青蒿素及其衍生物的抗腫瘤作用研究進展

劉丹，孫洪勝

(1山東中醫藥大學，濟南 250355；2山東中醫藥大學附屬醫院)

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青蒿素及其衍生物的抗腫瘤作用研究進展

劉丹1，孫洪勝2

(1山東中醫藥大學，濟南 250355；2山東中醫藥大學附屬醫院)

青蒿素是具有過氧基團的倍半萜內酯類化合物，其衍生物主要包括雙氫青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚和蒿乙醚等。青蒿素及其衍生物對肝癌、肺癌、胃癌、結直腸癌、卵巢癌等多種腫瘤細胞具有增殖抑制或殺傷作用，且具有安全、高效、不良反應少、對多藥耐藥細胞有效等優點。

青蒿素；雙氫青蒿素；青蒿琥酯；蒿甲醚；蒿乙醚；腫瘤細胞

青蒿素是從菊科植物黃花蒿中提取分離出的一種具有過氧基團的倍半萜內酯類化合物[1]。以往研究發現其是治療瘧疾的有效藥物，后續抗血吸蟲、抗病毒、抗心律失常等用途也相繼被發現[2～5]。近年來，據國內外研究報道青蒿素在抗炎、抗孕、抗腫瘤等方面也具有較好效果。尤其在抗腫瘤方面，青蒿素及其衍生物對多種腫瘤細胞都有顯著抑制或殺傷作用，且耐受性好，不良反應少[6～8]?，F綜述如下。

1　青蒿素及其衍生物對肝癌的抗腫瘤作用

近年來研究發現，青蒿素及其衍生物對肝癌HepG2細胞、SMMC-7721細胞、H22細胞均有明顯抑制作用。黃俊玲等[9]取處于對數生長期的 HepG2細胞進行實驗，分別給予不同濃度的青蒿素，采用MTT法檢測青蒿素對HepG2細胞作用后的增殖抑制率，用流式細胞術檢測藥物作用HepG2后的細胞周期及細胞凋亡，結果顯示青蒿素對HepG2具有增殖抑制作用，其抑制率呈劑量、時間依賴效應，可使HepG2細胞周期阻滯于G0/S期，并誘導肝癌細胞發生凋亡。

潘雷等[10]將人肝癌細胞株SMMC-7721接種于小鼠腰部皮下，制成小鼠荷瘤動物模型，給予青蒿素對荷瘤小鼠進行干預，觀察小鼠腫瘤的體積變化，并用TUNEL法檢查腫瘤細胞的凋亡。結果顯示，青蒿素對SMMC-7721具有明顯腫瘤抑制作用和促進腫瘤細胞凋亡的作用。盛慶壽等[11]研究不同劑量雙氫青蒿素含藥血清對SMMC-7721細胞的作用，結果顯示雙氫青蒿素含藥血清濃度在30 mg/kg以上時具有明顯抑制細胞增殖和誘導細胞凋亡作用。鄧小榮等[12]取生長狀態良好的小鼠肝癌H22細胞為實驗對象，采用臺盼藍染液染色細胞計數法檢測不同濃度青蒿素對H22的細胞活力和生長曲線的影響，并利用MTT比色法對處于對數生長期的H22細胞進行細胞生長抑制實驗，結果表明青蒿素能有效抑制H22的細胞活力、細胞增殖，并能影響其生長曲線。

青蒿素抗肝癌細胞的作用機制與Fe2+濃度有關。鐵是細胞內的重要元素，尤其在增殖旺盛的癌細胞中含量尤為豐富，并且在一定條件下高價態的鐵可轉變成亞鐵。Fe2+在惡性腫瘤細胞生長過程中作為合成去氧核糖的原料，在癌細胞表面存在大量的鐵轉運蛋白受體，且鐵轉運蛋白受體只存在于惡性腫瘤的表面[9]。肝癌細胞中的Fe2+水平較正常肝細胞高很多，利用青蒿素與癌細胞表面的鐵轉運蛋白受體結合，可起到靶位定向作用，以提高藥物在肝癌細胞中的濃度而達到殺傷作用[13]。

