熊果酸抗腫瘤作用及其機制研究進展

劉毅敏，張定林，肖 湘，劉海紅 綜述，趙先英審校

（第三軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院化學(xué)教研室，重慶 400038）

熊果酸（ursolic acid，UA）又名烏索酸、烏蘇酸，屬五環(huán)三萜類化合物，廣泛存在于天然植物如枇杷葉、夏枯草、車前草、熊果、女貞子、山楂、白花蛇舌草等中，以游離或與糖結(jié)合成苷形式存在。研究表明，熊果酸具有多種藥理活性，尤其是抗腫瘤活性，它不僅對多種致癌、促癌物有抵抗作用，而且對多種惡性腫瘤有抑制和細(xì)胞毒作用［1－2］。近年來，熊果酸抗腫瘤活性及其機制研究是其藥理活性中最受關(guān)注的研究內(nèi)容。

1 抗肺癌作用

熊果酸對肺癌具有抗增殖和誘導(dǎo)凋亡的作用［3－5］。劉茜等［6］報道，熊果酸能明顯抑制體外人肺癌A549細(xì)胞的生長，并呈時間和濃度依賴。熊果酸作用24、48h后，A549細(xì)胞阻滯在G0／G1期，隨后細(xì)胞呈現(xiàn)典型的凋亡核固縮表現(xiàn)，細(xì)胞核呈致密濃染的顆粒狀或塊狀熒光。細(xì)胞質(zhì)檢測到活性激活環(huán)氧酶（cyclo－oxyge－nase，Caspase－3）蛋白的表達(dá)增強，并呈時間依賴，同時，核因子－κB（nuclear factor－kappa B，NF－κB）表達(dá)隨時間延長而減弱。研究表明，熊果酸在體外對人肺癌A549細(xì)胞具有抗增殖和誘導(dǎo)凋亡的作用，其誘導(dǎo)凋亡機制可能是通過抑制NF－κB活性，激活Caspase－3，從而誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡。

通過人肺癌A549細(xì)胞裸鼠移植瘤探討了熊果酸的體內(nèi)抗肺癌作用［7］。結(jié)果顯示，熊果酸明顯降低移植瘤的生長速度，治療結(jié)束時，瘤質(zhì)量及瘤體積明顯減小，抑瘤率為51.35%，表明熊果酸可以抑制肺癌移植瘤的生長。并且實驗組裸鼠心、肝、腎、肺、腦組織蘇木精－伊紅染色法（hematoxylin－eosin staining，HE）染色切片顯示組織結(jié)構(gòu)正常，未見異常病灶，也未發(fā)現(xiàn)裸鼠的其他藥物不良反應(yīng)，表明熊果酸抗肺癌作用時對機體無明顯的毒副作用。還檢測了兩組移植瘤組織內(nèi)的血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）蛋白表達(dá)、微血管密度計數(shù)以及癌細(xì)胞的凋亡指數(shù)，結(jié)果表明用熊果酸治療的裸鼠VEGF表達(dá)和微血管密度（microvessel density，MVD）均明顯降低。提示，熊果酸抗肺癌機制可能與降低移植瘤促血管生成因子VEGF的表達(dá)、抑制新生血管的形成和促進腫瘤細(xì)胞凋亡有關(guān)。

2 抗乳腺癌作用

熊果酸可以抑制乳腺癌細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡［8］。Her－2是乳腺癌中一個重要的預(yù)后生物學(xué)因子，Her－2過度表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、激素受體狀態(tài)密切相關(guān)。SK－BR－3細(xì)胞株是一種過度表達(dá) Her－2／c－erb－2基因產(chǎn)物的乳腺癌細(xì)胞株，研究表明，熊果酸明顯抑制SK－BR－3細(xì)胞的增殖，并呈時間和濃度依賴性。經(jīng)熊果酸處理后的細(xì)胞呈現(xiàn)典型的凋亡核固縮表現(xiàn)，細(xì)胞核呈致密的顆粒狀或塊狀。熊果酸作用48h后，SK－BR－3細(xì)胞阻滯在G0／G1期，DNA大片段斷裂，說明熊果酸在體外對SKBR－3細(xì)胞具有抗增殖和誘導(dǎo)凋亡的作用。

熊果酸有誘導(dǎo)MCF－7人乳腺癌細(xì)胞的凋亡作用［9］，其機制涉及到Bax／Bcl－2比值升高引起線粒體釋放cytochromec所依賴的凋亡調(diào)節(jié)信號通路。也有研究表明熊果酸誘導(dǎo)MCF－7細(xì)胞凋亡可能是依賴于細(xì)胞內(nèi)Ca2＋水平上調(diào)［10］。

