香叶木素防治癌症作用机制的研究进展

孔宇驰

（鞍山师范学院化学与生命科学学院，辽宁 鞍山 114007）

黄酮类化合物是一种主要存在于植物（如水果和蔬菜等）中的多酚类化合物，是植物次生代谢产物。黄酮类化合物的种类繁多，结构复杂多样，大致可分为6 类：异黄酮、黄酮、黄烷醇、黄酮醇、黄酮和花青素[1]。黄酮类化合物是许多中草药的有效成分，因其具有多种重要的生理、生化作用，引起了国内外化学家的广泛重视。已有研究表明黄酮类化合物能清除生物体内的自由基，具有抗氧化作用[2]。黄酮类化合物具有很多重要的药理作用，对许多人类疾病具有治疗价值，如减少脂质过氧化以及骨质疏松等疾病的发病率、抗菌、抗病毒、抗炎症、抗过敏、抗糖尿病并发症等，且毒副作用极小，对人类的衰老、心血管病等退变性疾病的预防和治疗也有重要意义[3]。研究表明黄酮类化合物能够调节活性氧（ROS）清除酶活性，参与阻止细胞周期，诱导细胞凋亡、自噬，并抑制癌症细胞增殖和侵袭，可见黄酮类化合物具有一定的抗癌作用[4]。黄酮类化合物在有效地抑制体内癌细胞生长的同时，对人体机体的正常组织细胞造成的损伤较轻微，所以黄酮类化合物作为一种新型的抗癌症药物已经备受关注[5]。香叶木素的化学名称为3′,5,7- 二羟基-2-(3-羟基-4- 甲氧基苯基)-4- 苯并吡喃酮，是一种主要存在于柑橘、菊花和橄榄中的甲氧基类黄酮化合物，主要以游离和糖苷的形式存在。香叶木素比其他黄酮类化合物的酸性较强，通常以结晶状态存在，难溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂，具有丰富的药理活性[6-7]。

癌症是指由体内异常细胞过度增长和分裂形成的肿瘤，这些细胞可以侵入并破坏周围组织，并可能转移到其他部位[8-13]。临床治疗癌症的化学药物虽然能够有效抑制肿瘤细胞的发展，但其对人体正常组织的伤害也十分严重，并且会产生强烈的毒副作用，给癌症患者带来无尽的痛苦[14]。香叶木素作为一种毒性极小的天然化合物，能够特异性作用于靶蛋白，抑制癌细胞的繁殖，成为广大研究者关注的热点[15]。本文总结了近些年香叶木素的抗癌作用机制，以期为香叶木素作为一种天然无毒副作用的新型癌症治疗剂的开发提供理论基础和科学依据。

1 香叶木素的生物活性

香叶木素从植物中分离得到，可以通过醇提、萃取、层析、色谱层析、结晶等提取工艺完成，也可以以天然橙皮苷为先导化合物，进而得到香叶木素[16-17]。香叶木素表现出广泛的药理活性，如抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗菌、抗血栓、免疫调节、保护氧自由基引起的细胞膜损伤、预防糖尿病等作用[18-23]。香叶木素可以抑制细胞内丙三醛和活性氧的形成，促进抗氧化酶如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的作用，可见香叶木素具有一定的抗氧化活性[24]。也有研究证明香叶木素可以通过PKC/P38 途径诱导人成骨细胞的分化，对糖尿病也具有治疗作用[25-26]。香叶木素可以通过调节CYP 3A4 和CYP3A5 酶活性而保护咪达唑仑造成的肝损伤，通过调节CYP 家族分子的酶活性，降低肿瘤细胞的药物代谢速度[27-28]。香叶木素还具有明显的抗炎作用，可以通过减少TNF-α 诱导的IL-1β、IL-6、IL-8、和MMP1 的产生，进而抑制类风湿性关节炎[29]。香叶木素具有保护肾脏的作用，其能通过促进TUG1/Nrf2/HO-1 信号通路，减轻脓毒症引起的肾组织炎症反应和氧化应激[30]。也有研究发现香叶木素通过激活Nrf2 和抑制MAPK 通路减轻顺铂诱导的急性肾损伤[31]。

