重樓皂苷Ⅰ抗消化系統惡性腫瘤的作用及其機制研究進展*

李 楊 周 婉 金 甜 韓樹堂

南京中醫藥大學附屬醫院(江蘇省中醫院)消化內鏡中心(210000)

消化系統惡性腫瘤發病率逐年上升，手術是治療消化系統惡性腫瘤的首選方法，但對晚期患者的療效不佳；放療、化療是晚期患者的最主要治療手段，但不良反應極大，對生存期以及生存質量的改善作用有限[1-2]。因此，尋找新型治療藥物顯得十分重要。

重樓(polyphylla)，又稱為七葉一枝花、蚤休，長期用于中藥方劑以治療消化系統腫瘤[3]。現代藥理學研究顯示其兼有鎮靜、鎮痛、免疫調節、抗腫瘤等作用，特別是對多種腫瘤均有抑制作用。目前從重樓中分離出的有效成分主要為重樓皂苷Ⅰ(polyphylla saponins Ⅰ)、重樓皂苷Ⅱ、重樓皂苷Ⅲ、重樓皂苷Ⅴ、重樓皂苷Ⅵ等[4]。其中，對重樓皂苷Ⅰ的抗消化系統腫瘤作用及其機制的研究最為廣泛、深入。重樓皂苷Ⅰ是重樓中含量最大的一種甾體皂苷，其制備和鑒定方法相對完善[5]。本文就重樓皂苷Ⅰ的抗消化系統腫瘤機制的研究進展作一綜述。

一、重樓皂苷Ⅰ的抗消化系統腫瘤作用

1. 重樓皂苷Ⅰ的體外抗消化系統腫瘤作用：現有大量研究表明，重樓皂苷Ⅰ對胃癌[6]、肝癌[7]、胰腺癌[8]、結直腸癌[9]等多種消化系統腫瘤細胞株具有抑制作用。2008年，顏璐璐等[10]從滇重樓中自主分離了重樓皂苷Ⅰ～Ⅵ，對人結腸癌細胞株Caco-2、人肝癌細胞株BEL-7402、人肝癌細胞株HepG2等均有不同程度的抑制作用；在糖鏈相同情況下，薯蕷皂苷活性強于偏諾皂苷，而在母核結構相同情況下，糖鏈越多活性越強。說明重樓皂苷Ⅰ和重樓皂苷Ⅱ為活性較強的主要的重樓抗腫瘤成分，其抑制結腸癌、肝癌細胞增殖效果明確。江皓等[11]采用MTT法和流式細胞術檢測重樓皂苷Ⅰ對胰腺癌PANC-1細胞增殖的抑制作用，結果顯示不同濃度重樓皂苷Ⅰ能有效抑制胰腺癌細胞增殖，且呈時間-濃度依賴性。由此可見，重樓皂苷Ⅰ具有體外抗消化系統腫瘤的作用。

2. 重樓皂苷Ⅰ的體內抗消化系統腫瘤作用：Liu等[12]采用超高效液相色譜-四極桿飛行時間質譜法(UPLC-QTOF-MS/MS)分析重樓皂苷Ⅰ的代謝物及其在大鼠體內的藥代動力學，結果顯示共檢測出7種推定代謝物，包括6種Ⅰ期和1種Ⅱ期代謝物，重樓皂苷Ⅰ在大鼠體內的主要代謝過程為氧化、去糖基化和葡糖醛酸化。重樓皂苷Ⅰ和三種去糖基化代謝產物薯蕷次皂苷A(prosapogenin A)、延齡草皂苷(trillin)和薯蕷皂苷元(diosgenin)均可能具有抗腫瘤作用。胡煒彥等[13]將乳腺癌細胞MCF-7接種于小鼠制備荷瘤模型并給予不同劑量的重樓皂苷Ⅰ，4周后發現重樓皂苷Ⅰ可顯著抑制裸鼠腫瘤的生長，尤其是高、中劑量組。胡靜等[14]的研究也證實了含有有效成分重樓皂苷Ⅰ的重樓提取物對荷肝癌H22小鼠腫瘤的生長具有顯著抑制作用。由此可見，重樓皂苷Ⅰ具有體內抗腫瘤的作用，且其體內代謝產物可能也具有抗腫瘤作用。重樓提取物在體內抑制消化系統腫瘤的生長，單體重樓皂苷Ⅰ的體內抗消化系統腫瘤作用可能需要進一步研究。