3 抗胃癌作用

熊果酸能夠抗胃癌細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)其凋亡。研究顯示熊果酸可以抑制人胃腺癌SGC－7901細(xì)胞、胃癌BGC－823細(xì)胞的增殖［11－13］。對胃癌細(xì)胞BGC－823增殖的抑制機制可能與下調(diào)Bcl－2基因和上調(diào)Bax基因表達(dá)、Caspase－3及 Caspase－8有關(guān)，而熊果酸抑制SGC－7901細(xì)胞系的作用與COX－2途徑有關(guān)。COX是花生四烯酸生物合成前列腺素的限速酶，包括COX－1和COX－2。其中COX－2在正常組織中一般不表達(dá)，但在細(xì)胞因子、腫瘤刺激物等誘導(dǎo)下迅速合成，COX－2的高表達(dá)與腫瘤形成、復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移和浸潤過程密切相關(guān)。研究表明，熊果酸在抑制SGC－7901細(xì)胞增殖的同時，可降低細(xì)胞的COX－2蛋白表達(dá)水平。

熊果酸可以導(dǎo)致胃癌細(xì)胞BGC－823、SGC－7901的凋亡［11－14］。Mcl－1與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，在多種腫瘤組織均有過度表達(dá)。有學(xué)者研究了熊果酸對體外胃癌細(xì)胞凋亡相關(guān)基因 Mcl－1表達(dá)的影響［11，15］，結(jié)果顯示，熊果酸導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的同時，也能降低胃癌細(xì)胞Mcl－1基因的表達(dá)，這可能是熊果酸抑制胃癌細(xì)胞的重要機制之一。但下調(diào)Mcl－1水平可增加腫瘤細(xì)胞對各種化療藥物的敏感性，采用反義技術(shù)抑制Mcl－1基因的表達(dá)也可直接促進腫瘤細(xì)胞的凋亡［16－17］，這提示可利用抑制Mcl－1基因表達(dá)的方法治療胃癌。

4 抗結(jié)腸癌作用

熊果酸對結(jié)腸癌有較強的細(xì)胞毒和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡作用［18－19］。用熊果酸對人結(jié)腸癌 HCT－15、HT－29細(xì)胞進行處理，結(jié)果顯示，細(xì)胞周期阻滯于G0和G1期，S期細(xì)胞下降，出現(xiàn)核固縮、碎裂、亞二倍體細(xì)胞，表現(xiàn)出顯著的細(xì)胞凋亡征象。在HT－29細(xì)胞凋亡過程中，凋亡相關(guān)基因Caspase－9的表達(dá)增強，Bcl－2的表達(dá)減弱。提示熊果酸誘導(dǎo)結(jié)腸癌HT－29細(xì)胞凋亡主要與促進Caspase－9的活化、下調(diào)Bcl－2的表達(dá)有關(guān)，凋亡是熊果酸殺傷腫瘤細(xì)胞的機制之一。研究中還發(fā)現(xiàn)，用30μmol／L熊果酸作用24h后，檢測到HT－29細(xì)胞碎片，這一結(jié)果表明，細(xì)胞毒性導(dǎo)致的細(xì)胞壞死可能也是熊果酸殺傷腫瘤細(xì)胞的機制之一。

5 抗白血病作用

熊果酸可以誘導(dǎo)人白血病細(xì)胞凋亡［20］。熊果酸作用于不同類型的人急性白血病 U937、Jurkat、HL60細(xì)胞后［21］，引起Caspase－3、Caspase－9的降解／活化的增加，并引起凋亡作用底物聚腺甘二磷酸核糖聚合酶（poly ADP－ribose polymerase，PARP）的降解增加，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的發(fā)生，提示熊果酸可能是通過線粒體依賴性途徑而導(dǎo)致急性白血病細(xì)胞發(fā)生凋亡。Mcl－1的下調(diào)可能在熊果酸誘導(dǎo)急性白血病細(xì)胞凋亡中起著重要的作用，其作用機制可能為熊果酸引起 Mcl－1的下調(diào)，隨后引起凋亡相關(guān)蛋白 Caspase－3、Caspase－9的降解／活化及PARP的降解，最終促進細(xì)胞凋亡發(fā)生。