2 香叶木素的抗肿瘤作用

随着近年来对香叶木素的深入研究，香叶木素对癌症的防治作用也得到证实，已有研究表明香叶木素可以抑制多种癌症的发生及发展，如直肠癌、肺癌、肝癌、前列腺癌等[32-37]。

2.1 前列腺癌

前列腺癌是男性常见的一种恶性肿瘤，通常生长缓慢，癌细胞可能会扩散到其他器官，形成转移，威胁生命[38-39]，因此寻找天然无毒的治疗药物具有重要的意义。

香叶木素作为一种植物类黄酮，已被证明对前列腺癌细胞具有抗增殖和抗癌作用。Oak 等[15]发现用香叶木素处理前列腺癌LNCaP 和PC-3 细胞后，细胞周期蛋白D1、Cdk2 和Cdk4 的表达水平显著降低，使前列腺癌细胞阻滞于G1 和S 期，说明其对前列腺癌细胞有抑制作用。研究中还发现香叶木素可以通过改变细胞中Bax与Bcl-2的比例、降低前列腺癌细胞的c-Myc、cyclin D1和Cdk4的表达水平，激活caspase-3来抑制癌细胞的繁殖。Pakradooni 等[40]通过研究mTOR（mammalian target of rapamycin）通路，探究香叶木素在抑制前列腺上皮细胞（RWPE1） 中的作用，结果发现香叶木素可以激活Akt/PKB 的信号通路，抑制细胞生长因子（IGF-1）和细胞因子（IL-6）诱导的rictor的表达。在细胞周期、生长和存活中起关键作用的下游通路p70S6 激酶也被抑制，同时伴随着KIP1/p27 和INK4a/p16 的上调，可见香叶木素可以抑制细胞繁殖。陈灿伟[41]研究了香叶木素对前列腺癌PC-3 细胞增殖、凋亡、集落形成、迁移及黏附的影响，发现香叶木素能诱导PC-3 细胞发生凋亡，促进凋亡相关蛋白Caspase-8和Bax表达，同时抑制抗凋亡蛋白Bcl-2表达。此外，香叶木素能在体外抑制PC-3 细胞的集落形成、迁移及黏附能力。由此可见，香叶木素在体外能抑制PC-3 细胞的增殖、集落形成、迁移和黏附能力，同时能诱导PC-3 细胞发生凋亡。

2.2 结肠癌

结肠癌是一种常见的消化系统恶性肿瘤，起源于结肠内壁的细胞，是世界上第三大癌症死亡原因，发病率和死亡率呈上升趋势[42-43]。因此，结肠癌的治疗逐渐成为国内外科研工作者研究的热点。

Sanaz 等[32]研究了香叶木素对小鼠结肠癌异种移植瘤HCT-116 的抗肿瘤特性，对小鼠进行香叶木素治疗，持续4 周，结果发现100 mg/kg 香叶木素处理的裸鼠肿瘤体积为（264±238.3）mm3，明显低于未处理组（1 428.8±459.6）mm3，说明香叶木素对结肠癌细胞具有抑制作用；且香叶木素可以显著降低小鼠结肠癌细胞HCT-116 的肿瘤生长速度。贾梦楠[44]同样证实香叶木素能够治疗结肠癌。Xie 等[45]证实了香叶木素对人类结肠癌Colon205 细胞有抑制作用，IC50为82.9 μmol。

2.3 直肠癌

直肠癌是指从齿状线至直肠乙状结肠交界处之间的癌，是消化道最常见的恶性肿瘤之一。我国直肠癌发病率日益上升，近期国家癌症中心发布的数据显示，直肠癌发病率在全部恶性肿瘤中排名第三位[46]，寻找高效安全的治疗药物已迫在眉睫。

