橙皮苷抗腫瘤活性研究進展*

夏榮木 綜述,陸紅玲 審校

(遵義醫學院生物化學與分子生物學教研室，貴州遵義 563000)

現有研究表明橙皮苷具有包括抗炎、抗氧化、抗血液凝固、提升機體免疫力、心血管系統保護、神經保護、降糖降脂及抗腫瘤在內的多種有益作用。由于天然提取物的安全性較現有化療藥物更佳，因此最近越來越多的研究關注其抗腫瘤活性。本文就最近10年的相關文獻，綜述橙皮苷抗腫瘤活性的研究進展。為進一步拓展橙皮苷的應用總結經驗，為其將來的應用提供理論方向。

1 橙皮苷的抗肝癌活性

橙皮苷在體內具有多種有益的作用，肝臟保護是其中的一種。ELSHAZLY等[1]的研究表明二甲基亞硝胺能夠誘導大鼠肝臟纖維化，該效應通過檢測丙氨酸氨基轉移酶(ALT)、天門冬氨酸氨基轉移酶(AST)及堿性磷酸酶和總/直接膽紅素等生化指標得到確認；但是經過100 mg/kg或者200 mg/kg的橙皮苷處理相應的時間后，上述肝臟纖維化的指標得到相應的逆轉，二甲基亞硝胺誘導的大鼠肝臟纖維化程度也得到緩解。此外，ARINC等[2]的體外實驗表明，橙皮苷及其他黃酮類化合物能夠抑制魚類肝臟中CYP1A1 和谷胱甘肽-S-轉移酶的活性，這可能有助于橙皮苷在癌癥治療中的應用。有研究發現，橙皮苷能夠直接抑制二乙基亞硝胺和二羥甲基丁酸誘導的肝內癌結節數目，該過程可能與其調控了ALT、AST、乳酸脫氫酶(LDH)及超氧化物歧化酶(SOD)等蛋白活性相關[3-4]。

抑制腫瘤生長和誘導其發生細胞凋亡一直是腫瘤治療的一個重要策略[5]。YUMNAM等[6]發現橙皮苷誘導肝癌HepG2細胞發生了副凋亡(paraptosis)，該過程可能與橙皮苷激活ERK1/2信號通路相關。YUMNAM等[7]進一步的實驗表明，橙皮苷能夠通過誘發肝癌HepG2細胞的細胞線粒體功能紊亂和鈣負荷增加，從而誘發細胞發生副凋亡，進一步豐富了橙皮苷誘導肝癌細胞死亡發生的機制。與此不同的是，BANJERDPONGCHAI等[8]發現，橙皮苷能夠通過激活肝癌HepG2細胞內Caspase-9、Caspase-8及Caspase-3的活化，證實橙皮苷能夠誘導肝癌細胞發生凋亡。進一步的結果表明，橙皮苷誘導肝癌細胞發生凋亡的機制與死亡受體信號通路及Bcl/Bax蛋白家族的平衡相關。此外，大量研究表明，基質金屬蛋白酶(MMPs)家族與癌癥轉移具有高度相關性[9]。在一個乙醛誘導的細胞侵襲模型當中，橙皮苷明顯抑制細胞發生轉移的數量，這是因為其抑制了乙醛誘導的MMP-9活性和減少了其mRNA的表達。由乙醛誘導的核因子-κB (NF-κB) 或者激活蛋白1(AP-1)啟動子的呈劑量依賴性的增加可以被橙皮苷逆轉。此外，橙皮苷以一種劑量依賴性的方式抑制乙醛誘導的IκB活性，p38 和 JNK激酶信號調控AP-1磷酸化。橙皮苷在肝癌細胞株HepG2中能夠抑制MMP-9轉錄、分泌和活性，減少細胞的侵襲[10-11]。

2 橙皮苷抗乳腺癌活性

轉染攜帶有綠色熒光蛋白-α tubulin基因的載體進入人乳腺癌MCF-7細胞中之后，使用橙皮苷作用于該細胞，發現橙皮苷能夠抑制MCF-7-GFP-α tubulin細胞的增殖，但是具體機制尚未被闡明[12]。此外，低濃度橙皮苷能夠通過抑制P糖蛋白(Pgp)的表達，降低乳腺癌細胞排出化療藥物的能力，提升阿霉素在細胞內聚集，從而提升化療敏感性[13]。在橙皮苷處理MCF-7細胞期間，高濃度橙皮苷能夠誘導細胞發生凋亡；在此過程中，觀察到典型的細胞膜皺縮和DNA斷裂片段。此外，實驗還觀察到了谷胱甘肽的消耗，這說明橙皮苷改變了乳腺癌細胞內的氧化平衡，從而調控其生長[14]。