有研究證明，熊果酸在體外能誘導(dǎo)人單核細(xì)胞白血病THP－1細(xì)胞、人紅白血病 K562細(xì)胞凋亡［22－23］。試驗顯示，40 μmol／L的熊果酸作用48h后，THP－1細(xì)胞和K562細(xì)胞核體積變小、皺縮，染色體DNA呈濃染的團塊狀、顆粒狀分布，并出現(xiàn)凋亡小體。經(jīng)細(xì)胞周期檢測，THP－1細(xì)胞的G1期細(xì)胞數(shù)減少，細(xì)胞主要阻滯在S期。

在K562細(xì)胞凋亡的同時，細(xì)胞內(nèi)Bcl－2表達(dá)下降，Bax表達(dá)升高，Caspase－3被激活，磷酸化酪氨酸表達(dá)下降，提示提高Bax的表達(dá)、誘導(dǎo)Caspase－3活化及降低Bct／Ab1融合基因（Bcr／Ab1fusion gene，BCRPABL）的酪氨酸激酶活性可能是其作用機制之一。

6 抗肝癌作用

熊果酸能夠抑制人肝癌細(xì)胞的增殖和誘導(dǎo)其凋亡［24－25］。有學(xué)者研究熊果酸對人肝癌細(xì)胞BEL－7404細(xì)胞、Hep G2的作用，用不同濃度的熊果酸在體外作用于BEL－7404細(xì)胞，結(jié)果顯示，熊果酸對BEL－7404細(xì)胞增殖具有抑制作用，且呈現(xiàn)濃度和時間依賴性。用50μmol／L的熊果酸作用48h后，BEL－7404細(xì)胞凋亡率約為16.10%，且 procaspase－3、survivin蛋白表達(dá)降低，Caspase－9蛋白表達(dá)升高。survivin是被克隆出的一種凋亡抑制蛋白，是迄今發(fā)現(xiàn)最強的凋亡抑制因子，Caspase是細(xì)胞凋亡的核心環(huán)節(jié)。研究結(jié)果表明，熊果酸對BEL－7404細(xì)胞具有明顯的增殖抑制與誘導(dǎo)凋亡作用，其作用機制與procaspase－3、survivin蛋白表達(dá)降低及 Caspase－9蛋白表達(dá)升高有關(guān)。熊果酸對肝癌Hep G2細(xì)胞的增殖抑制和誘導(dǎo)凋亡的機制，可能是COX－2及其產(chǎn)物人前列腺素E2（PGE2）減少，使抗凋亡基因Bcl－2的表達(dá)減弱，同時使Fas表達(dá)增強而發(fā)揮作用。

7 抗腦膠質(zhì)瘤作用

熊果酸能夠誘導(dǎo)腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡［26］。研究表明，熊果酸能明顯抑制膠質(zhì)瘤裸鼠移植瘤的生長［27］。細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）信號通路是多種信號的交匯點或共同通路，在細(xì)胞的增殖和分化調(diào)控中發(fā)揮重要作用，ERK通路的過度激活與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)［28］。熊果酸處理后，腦膠質(zhì)瘤裸鼠移植瘤中ERK1、C－Jun、C－Myc、CyclinD1的表達(dá)明顯降低，提示熊果酸抑制惡性膠質(zhì)瘤裸鼠移植瘤生長的機制可能與下調(diào)ERK1、C－Jun、C－Myc、CyclinD1表達(dá)有關(guān)，可能是通過抑制ERK信號通路的活性，從而抑制惡性膠質(zhì)瘤裸鼠移植瘤的生長。

據(jù)操廉等［29］報道，熊果酸明顯誘導(dǎo)腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞株U251凋亡，細(xì)胞核DNA呈梯狀降解。研究還發(fā)現(xiàn)，熊果酸可劑量依賴性抑制survivin表達(dá)，同時上調(diào)Caspase－3表達(dá)，提示熊果酸誘導(dǎo)U251細(xì)胞凋亡與其抑制survivin表達(dá)、同時上調(diào)Caspase－3表達(dá)有關(guān)。

8 結(jié) 語

目前，癌癥是導(dǎo)致人類死亡的主要疾病，多種癌癥仍不可治愈，研發(fā)抗癌藥物是許多科學(xué)家努力的事業(yè)。許多研究表明，熊果酸抗腫瘤作用明顯，具有毒副作用小、多方面和全方位等特點，且在自然界中分布廣泛，資源豐富，因此，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。通過深入研究和不斷開發(fā)，熊果酸有望成為一種高效低毒的抗腫瘤新藥。

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