已有研究表明，香叶木素在防治直肠癌方面具有一定功效。吴远等[33]探讨了香叶木素对结直肠癌细胞增殖、凋亡和迁移的影响，并进一步分析其机制是否与调控STX17-AS1/miR-383-5p有关。方法采用细胞计数试剂盒（CCK-8）试验、菌落形成试验、划痕愈合试验、流式细胞术和实时定量PCR（RT-qPCR）技术，分析10、20、40 μmol/L 的香叶木素对HCT116 细胞存活率、菌落形成、划痕愈合率、细胞凋亡及STX17-AS1和miR-383-5p表达的影响。采用RT-qPCR 方法检测了29 例结直肠癌患者癌组织及癌旁组织中STX17-AS1和miR-383-5p的相对表达水平。采用双荧光素酶报告系统分析其靶向相关性，将STX17-AS1的小干扰RNA 和STX17-AS1的miR-383-5p模拟物分别转染到HCT116 细胞中，并分析抑制STX17-AS1或过表达miR-383-5p对HCT116 细胞增殖、凋亡和迁移的影响。结果发现不同浓度香叶木素处理后，细胞活力、菌落形成数量和划痕愈合率显著降低，细胞凋亡率升高，STX17-AS1表达水平降低，并提高HCT116 细胞中miR-383-5p的表达水平。STX17-AS1直接与miR-383-5p结合，抑制STX17-AS1，显著降低细胞活力、菌落形成数量和划痕愈合率，细胞凋亡率升高，并增强HCT116 细胞中miR-383-5p的表达水平。因此，香叶木素通过下调STX17-AS1/miR-383-5p抑制结肠癌细胞增殖和迁移，诱导细胞凋亡。

2.4 肺癌

肺癌是一种恶性肿瘤，通常起源于肺组织中的细胞。肺癌的主要症状包括持续性咳嗽、咳嗽带血、呼吸困难、胸痛、声音嘶哑、体重减轻、乏力等，其中非小细胞肺癌（NSCLC）占所有肺癌的80%～85%[47]。

香叶木素在防治肺癌方面的作用已受到业界学者们广泛关注。Chen 等[34]以非小细胞肺癌NSCLC 细胞、正常细胞系HLF-1 和BEAS-2B 以及免疫缺陷小鼠为模型，研究了香叶木素对肺癌的抑制作用。采用MTT 法、流式细胞术和荧光探针DCFH-DA 分析细胞活力、凋亡和ROS 的变化。通过Western blotting 和实时RT-PCR 检测蛋白和mRNA 的表达，测量肿瘤的生长。发现香叶木素通过破坏PI3K/Akt/GSK-3β/Nrf2 通路的ROS 积累，选择性地诱导NSCLC 细胞凋亡。因此，在NSCLC 的辅助治疗中，香叶木素可能是一个很有前途的候选药物。Song 等[48]研究发现香叶木素可抑制HCC827 和A549 细胞的增殖和克隆形成。卢平方[49]也发现香叶木素对小细胞肺癌NCI-H446 细胞增殖、凋亡均有影响。陈林[50]发现香叶木素对非小细胞肺癌A549 细胞株增殖生长有抑制作用。香叶木素能够通过上调p53、Bax、Bak 蛋白，下调Bcl-2蛋白，诱导非小细胞肺癌A549 细胞凋亡。宋长山[3]发现香叶木素对人肺腺癌HCC827 和A549 细胞系均具有增值抑制和促进调亡的作用，其机制可能是通过caspases通路的活化促进细胞凋亡和通过调节p53/p21 等周期蛋白的表达水平使细胞周期阻滞于G2/M期从而抑制细胞增殖。