2　青蒿素及其衍生物對肺癌的抗腫瘤作用

在臨床試驗及體內外實驗中均發現青蒿素及其衍生物對肺癌細胞具有殺傷、抑制作用。雙氫青蒿素可誘導人肺腺癌細胞ASTC-a-1凋亡，并呈一定的劑量和時間依賴性[14]。鄭紹琴等[15]通過建立肺癌動物模型，對C57BL /6J小鼠常規接種Lewis肺癌，分別給予高、中、低劑量組處理，測算各組小鼠的抑瘤率，實驗結果表明青蒿素能顯著抑制小鼠肺癌，對 Lewis 肺癌有明顯的抑瘤作用。郭燕等[16]通過接種Lewis肺癌細胞建立C57BL/6J小鼠Lewis肺癌移植瘤模型，探討青蒿素對Lewis肺癌生長和淋巴管生成的作用，連續灌胃一定劑量青蒿素之后，觀察荷瘤小鼠的存活率。結果顯示，青蒿素治療組與對照組相比，小鼠存活率明顯增加。證實青蒿素通過抑制Lewis肺癌淋巴管生成和肺轉移來提高荷瘤小鼠的存活率，從而起到抗癌的功效。Zhou等[17]研究表明，雙氫青蒿素對Lewis肺癌小鼠肺癌生長具有一定的抑制作用，并且可提高化療藥物對肺癌的療效。廖奎等[18，19]通過CCK-8法測定雙氫青蒿素對非小細胞肺癌細胞株H1299和A549細胞增殖的影響，實驗結果證實青蒿素能明顯抑制細胞增殖。

青蒿素能夠誘導不同的細胞停滯于不同的周期位點，通過抑制 DNA 的正常合成而抑制腫瘤細胞的增殖[20]。左占杰等[21]研究表明，二氫青蒿素對肺腺癌細胞GLC-8有較強的細胞毒性，并認為其作用機制可能是使 GLC-8細胞生長停滯在 G0/G1期而誘導細胞凋亡，使處于 S 期的細胞比例減少，從而達到抗腫瘤作用。

3　青蒿素及其衍生物對胃癌的抗腫瘤作用

胃癌是最常見的消化系統惡性腫瘤之一，其發病率位于我國各種腫瘤之首位[22～24]，且病死率也一直居高不下，所以胃癌的治療仍是腫瘤治療界的一大難點。近幾年大量體外實驗證實，青蒿素及其衍生物對人胃癌細胞具有較強抑制或殺傷作用。牛高華[25]將人胃癌細胞株SGC-7901作為研究對象，通過在裸鼠體內種植胃癌細胞株設計實驗，建立人胃癌細胞株裸鼠皮下移植瘤模型，以灌胃給藥的方式用不同劑量的青蒿素對小鼠進行藥物干預，檢測細胞抑瘤率和凋亡率，結果顯示青蒿素對人胃癌細胞株SGC-7901裸鼠皮下移植瘤具有明顯的抑制和殺傷作用。另外，牛高華在實驗中證實青蒿素抗胃癌作用機制是通過活化Caspase-3，誘導細胞凋亡而發揮抗腫瘤作用。Caspase家族的激活在細胞凋亡過程中起著關鍵作用，而Caspase-3在Caspase家族中的作用至關重要[26]，它作為細胞凋亡中最關鍵的酶，其活化將引起細胞凋亡的不可逆性，是細胞凋亡的標志[27]。李遐方等[28]以人胃癌細胞株SGC-7901為實驗對象，建立人胃癌裸鼠移植瘤模型，觀察其對移植瘤生長的抑制作用。通過采用MTT法檢測不同濃度蒿甲醚對SGC-7901抑制作用的結果顯示，與對照組相比，蒿甲醚對SGC-7901細胞也具有明顯殺傷作用，且中、高劑量蒿甲醚對其裸鼠移植瘤的生長抑制效果最顯著，抑瘤率分別為34.5%和41.0%。

郭曉姝等[29]采用細胞培養、Transwell小室法和沖刷實驗觀察不同濃度青蒿素對人胃癌細胞株BGC-823的生長侵襲、黏附和趨化運動能力的變化，結果顯示青蒿素對BGC-823細胞株的生長、侵襲和趨化運動能力有顯著抑制作用。

4　青蒿素及其衍生物對結直腸癌的抗腫瘤作用

在我國大腸癌的發病率呈逐年增高趨勢，其病死率也一直居高不下，已成為最常見惡性腫瘤之一。據文獻報道，青蒿素及其衍生物在抗結腸癌方面療效顯著，極有可能成為臨床腫瘤治療的一個重要突破。黃燕[30]將培養好的人結直腸癌LOVO細胞接種于裸小鼠，建立移植瘤裸鼠模型，測定瘤重抑制率，考察雙氫青蒿素抗結直腸癌活性。結果顯示雙氫青蒿素具有較強的抗結直腸癌活性，并認為其作用機制為通過抑制抗凋亡基因Bcl-2的表達，從而誘導結直腸癌細胞的凋亡。