橙皮苷除了對多種因素引起的肝臟和腎臟損傷都具有保護作用之外，對乳腺癌的發生也具有一定的預防作用。芳香化酶或者細胞色素P450酶是雌二醇和雌酮合成限速酶。乳腺癌的發生與雌激素水平具有密切關系，抗雌激素生成是其治療策略之一[15]?？诜缓绕ぼ盏氖澄锬軌蛴绊懛枷慊傅幕钚?。通過實時熒光定量PCR檢測了橙皮苷對三陰乳腺癌MCF-7細胞芳香化酶轉錄水平的影響，但結果表明芳香化酶轉錄水平在其作用后呈上調表達[16]。此外，橙皮苷能夠通過調節c-Jun氨基末端激酶(JNK)和細胞外調節蛋白激酶(ERK)信號通路影響AP-1和C/EBP結合到芳香化酶的啟動子上，從而調控其轉錄水平。另外的研究結果表明，橙皮苷能夠通過抗氧化效應及穩定細胞膜和其他方式抑制二甲苯蒽和二羥甲基丁酸誘導的乳腺腫瘤的發生[3]。

3 橙皮苷抗結直腸癌活性

在直腸癌SNU-C4細胞中，橙皮苷處理能夠誘導細胞產生凋亡小體，并引發細胞核濃縮，DNA斷裂等典型的細胞凋亡形態改變。更深入的研究表明，由橙皮苷誘導細胞發生凋亡的過程中，Bcl-2發生下調，Bax和Caspase-3的表達升高。此外，橙皮苷能夠以劑量依賴性的方式促進Caspase-3的裂解和活化[17]。此外，橙皮苷能夠通過抑制Aurora-A介導的PI3K/Akt/GSK-3β和mTOR信號通路而誘發細胞發生凋亡和自噬，從而在體內達到抗氧化偶氮甲烷誘導的結腸癌效應[18]。在這過程中，橙皮苷處理后提升了細胞周期調控因子p53-p21軸的相互作用，同時顯著上調了PTEN的表達和下調了Aurora-A介導的p-PI3K和p-Akt水平，這可能是橙皮苷作用的靶點。某些含有橙皮苷的藥物也能夠產生抗腫瘤效應。胃腸安主要成分為橙皮苷，研究表明，口服胃腸安能夠顯著抑制結直腸癌的發生[19]。胃腸安與5-FU聯合用藥能夠明顯抑制結腸癌腫瘤的生長。同時處理后動物癌胚抗原(CEA)、β-catenin和MMP-7的表達水平也顯著降低。SAIPRASAD等[20]證實橙皮苷能夠改變氧化偶氮甲烷誘導的結直腸癌的炎癥標志物的表達。該結果暗示橙皮苷可能通過改變腫瘤微環境而抑制其轉移和侵襲的能力。不過HOSSEINIMEHR等[21]發現，環磷酰胺口服治療結腸癌在第4、7、10、14天時會導致患者白細胞明顯減少，但是橙皮苷處理后會在第4、7天增加白細胞數量。橙皮苷和環磷酰胺共同口服會減少環磷酰胺抑制腫瘤生長的效應，這可能是因為其抗氧化作用或它在肝臟當中與環磷酰胺代謝有相互作用所致。

炎性反應是一種重要的致癌因素。當大鼠用橙皮苷和地奧司明預處理或者后處理之后，大鼠結直腸的炎性反應明顯減弱，該研究暗示橙皮苷可能通過緩解動物的炎性反應而抑制腫瘤的發生[22]。另外的研究發現，在氧化偶氮甲烷(AOM)誘導的老鼠結腸中，橙皮苷處理4周后能夠減少細胞增殖核抗原(PCNA)的水平[20]。此外，橙皮苷能夠顯著提升肝臟谷胱甘肽-S-轉移酶(GST)和醌還原酶(QR)及結腸黏膜GST活力。在這個研究中，橙皮苷在致癌物質處理的老鼠結腸當中減少了多種細胞因子，例如腫瘤壞死因子(TNF)-α，白細胞介素(IL)-1β和IL-6和炎癥酶(COX-2和iNOS)mRNA的表達，并增加紅系衍生的核因子2相關因子2 (Nrf2)mRNA的表達。已有研究表明，Nrf2轉錄因子能夠調控GST和QR的表達，這在親電子反應性和氧化解毒過程中至關重要，此過程主要對突變和腫瘤反應起作用。另一方面，橙皮苷減少細胞因子產物的活力有助于減少慢性炎癥，該炎癥與腫瘤發生嚴格相關。

4 橙皮苷抗肺癌活性

BALAKRISHNAN等[23]證實尼古丁能夠顯著促進肺部組織MMPs家族成員的表達，同時還能顯著提升肺組織的氧化應激水平，這兩者都是肺癌發生的關鍵因素。但是橙皮苷能夠明顯減弱尼古丁誘導的MMPs表達，同時也能緩解體內的氧化應激水平，從而抑制肺癌的發生。該結果也提示橙皮苷可能對尼古丁誘發的其他疾病也具有防護作用。KAMARAJ等[24]的研究表明，苯并芘能夠誘發小鼠肺部發生多種癌前病變，其中主要包括脂質過氧化物、CEA、血清特異的芳香烴羥化酶水平及其他氧化標志物水平上升；同時SOD及其他的抗氧化標志物水平降低，但是橙皮苷能夠逆轉上述改變。結果提示橙皮苷能夠通過抑制肺部的氧化應激水平和炎性反應而抑制肺癌發生。隨后該課題組進一步證實，苯并芘處理后減弱了肺組織抗氧化系統，包括SOD、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶、谷胱甘肽還原酶、谷胱甘肽-S-轉移酶、還原性谷胱甘肽、維生素E、維生素C等水平發生顯著改變。在橙皮苷預先或者延后處理后，上述指標幾乎恢復正常，這表明它可以用作預防性制劑[25]。