2.5 卵巢癌

卵巢癌是一种生长在卵巢上的女性生殖恶性肿瘤，其发病率和病死率均较高，其中90%～95%为卵巢原发性癌[51]。

香叶木素作为目前具有广阔前景的抗肿瘤药物，其功能活性在防治卵巢癌方面也备受瞩目。Zhao 等[35]研究香叶木素对卵巢癌A2780 和SKOV3 细胞的影响及其潜在机制。结果发现香叶木素抑制了卵巢癌A2780 和SKOV3 细胞的增殖、迁移和侵袭，并诱导了它们的凋亡。香叶木素上调了Bax的水平，并使Caspase-3 和PARP断裂，同时下调了Bcl2的水平。香叶木素抑制Nrf2 并诱导活性氧ROS 的产生，通过上调ROS 水平和抑制Nrf2，发挥抗肿瘤活性，表明香叶木素具有防止卵巢癌的功效。杨蕾磊[52]发现香叶木素对人卵巢癌细胞SK-OV-3 具有抑制作用，进一步证明了香叶木素是治疗卵巢癌的一种有前景的化疗候选药物。

2.6 皮肤癌

皮肤癌是指皮肤的恶性肿瘤，随着生活环境的污染以及臭氧层破坏等多方面因素的影响，我国皮肤癌发病率逐年上升[53]。因此，寻找对皮肤癌具有效的治疗药物显得尤为迫切。

研究发现香叶木素对B16F10 黑素瘤细胞增殖、迁移和管形成具有抑制作用[53]。该研究采用B16F10 小鼠黑色素瘤模型，在体内观察了香叶木素对肿瘤生长、血管生成和转移的影响。结果表明，在B16F10 细胞中，香叶木素不仅抑制肿瘤细胞的增殖和迁移，还通过caspase途径诱导细胞凋亡[36]。此外，小鼠黑色素瘤模型显示，在肿瘤进展过程中，香叶木素通过抑制肿瘤血管的萌发和扩张，显著延缓肿瘤生长，表明香叶木素是一种潜在的皮肤癌辅助化疗药物。

2.7 肝癌

肝癌指肝脏的恶性肿瘤，包括原发性肝癌和继发性肝癌两种。肝癌是全球第6 大常见的恶性肿瘤，其中肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）占所有肝癌患者的85%～90%[54]。已有研究探讨了香叶木素在肝癌治疗方面的作用机理。Ma 等[37]发现香叶木素能显著抑制HepG2细胞和HCC-LM3 细胞的增殖，诱导细胞凋亡。香叶木素促进细胞周期阻滞于G2/M期。Western blot 结果显示，香叶木素显著抑制Bcl-2、cdc2、cyclinB1的表达水平，促进Bax、cleaved-caspase3、cleaved-caspase8、cleaved-PARP、Bak、P53 及P21的表达水平。表明香叶木素可以抑制肝癌细胞增殖，促进细胞凋亡和细胞周期阻滞。香叶木素还可通过靶向Chk2 诱导HepG2 细胞G2/M细胞周期阻滞。Vasilis 等[55]发现香叶木素联合木犀草素通过cyp1a 催化的代谢、JNK 和ERK 的激活以及P53/P21 的上调对人肝癌HepG2 细胞发挥协同抑制作用，可见香叶木素在治疗肝癌方面也卓有成效。

3 小结

随着研究的不断深入，学者们发现多种黄酮类物质可以有效抑制肿瘤细胞的生长。黄酮类化合物不仅能多位点、多角度的抑制癌细胞，还具有对机体毒性小等优点。本文分析了近几年来国内外对香叶木素防治癌症的相关文献，对目前香叶木素防治癌症的作用及机制研究进展进行了综述，探讨了香叶木素防治癌症的作用及机制研究进展情况。众多研究表明香叶木素是一种很有前景的预防及治疗癌症的药物，其可以抑制多种癌细胞的生长和转移、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞的增殖，同时香叶木素可以有效防止多种高发癌症，如肝癌、前列腺癌、直肠癌等，可以通过多机制、多途径、多靶点防治癌症。由此可见，香叶木素在癌症的预防与治疗方面有被进一步研究的意义和价值，探讨香叶木素抗癌的作用及机制可以为香叶木素成为新型治疗或辅助治疗癌症的天然药物提供理论参考。香叶木素在其他癌症治疗中如何发挥其作用机制还有待深入研究，因此探究总结香叶木素对于多种癌症的作用机制及相关的研究也将是科研工作者的一大研究热点。