汪溪等[31]采用MTT法觀察雙氫青蒿素在不同濃度和時間對處于對數生長期的人結直腸癌HCT116細胞的增殖抑制作用，測定細胞凋亡率。結果顯示相比于對照組，雙氫青蒿素能有效抑制HCT116 細胞增殖并誘導其凋亡。其作用機制可能是通過下調HCT116 細胞中uPA蛋白的表達而發揮抗腫瘤作用。肖鳳春等[32]以人結直腸癌高轉移細胞株SW620和低轉移細胞株SW480作為研究對象，應用MTT法檢測青蒿琥酯對細胞增殖活性的影響，采用流式細胞術測定結直腸癌細胞的凋亡。結果表明，青蒿琥酯對細胞株SW620和SW480都具有明顯抑制增殖作用，并隨作用時間的延長和濃度的增加，其抑制作用也隨之增加。另外，推測誘導腫瘤細胞凋亡及降低細胞VEGF mRNA表達可能是青蒿琥酯抗腫瘤作用的相關機制。

5　青蒿素及其衍生物對卵巢癌的抗腫瘤作用

卵巢癌大多發病隱匿，發現時常已發展為晚期，且治療效果差，易復發[33]。卵巢癌的化學治療多采用以鉑類為基礎的聯合化療方案，而腫瘤細胞多藥耐藥性和化療藥物的不良反應，常導致化療的失敗。青蒿素及其衍生物與傳統腫瘤化療藥物不同，不產生交叉耐藥性，并可對抗腫瘤細胞的多藥耐藥性，且不良反應少。

李娜等[34]以人卵巢癌細胞SKOV3和耐藥細胞SKOV3/CDDP為對象，采用MTT法觀察雙氫青蒿素及順鉑對SKOV3及SKOV3/CDDP細胞的體外影響。結果顯示，雙氫青蒿素對人卵巢癌順鉑耐藥細胞SKOV3/CDDP具有體外抑制作用，對順鉑具有化療增敏的作用，并能逆轉SKOV3/CDDP對順鉑的耐藥。杜玉丹等[35]研究了雙氫青蒿素誘導卵巢癌SKOV3細胞的凋亡，結果顯示用雙氫青蒿素處理SKOV3細胞后，24、28、72 h的IC50值分別為117、35.677、23.382 μmol/L，對卵巢癌SKOV3細胞有明顯的增殖抑制效應，能促進其凋亡，并且可能是通過下調Bcl-2、上調Bax基因表達而促進細胞的凋亡。

6　青蒿素及其衍生物對其他腫瘤的抗腫瘤作用

青蒿素及其衍生物除了可以抑制或殺傷以上幾種癌細胞外，還可對抗多種癌細胞。Chen等[36]研究了雙氫青蒿素對宮頸癌Hela細胞株、子宮絨毛膜癌JAR細胞株的體外抗腫瘤活性，其IC50為8.5～32.9 mmol/L。Efferth等[37]在研究了青蒿琥酯對55種癌細胞株的抗癌活性后發現，青蒿琥酯對白血病細胞具有很強的抗癌活性。Singh等[38]研究發現雙氫青蒿素對人乳腺癌細胞具有很強的殺傷能力。李靜等[39]建立了人乳腺癌 MDA-MB-231 細胞裸鼠移植瘤模型，測定不同濃度雙氫青蒿素對裸鼠的抑瘤率，結果顯示雙氫青蒿素高劑量組對移植瘤的抑制率達到46.20%，發揮出較好的體內抗瘤效應。另外，雙氫青蒿素還能誘導黑色素瘤細胞的凋亡[40]。

目前，我國腫瘤發病率日益攀升，病例數相當龐大，據資料顯示其占全世界病例總數的55%，所以對抗腫瘤藥物的研發工作是醫藥界研究的重中之重[41]。青蒿素在從發現至今不到40年的時間里，作為我國第一個真正意義上走向世界的中藥，已經引起了世界的廣泛關注。青蒿素及其衍生物在瘧疾治療中取得卓越成效后，在抗腫瘤方面又帶來無限商機和前景。抗腫瘤新藥的研究是一項長期且艱巨的任務，但青蒿素及其衍生物抗腫瘤活性的發現，對將來惡性腫瘤治療的研究指出了新的方向。青蒿素及其衍生物在殺傷腫瘤細胞的同時，對正常細胞的毒性較小，具有廣譜抗腫瘤細胞的作用，但其機制仍尚未完全明確，還有待于進一步地深入研究，挖掘更深層次的抗癌機制，使其成為具有臨床應用價值的高效、低毒的抗癌新藥，以造福人類。

[1] 付彥輝,鐘俊,羅素琴,等. 青蒿素的化學合成研究進展[J]. 中國藥學雜志,2014,49(10):795-805.