BIRSU等[26]發現橙皮苷能夠誘導兩種肺癌細胞發生凋亡并抑制其增殖，但是對正常的肺部纖維母細胞沒有呈現出細胞毒性。通過基因芯片技術，研究者證實橙皮苷誘導肺癌細胞凋亡與多種信號通路相關，其中以免疫反應相關通路，如NK-κB等信號通路的相關性最大。MMPs與血管生成、侵襲和轉移緊密相關。研究表明，橙皮苷能夠顯著抑制尼古丁誘導的正常肺組織的MMPs家族成員的表達[23]。該結果提示橙皮苷可能抑制肺癌細胞的MMPs表達而減弱肺癌的侵襲力。另外的研究也證實，橙皮苷也可以通過抑制血管生成和轉移效應從而抑制腫瘤生長和侵襲[27]。肺癌可以導致肥大細胞密度(MCD)增加、COX-2，MMP-2和MMP-9的表達增加，但是橙皮苷可以通過抑制COX-2的表達而減少肥大細胞密度，因此可以減少血管生成和侵襲的機會。此外，MMPs也與上皮間質轉化(EMT)相關[28]，提示橙皮苷可能通過調節EMT的相關分子水平影響其進程。另外，橙皮苷處理后，肺癌A549細胞的增殖受到抑制。進一步研究發現橙皮苷能夠通過調節線粒體通路相關蛋白水平，從而誘導細胞發生凋亡。同時橙皮苷對細胞周期相關蛋白cyclin D1及其上游蛋白P21和P53的表達產生抑制，從而使細胞周期停滯于G0/G1期，實現其抑制肺癌A549細胞增殖和誘導凋亡的作用[29]。

5 橙皮苷對其他癌癥的治療效果

橙皮苷能夠誘導多種癌癥細胞發生凋亡，在造血系統腫瘤NALM-6細胞[30]和宮頸癌HeLa細胞[31]中也展現了相似的效應。但是橙皮苷誘導NALM-6細胞發生凋亡的機制是通過調節NF-κB和P53信號通路，而其作用于HeLa細胞則是經由內質網應激的過程所介導。LEE等[12]發現橙皮苷能夠抑制雄激素誘導的雄激素非依賴型前列腺癌PC-3和DU-145細胞及雄激素依賴型前列腺癌LNCaP細胞的增殖。但是研究者未進一步探索其具體的分子機制。與前述結果相似的是，橙皮苷同樣能夠提高艾氏腹水瘤對阿霉素的敏感性，研究者在荷瘤免疫缺陷的小鼠中證實了該效應[32]。有研究則發現，橙皮苷能夠通過抗氧化作用抑制二羥甲基丁酸和氮基三醋酸鐵誘導的腎癌發生[3,33]。在動物實驗中，局部使用橙皮苷能夠明顯降低紫外線(UVB)誘導的表皮細胞內氧化應激的發生。這可能是因為橙皮苷提升了DNA修復酶的活性。此外，免疫蛋白印跡表明UVB暴露24 h和48 h后，表皮細胞P53水平升高，這種升高在應用橙皮苷之后更加明顯。由于P53在DNA修復調控當中扮演了重要的角色，當DNA損傷應答時它的表達可被橙皮苷刺激而增強?？傊?，橙皮苷增強了小鼠表皮DNA光損傷的修復及P53表達的增加，這表明橙皮苷可能抑制皮膚腫瘤的發生。

6 總結與展望

橙皮苷具有多種生物學效應，在抗腫瘤方面，其主要的靶點是NF-κB通路；同時在不同類型的腫瘤細胞中也激活了不同的凋亡和促凋亡通路。橙皮苷也可能通過不同途徑抑制細胞增殖；此外，橙皮苷還能夠通過抑制侵襲相關分子的表達而抑制腫瘤的侵襲能力；也有研究表明其與腫瘤的耐藥性相關，通過橙皮苷處理后，腫瘤的耐藥性能夠有所緩解。在整體水平研究中，結果證實橙皮苷能夠抑制多種致癌物質誘發的癌癥發生?？偟膩碚f，目前的研究表明橙皮苷可能是一種潛在的多靶點抗腫瘤藥物。但是由于目前的研究大多集中在體外水平，因此將來要在臨床中應用橙皮苷，需要更多的臨床前研究確定其劑量及適應證。