二、重樓皂苷Ⅰ抗消化系統腫瘤的機制

1. 抑制腫瘤細胞增殖：腫瘤的發生因素涉及促進生長的信號過表達、細胞對生長抑制信號不敏感等方面。重樓皂苷Ⅰ能阻滯促癌細胞信號，增加腫瘤細胞對抑癌信號的敏感性。Xiang等[15-16]發現重樓皂苷Ⅰ可顯著抑制腫瘤細胞生長，誘導細胞周期阻滯；其機制可能為重樓皂苷Ⅰ可降低組蛋白甲基化轉移酶2(EZH2)、DNA甲基轉移酶1(DNMT1)和長鏈非編碼RNA HOX轉錄反義RNA(HOTAIR)蛋白表達。此外，p65與HOTAIR具有同向相互調節作用，重樓皂苷Ⅰ也可通過抑制p65蛋白和HOTAIR表達，從而抑制黏蛋白1(MUC1)基因的表達，抑制CRPC細胞的生長。董銳增等[17]的研究表明重樓皂苷Ⅰ能上調胃癌細胞MKN45中p21蛋白表達，從而抑制細胞增殖，誘導細胞凋亡；且加熱能增強這一效應。國內多項研究[18-21]亦證實，重樓皂苷Ⅰ能抑制腫瘤細胞細胞從G0/G1期向S期轉化，將細胞周期阻滯于G2/M期，從而抑制腫瘤細胞增殖，發揮抗腫瘤的作用。

2. 促進腫瘤細胞凋亡

①線粒體途徑：線粒體途徑是細胞凋亡的主要途徑之一。在受到外界有害物質刺激時，細胞內產生大量活性氧簇(ROS)和活性氮簇(RNS)，引起細胞組織過氧化，誘發線粒體膜電位改變，引起細胞色素C的釋放，從而誘導細胞凋亡[22]。陳舒怡等[23]發現，給予肺癌NCI-H661細胞重樓皂苷Ⅰ干預后，caspase-8、caspase-9、Bcl-2表達呈逐漸減少的趨勢，以Bcl-2表達最為顯著；熒光顯微鏡下顯示，重樓皂苷Ⅰ能快速導致腫瘤細胞線粒體碎裂。因此，線粒體途徑是重樓皂苷Ⅰ誘導腫瘤細胞凋亡的機制之一。

②內質網應激途徑：內質網是細胞內蛋白質折疊、修飾和運輸的重要細胞器，對細胞外環境的改變具有高度敏感性。當外界環境發生改變時，內質網迅速作出反應，啟動內質網應激，通過非折疊蛋白反應(UPR)，減少蛋白合成、活化蛋白酶體降解胞內異常蛋白，恢復內質網應激導致的損害。當外界刺激過于強烈或持久不能解除時，UPR可啟動細胞程序性死亡[24]。陽丹丹等[25]對肝癌細胞的研究發現，重樓皂苷Ⅰ以時間-濃度依賴的方式抑制腫瘤細胞增殖，細胞呈現典型的凋亡形態。進一步研究發現，重樓皂苷Ⅰ可上調內質網應激通路的肌醇依賴酶1(IRE-1)，下調磷酸化氨基末端激酶1(p-JNK1)、X盒結合蛋白1(XBP1)蛋白水平以及活化內質網應激的標志蛋白caspase-12，但C/EBP同源蛋白(CHOP)水平無明顯變化；內質網應激抑制劑4-PBA與2.5 μmol/L重樓皂苷Ⅰ聯合應用時，腫瘤細胞凋亡率顯著增加。由此可見，內質網應激參與了重樓皂苷Ⅰ誘導的腫瘤細胞凋亡。

③死亡受體途徑：死亡受體途徑為細胞外信號誘導的細胞凋亡途徑，其中最典型的途徑為死亡因子受體(Fas)/死亡因子Fas配體(FasL)信號通路。Fas又稱APO-1(即CD95分子)，屬腫瘤壞死因子α家族成員之一，為Ⅰ型膜蛋白，在細胞凋亡中具有信號轉導的作用。FasL屬細胞表面的一種Ⅱ型膜蛋白。FasL可與Fas結合，導致Fas胞內的死亡區形成三聚體的活化形式，隨后募集Fas相關死亡結構域蛋白，形成死亡誘導信號復合物(DISC)，激活caspase-8，最終導致細胞凋亡[26]。2011年，有研究[7]發現重樓皂苷Ⅰ能上調肝癌細胞SMMC-7721中Fas的表達，且這種調控作用呈濃度依賴性。另有研究[27]發現，重樓皂苷Ⅰ作用于膠質細胞瘤細胞株U251后，細胞凋亡明顯增加，同時Fas、caspase-8和caspase-3表達上調。由此可見，重樓皂苷Ⅰ可能通過死亡受體途徑誘導腫瘤細胞凋亡。

④其他途徑：重樓皂苷Ⅰ還可通過以下途徑誘導腫瘤細胞凋亡：抑制白細胞介素-6(IL-6)的分泌，從而抑制JAK/STAT3信號通路[28]；降低低氧誘導因子-1α(HIF-1α)的表達[29]；抑制PI3K/AKT信號通路，抑制AKT磷酸化[11,30]；通過表觀遺傳學調控對肺癌食管癌缺失基因1(DLEC1)啟動子發揮去甲基化作用，誘導DLEC1的表達來誘導腫瘤細胞凋亡，從而發揮抗癌作用[31]。