[2] 梅林,石開云,蘇建華,等. 青蒿素國內研究進展[J]. 激光雜志,2008,29(2):95-96.

[3] 穆德廣. 雙氫青蒿素抗肺癌作用及其機制研究[D].西安：第四軍醫大學,2007:17-19.

[4] 劉寧,楊臘虎,張正行,等. 雙氫青蒿素差向異構體轉化的研究[J]. 藥物分析雜志,2002,22(4):303-306.

[5] Li Y, Wu YL. An over four millennium story behind qinghaosu (artemisinin)-a fantastic antimalarial drug from a traditional Chinese herb[J]. Curr Med Chem, 2003(10):2197-2123

[6] Wang HM,Wei J, Yang CB,et al. The inhibition of tumor growth and metastasis by self-assembled nanofibers of taxol[J]. Biomaterials, 2012,33(24):5848-5853.

[7] Chen J, Mckay RM, Parada LF. Malignant glioma: lessons from genomics, mouse models, and stem cells[J]. Cell, 2012,149(1):36-47.

[8] Crespo-Ortiz MP, Wei MQ. Antitumor activity of artemisinin and its derivatives:from a well-known antimalarial agent to a potential anticancer drug[J]. J Biomed Biotechnol, 2012,2012(1):247597.

[9] 黃俊玲,李廣志,黃贊松,等. 青蒿素對肝癌細胞株HepG2細胞增殖的影響[J]. 重慶醫學,2015,44(1):21-23.

[10] 潘雷,鄧小榮,左志剛,等. 青蒿素聯合琥珀酸亞鐵對人肝癌細胞SMMC-7721選擇性抑制作用的實驗研究[J]. 江西醫學院學報,2009,49(2):33-36.

[11] 盛慶壽,王武,郭洪武,等. 雙氫青蒿素含藥血清抑制人肝癌SMMC-7721細胞活性的研究[J]. 中藥藥理與臨床,2015,31(1):40-43.

[12] 鄧小榮,余和平,王克強,等. 青蒿素對肝癌抑制作用的實驗研究[J]. 實用臨床醫學,2007,8(11):1-3.

[13] 馬鎮堅，張厚德，杜冀暉．青蒿素及其衍生物抗腫瘤的研究進展[J].醫學綜述，2008,14(9):1331-1333.

[14] Lu YY, Chen TS, Qu JL, et al. Dihydroartemisinin(DHA) induces caspase-3-dependent apoptosis inhuman lung adenocarcinoma ASTC-a-1 cells[J]. J Biomed Sci, 2009,16(1):16.

[15] 鄭紹琴,劉亞軍,宋健平,等. 青蒿素對小鼠Lewis肺癌的抑制及TNF-α和IFN-γ的影響[J]. 江西中醫藥,2014,45(9):20-23.

[16] 郭燕,王俊,章必成,等. 青蒿素對小鼠Lewis肺癌移植瘤生長和淋巴管生成的影響[J]. 第四軍醫大學學報,2007,28(4):357-360.

[17] Zhou HJ, Zhang JL, Li A, et al. Dihydroartemisi-nin improves the efficiency of chemotherapeutics in lung carcinomas in vivo and inhibits murine Lewis lung carcinoma cell line growth in vitro[J]. Cancer Chemother Pharmacol, 2002,3(4):243-248.

[18] 廖奎,王志令,彭志平,等. 雙氫青蒿素對肺癌細胞株H1299增殖與放療增敏的影響[J]. 中國免疫學雜志,2015,31(2):185-188.

[19] 廖奎,李海玉,彭志平,等. 雙氫青蒿素對非小細胞肺癌A549細胞增殖及放療增敏的影響[J]. 中國臨床藥理學雜志,2015,31(2):106-109.

[20] 陳永順，楊斌.青蒿素及其衍生物一類新抗腫瘤化合物的靶點研究[J]. 時珍國醫國藥，2007，18(8)：2021-2022.

