衍生物的作用；②药物联合作用；③肿瘤的放射增敏以及对正常组织辐射暴露的保护作用；④DIM在体内浓度检测方法；⑤如何提高DIM的生物利用度等。

1  抗肿瘤试验

1.1  体外及动物试验

1.1.1  乳腺癌  MCF-7人乳腺癌细胞系是被作为DIM广泛研究的癌细胞系，既往研究提示DIM主要影响这些雌激素受体（estrogen receptor，ER）调节细胞中的ER依赖性信号传导[5]。随着研究的深入，DIM被发现在乳腺癌的发生、发展、抑制、激素调节等阶段都起着重要作用。DIM可通过抑制乳腺癌细胞中肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）/肿瘤坏死因子-β（tumor necrosis factor-β，TGF-β）相关信号通路，有效抑制上皮-间充质转化（epithelial mesenchymal transition，EMT）过程[6]。异种抑制小鼠模型显示DIM可能通过抑制CXCR4蛋白表达抑制E2、TCS或BPA诱导的EMT、迁移和侵袭MCF-7乳腺癌细胞[7]。研究指出，吲哚-3-甲醇（DIM的前体物质，在体内代谢后主要生成DIM）和DIM都会提高抑癌基因let-7a-e、miR-19a、miR-17-5p和miR-20a的表达以及显著抑制CDK4和CDK6的表达[8]。

1.1.2  前列腺癌  DIM是雄激素受体（androgen receptor，AR）的拮抗剂，这也导致人们将前列腺作为吲哚-3-甲醇/DIM化学预防的靶点[5]。DIM通过表观遗传调节抑制AR依赖性基因转录，导致前列腺癌细胞中的DNA损伤和基因组不稳定[9]。近年来，与恩扎鲁胺（enzaluidine，ENZ）的耐药性相关的雄激素剥夺治疗后的去势抵抗前列腺癌（castration resistant prostate cancer，CRPC）是研究热点，恩扎鲁胺的耐药性部分是由于miR-34a、miR-124、miR-27b、miR-320和let-7等微RNA的表达失调，而体外和体内生物反应性DIM处理导致野生型AR表达下调，从而通过let-7、miR-27b、miR-320和miR-34a在人前列腺癌中的重新表达而解除调控[10]。同时，DIM和ENZ联合治疗调节Wnt信号，不仅减少AR表达，而且减少AR-v7表达，EMT抑制癌细胞增殖、侵袭和迁移，以改善ENZ抵抗[11]。

1.1.3  消化道肿瘤  DIM在消化道肿瘤中同样研究广泛。DIM作用于胃肠道肿瘤的细胞和分子过程，包括凋亡、自噬、侵袭、细胞周期调节、转移、血管生成和内质网应激。近年来研究的肿瘤类型有胃癌、直肠癌、胰腺癌及肝癌。在胃癌中，DIM可以通过上调活性氧、减少谷胱甘肽水平、降低SLC7A11和GPX4水平从而诱导铁下垂发挥抗肿瘤作用[12]。DIM治疗后，通过上调基质相互作用分子1（stromal interaction molecular 1，STIM1）和降低内质网（endoplasmic reticulum，ER）Ca2+水平激活STIM1介导的储存操作钙进入，从而诱导胃癌细胞死亡[13]。DIM调节TRAF2/p38 MAPK信号通路对于抑制胃癌增殖和诱导凋亡至关重要[14]。DIM通过β-TrCP介导的胃癌间充质干细胞NF-κB激活抑制胃癌进展[15]。小鼠双分钟2同源物（mouse double minute 2 homologue，MDM2）对抑癌蛋白p53负性调节，而DIM可降低mRNA和蛋白质水平的MDM2，抑制癌细胞增殖，诱导细胞周期阻滞和凋亡[16]；DIM还可以通过触发结直肠癌细胞内质网应激下调细胞周期蛋白D1[17]。对于食道癌（esophageal carcinoma，ESCC），DIM对芳烃类受体（aryl hydrocarbon receptor，AHR）的调节可以通过抑制RhoA/ROCK1介导的COX2/PGE2途径逆转EMT过程并抑制ESCC的转移[18]。肝癌方面，DIM治疗通过内质网应激和未折叠蛋白反应激活半胱天冬酶依赖的凋亡途径并抑制EMT，以浓度依赖性方式显著抑制肝癌细胞的生长、增殖、迁移和侵袭[19]。

1.1.4  其他肿瘤  近年来，还有一些肿瘤被发现和DIM有关联。有研究报道低剂量DIM长期处理鼻咽癌细胞（nasopharyngeal carcinoma，NPC）可抑制细胞增殖，促进凋亡，其途径是通过ERK信号的影响实现的，而在短期高剂量下改变的PI3K/Akt、NF-κB、P38、JNK通路并未发生改变[20]。该团队还证实了DIM通过调节端粒酶在鼻咽癌细胞中具有促凋亡和抗增殖作用[21]。对于恶性黑色素瘤，DIM可以激活ROS-p38-p53和内质网应激介导的途径，此两个途径通过减弱Bcl-2表达和上调BAX诱导线粒体凋亡途径[22]。同时，DIM通过PTEN/Akt信号激活的线粒体凋亡途径对恶性黑色素瘤细胞具有抗肿瘤作用[23]。在研究癌症免疫方面，DIM通过下调miR-21水平并激活PTEN/PIAS3-STAT3通路对骨髓源性抑制细胞（bone marrow derived suppressor cells，MDSCs）产生抑制作用，表明基于抗靶向程序性细胞死亡蛋白1抗体和DIM联合治疗的策略可能为癌症免疫治疗提供一种新途径[24]。对于卵巢癌，DIM抑制STAT3和AKT蛋白的磷酸化及其下游蛋白的表达，从而显著增强DIM抗肿瘤活性和顺铂敏感性[25]。但总体来说，DIM对这些肿瘤的作用相对较差，半数抑制浓度较高，能否真正在实际运用中影响表观遗传、通路等还有待进一步研究。