3. 抑制腫瘤新生血管形成：持續血管生成是癌癥發展的關鍵步驟，也是腫瘤生長和轉移擴散的前提條件。越來越多的研究已表明，血管生成調節劑和激活致癌基因對維持血管生成至關重要[32-33]。有研究[14]將重樓醇提物予H22荷瘤小鼠灌胃，發現重樓醇提物對小鼠H22移植瘤具有一定的生長抑制作用，同時可明顯抑制腫瘤組織微血管密度，推測其抗腫瘤作用可能與血管生成抑制作用有關。隨后，鄧碧凡等[29]采用qPCR和蛋白質印跡法檢測腫瘤細胞中血管內皮生長因子(VEGF)的表達情況，發現重樓皂苷Ⅰ能抑制低氧條件下腫瘤細胞 VEGF的表達。由此可見，重樓皂苷Ⅰ能通過抑制腫瘤新生血管的形成來抑制腫瘤。

4. 抑制腫瘤細胞遷移：腫瘤轉移是原位癌細胞侵襲周圍組織，通過血管或淋巴管到達其他組織或器官進行定植的過程，其對腫瘤的遠處生長具有重要意義。腫瘤細胞遷移是腫瘤轉移的關鍵步驟。2012年，有研究[21]發現重樓皂苷Ⅰ能對高轉移性腫瘤細胞的體外增殖產生抑制作用。此后，對重樓皂苷Ⅰ抑制腫瘤細胞遷移的研究成為熱點之一。牟海軍等[34]通過細胞劃痕實驗檢測順鉑、重樓皂苷Ⅰ以及兩者聯合作用對腫瘤細胞遷移能力的影響。結果顯示順鉑、重樓皂苷Ⅰ以及兩者聯合均能使細胞劃痕愈合距離縮短，兩者聯合時距離最短，抑制遷移的作用最強。

5. 調節腫瘤細胞的免疫功能：調節細胞毒性T細胞(CTL細胞)的抗腫瘤免疫應答效應是抗腫瘤藥物進行免疫治療的前提[35]，重樓皂苷Ⅰ可能具有這種作用。胡文靜等[36]建立小鼠肝癌H22實體瘤模型，將小鼠隨機分空白對照組、重樓皂苷組、環磷酰胺組，各組連續灌胃給藥10 d。結果顯示重樓皂苷組脾指數、CTL細胞殺傷率顯著高于空白對照組和環磷酰胺組。推測重樓皂苷的抑瘤機制可能與其調節機體的免疫功能有關。對于重樓皂苷Ⅰ單體的免疫調節功能，目前尚未見文獻報道，這可能成為研究重樓皂苷Ⅰ抗腫瘤作用的關鍵點之一。

6. 抑制腫瘤細胞對化療藥物的抵抗：化療藥物抵抗預示腫瘤預后不佳，重樓皂苷Ⅰ可抑制腫瘤細胞對化療藥物的抵抗，改善預后。龐曉輝等[37]采用大劑量沖擊法誘導結腸癌SW480、LoVo細胞對奧沙利鉑耐藥，檢測重樓皂苷Ⅰ對耐藥細胞及其親代細胞的毒性作用，以及經重樓皂苷Ⅰ處理后耐奧沙利鉑細胞的比例。結果顯示耐奧沙利鉑的LoVo、SW480細胞奧沙利鉑的IC50值較親代細胞提高525倍，且具有更強的侵襲性。重樓皂苷Ⅰ處理細胞后，耐奧沙利鉑細胞的比例明顯降低。說明重樓皂苷Ⅰ能促進結腸癌耐藥細胞凋亡并減少其對奧沙利鉑的耐藥性。

重樓皂苷Ⅰ不僅能改善傳統化療藥物的耐藥性，也能調節新型抗腫瘤藥物的耐藥性。吉非替尼(gefitinib)是一種口服表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑(EGFR-TKI)，對EGFR-TK的抑制可阻礙腫瘤生長、轉移和血管生成，并促進腫瘤細胞凋亡[38]。研究發現，最初對EGFR-TKI有應答的攜帶EGFR突變的非小細胞肺癌(NSCLC)患者將逐漸對其耐藥。重樓皂苷Ⅰ能抑制吉非替尼耐藥細胞和異種移植瘤模型的細胞活力并誘導細胞凋亡，其具體機制可能是下調轉錄因子MALAT1和STAT3[39]。

三、總結和展望

重樓皂苷Ⅰ可有效抑制消化系統惡性腫瘤的發生、發展，其主要機制可能是抑制腫瘤細胞增殖、促進腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤新生血管形成、抑制腫瘤細胞遷移、調節腫瘤細胞的免疫功能、調節腫瘤細胞對化療藥物的抵抗等。目前的研究多集中于不同種類的消化系統腫瘤細胞株和腫瘤細胞-動物成瘤模型，對其機制的探究仍較少。重樓皂苷Ⅰ在治療消化系統腫瘤方面具有很大的潛力，需行更多、更深入的研究進行證實，以期早日應用于臨床。