[21] 左占杰,王松濤,江莉祥,等. 二氫青蒿素聯合放療對肺癌GLC-82細胞凋亡的影響及機制研究[J]. 中國中西醫結合雜志,2014,34(10):1220-1224.

[22] Narahara H, Iishi H, Imamura H, et al. Randomized phase III study comparing the efficacy and safety of irinotecan plus S-1 with S-1 alone as first-line treatment for advanced gastric cancer (study GC0301/TOP-002)[J]. Gastric Cancer, 2011,14(1):72-80.

[23] de Martel C, Forman D, Plummer M. Gastric cancer: epidemiology and risk factors[J]. Gastroenterol Clin North Am, 2013(42):219-240 .

[24] Fock KM. Review article: the epidemiology and prevention of gastric cancer[J]. Aliment Pharmacol Ther, 2014,40(3):250-260.

[25] 牛高華. 青蒿素對人胃癌裸鼠移植瘤的生長抑制作用及其機制的研究[D].太原：山西醫科大學,2010:15-27.

[26] Claudio L, Rosalia S. Bruna LS .Midregion PTHrP regulates Pipl and caspase expression in MDA-MB 231 breast cancer cella[J]. Breast Cancer Res Treat, 2008,111(3):461-474.

[27] Zheng Y, Shi Y,Tian C, et al. Essential role of the voltage-dependent anion channel(VDAC) in mitochondrial permeability transition pore opening and cytochrome crelease induced by arsenic trioxide [J]. Oncogene, 2004,23(6):1239-1247.

[28] 李遐方,劉萍霞. 蒿甲醚在體外及荷瘤小鼠體內條件下抑制人胃癌SGC-7901細胞增殖的機制[J]. 世界華人消化雜志,2015,23(4):590-595.

[29] 郭曉姝,張翠英,鞏繼平. 青蒿素對BGC-823癌細胞生長轉移及侵襲能力的影響[J]. 長治醫學院學報,2008,22(5):330-332.

[30] 黃燕. 雙氫青蒿素抗結直腸癌作用及其機制的研究[D].廣州：廣州中醫藥大學,2009:28-35.

[31] 汪溪,李建業,夏春咸,等. 雙氫青蒿素抗人結腸癌HCT116細胞作用的研究[J]. 實用醫學雜志,2011,27(4):574-576.

[32] 肖鳳春. 青蒿琥酯抑制人結腸癌細胞的生長及其機制的初步研究[D].杭州：浙江大學,2006:17-19.

[33] Tummala MK, McGuire WP. Recurrent ovarian canner[J]. Clin Adv Hematol Oncol, 2005,3(9):723-36.

[34] 李娜,張輝,趙群. 雙氫青蒿素對人卵巢癌耐藥細胞SKOV3/CDDP的體外作用[J]. 實用婦產科雜志,2010,26(5):348-351.

[35] 杜玉丹,余立群,羅瑾. 二氫青蒿素對卵巢癌SKOV3細胞的抑制作用[J]. 腫瘤防治研究,2014,41(4):320-323.

[36] Chen HH, Zhou HJ, Fang X. Inhibition of human cancer cell line growth and human umbilical vein endothelial cell angiogenesis by Artem isin in derivatives in vitro [J]. Pharmacol Res, 2003,48(3):231-236.

[37] Efferth T, Dunstan H, Sauerbrey A, et al. Theanti-malarial artesunate is also active against cancer [J]. Int J Oncol, 2001,18(4):767-773.

[38] Singh NP, Lai H. Selective toxicity of dihydroartem isin in and holotransferrin toward human breast cancer cells [J]. Life Sci, 2001(70):49-56.

[39] 李靜,陳永順,賈曉棟,等. 雙氫青蒿素抗乳腺癌MDA-MB-231細胞裸鼠移植瘤作用實驗研究[J]. 安徽醫藥,2013,17(12):2031-2033.

[40] Cabello CM, Lamore SD, Bair WB, et al. Switching enemies: the redox antimalarial dihydroartemisinin targets human metastatic melanoma cells but not primary melanocytes through induction of NOXA-dependent apoptosis[J]. Free Rad Biol Med, 2010,49(1):73.

[41] 張曉紅. 青蒿素類藥物抗腫瘤作用機制研究概況[J]. 中醫學報,2014,29(1):15-16.

山東省科技發展計劃項目(2014GGH219001)。

孫洪勝(E-mail:：shs7777@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.18.039

R442.9

A

1002-266X(2016)18-0099-04

2016-03-30)