1.2  人体试验

关于DIM的临床研究较少，主要集中在乳腺癌及前列腺癌。乳腺密度是公认的乳腺癌风险预测因子。BRCA携带者每天补充DIM 100mg，持续11年，与MRI影像显示纤维腺组织数量显著下降相关，且雌二醇及睾酮水平均下降，说明规律服用DIM能降低BRCA携带者的患病风险[26]。而另一组研究显示，在服用他莫昔芬治疗乳腺癌的患者中，每日口服DIM制剂可促进雌激素代谢和性激素结合球蛋白循环水平的有利变化：2-羟基/16α-羟基雌激素的比值是雌激素依赖性癌症和宫颈上皮内瘤变（cervical intraepithelial neoplasia，CIN）风险的生物标志物，同时使用吲哚-3-甲醇和DIM的临床试验导致该比率增加，对于CIN，明显改善了临床结果[27]。计划进行前列腺切除术的男性补充DIM后，不仅前列腺中的雄激素受体水平降低，而且受体被排除在细胞核之外[28]。

2  联合用药

2.1  与现有化疗药物联用

在近几年的研究中，常以小剂量DIM作为辅助来增强现有化疗药物、靶向治疗药物的疗效。DIM可通过二氢乳清酸脱氢酶中阻断诱导嘧啶合成，增强氟尿嘧啶的抗肿瘤功效[29]。DIM可通过调节DNA甲基转移酶1和Krüppel样因子4来增强紫杉醇对MCF-7的抗肿瘤作用[30]。DIM和ENZ联合治疗，可调节Wnt信号，减少AR及AR-v7表达，抑制EMT抑制癌细胞增殖、侵袭和迁移，以改善ENZ抵抗[11]。DIM可通过增加活性氧提高乳腺癌细胞对多西紫杉醇治疗的敏感性[31]。

2.2  与其他化合物联用

姜黄素、百里香醌和DIM联用，可以通过抑制血管生成来抑制癌症进展；AKT抑制剂与DIM的联用有助于乳腺癌细胞凋亡；氨基氧乙酸和DL-丙炔甘氨酸可增强DIM对人胃癌细胞的抗肿瘤作用，钙离子载体可增强DIM诱导的肝癌细胞的抗肿瘤作用；百里香醌可抑制自噬，增强DIM的抗肿瘤功效[32-36]。

3  对放疗增敏与组织保护的作用

放射治疗（radiotherapy，RT）是目前癌癥的主要治疗方法，在如何增强肿瘤组织的辐射损伤和保护健康组织方面，仍面临许多挑战。放射增敏剂是当前的研究热点，一般是通过加速DNA损伤和产生自由基来增强对肿瘤组织的损伤[37]。DIM在近年来被证实对放疗敏感性有一定的促进作用，DIM在RT后增加了肿瘤内免疫细胞，有助于增强免疫反应，可在体外和体内保护正常细胞免受辐射诱导的即时损伤。通过对培养细胞的转录组分析表明，DIM可轻微增加一些通常在辐射后诱导的基因的表达，如细胞周期阻滞和细胞凋亡[38]。同时，DIM可以保护正常组织减轻电离辐射。有文献表明DIM可以保护人肠上皮细胞-6免受电离辐射，主要原因是DIM具有抗DNA损伤作用，还可降低活性氧水平和抗氧化酶活性[39]。研究显示，采用白藜芦醇+DIM的组合，通过抵消直接和间接影响，可在分子、细胞和组织水平有效保护电离辐射诱导的损伤[40]。

4  结语

迄今为止的研究表明，DIM通过多种信号通路，对癌症细胞中发挥抗增殖特性。DIM在性激素依赖性肿瘤如乳腺癌、前列腺癌中的研究较多，在胃肠道肿瘤、头颈部肿瘤、肺癌、黑色素瘤中也有一定研究。DIM治疗癌症涉及通靶点较多，以调控性激素相关靶点为主，近年来主要以内质网应激、上皮-间充质转化、线粒体凋亡、铁下垂的研究为主，在表观遗传学如甲基化、组蛋白修饰等方面也有进展。在联合用药方面，DIM可增强氟尿嘧啶、紫杉醇、恩扎鲁胺、多西紫杉醇等化合物的抗肿瘤作用。DIM的不良反应尚在研究当中，目前关于DIM临床方面的试验开展还较少，期待有更充足的证据来证实DIM在癌症中的治疗作用。

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（收稿日期：2022–07–27）

（修回日期：2022–12–06）