黃芩苷抗腫瘤作用研究進展

我國中醫理論認為正虛邪積是導致惡性腫瘤發生的原因，即正氣內虛、氣滯、濕聚、熱毒等相互搏結，積聚日久而成有形腫塊，是一種全身屬虛、局部屬實的疾病[1]。因而在中醫治療腫瘤的過程中多選擇清熱瀉火、燥濕的藥物。黃芩性寒，具有清熱燥濕、瀉火解毒的功效，黃芩苷是從其干燥根中提取分離出來的一種黃酮類化合物，具有顯著的生物活性。過去認為其主要有抑菌、抗炎、抗血栓形成、清除氧自由基等藥理作用。但隨著近些年國內外學者對黃芩苷發揮藥效機制研究的逐步深入，發現其還具有重要的抗腫瘤作用[2]，包括控制細胞周期、誘導腫瘤細胞凋亡、降低細胞的轉移和侵襲能力、抑制腫瘤血管形成等。現對黃芩苷在胃癌、肝癌、乳腺癌等惡性腫瘤方面近些年的研究進展作一概述，以期進一步深入挖掘黃芩苷在抗腫瘤方面的潛在價值。

1 抑制腫瘤細胞增殖

查閱黃芩苷在結腸癌、肝癌等方面的文獻發現黃芩苷可通過Cyclin 和JAK-STAT 等途徑抑制腫瘤細胞的增殖。

1.1 Cyclin途徑從一定意義上講，腫瘤是細胞周期發生紊亂的一類疾病，細胞周期調控機制的失活在細胞癌變過程中起著至關重要的作用，特別是G1/S和G2/M 檢測點的失控與癌變有著密切聯系[3]。黃芩苷可以通過阻滯大多數的前列腺癌DU145 細胞和肝癌SK-LU-1、SK-MES-1 細胞在G1期，阻滯人乳腺癌MDA-MB-231 細胞在G2/M期，還可以阻滯肝癌HeoG2.0 細胞在S期，抑制腫瘤細胞的增殖。細胞周期蛋白Cyclin D1 和Cyclin B1 分別是G1期和G2/M期調控的關鍵蛋白，這兩種蛋白的表達降低提示細胞周期發生了阻滯。白惠茹等[4]用FCM 法和蛋白質印跡法檢測到黃芩苷作用于結腸癌HCT-116 細胞后，可使細胞周期阻滯在G1期；Cyclin D1 和Cyclin B1 蛋白的表達明顯降低，說明黃芩苷可通過Cyclin 途徑阻滯細胞周期抑制腫瘤細胞的增殖。Yu 等[5]用黃芩苷處理骨肉瘤細胞發現，磷酸化AKT/AKT 和Bcl-2/Bax 的比例顯著降低，Cyclin D1 和CDK4 的蛋白水平顯著降低，說明AKT通路的抑制可能是黃芩苷抑制骨肉瘤細胞生長的潛在機制。

1.2 JAK-STAT途徑Janus 蛋白酪氨酸激酶-信號傳導和轉錄激活因子（JAK-STAT）信號通路是細胞因子信號傳導的一條重要途徑，該通路異常活化可導致細胞克隆性增生及腫瘤的形成。其中STAT3是傳遞促癌信號的轉錄因子，有研究發現黃芩苷可顯著降低人宮頸癌細胞中STAT3 的磷酸化和核轉位[6]。郭昱等[7]通過黃芩苷作用于肝癌SMMC-7721 細胞發現，黃芩苷不僅可抑制STAT3 mRNA 和蛋白的表達，還可以抑制STAT3 蛋白的磷酸化，從而減少其活化形式P-STAT3 的生成，阻斷JAK-STAT 信號轉導通路，抑制肝癌細胞增殖。

2 誘導腫瘤細胞凋亡

細胞凋亡可由死亡受體途徑（外源性途徑）、線粒體途徑和內質網途徑所介導。查閱黃芩苷在肝癌、宮頸癌等方面的研究發現黃芩苷主要通過死亡受體途徑和線粒體等多種途徑誘導腫瘤細胞凋亡。

2.1 死亡受體途徑死亡受體介導細胞凋亡的途徑主要是通過腫瘤壞死因子受體（TNFR）、腫瘤壞死因子相關的凋亡誘導配體（TRAIL）、自殺相關因子（FAS）及其配體自殺相關因子配體（FASL）誘導的，各途徑主要是通過跨膜受體將信號由胞外傳遞到胞內，銜接蛋白與受體結合后，再由執行蛋白與銜接蛋白結合，進而誘導細胞凋亡。陳鳳琴等[8]研究發現黃芩苷可通過FAS/FASL、TRAIL 抑制胃癌MGC-803 和BGC-823 細胞的增殖并誘導其凋亡。李海龍等[9]通過抗體芯片篩選出黃芩苷可能通過上調胃癌SGC-7901 細胞表面FAS 及其配體FASL 的表達水平，增強二者的相互識別，通過Fas 觸發細胞內部的凋亡程序，使胃癌SGC-7901 細胞發生凋亡。

2.2 線粒體途徑線粒體途徑中，Bcl-2家族起著非常重要的調控作用。馮亞娟等[10]通過Western Blotting 檢測到黃芩苷作用于結腸癌SW480 細胞后，細胞中的Bcl-2表達下降，caspase-3 和caspase-9 蛋白表達增多，提示黃芩苷可通過線粒體途徑誘導結腸癌SW480 細胞凋亡。吳貴才等[11]采用RT-PCR法也發現黃芩苷通過下調Bcl-2 和上調Bax 的表達，激活caspase-3 和caspase-9 從而誘導乳腺癌MCF-7細胞發生凋亡。Bad是Bcl-2家族主要的促凋亡基因之一，劉莎莎等[12]通過TUNEL 和Western Blot 法研究發現黃芩苷可上調Bad 蛋白表達影響線粒體途徑，進而促進食管癌Eca-109 細胞凋亡。而有研究則提供了新的思路，黃芩苷可作為促氧化劑通過細胞內銅的動員，通過ROS 和線粒體凋亡通路的積累，有效地抑制MCF-7 細胞以劑量和時間依賴的方式增殖，誘導凋亡[13]。

除此，我們還發現某些信號通路如促分裂素原活化蛋白激酶（p38MAPK）不僅通過一個途徑起到抗腫瘤的生理效應，其可能通過多條途徑在多個方面起到抗腫瘤作用，在某些外界因素如化學藥物、細胞因子等的刺激下，p38MAPK可被異常激活并加速細胞的凋亡[14]，成為機體細胞眾多信號轉導通路的中轉站。

3 抑制腫瘤細胞侵襲和遷移能力

查閱黃芩苷在肝癌、宮頸癌等方面的研究發現黃芩苷可通過粘附分子和基質金屬蛋白酶（MMPS）途徑抑制腫瘤的遷移和侵襲。

3.1 粘附分子途徑癌的侵襲與轉移是一個復雜的病理過程。根據Liottau[15]提出的三步假說，可以將癌細胞侵襲轉移過程從分子水平上分為黏附、降解、運動三個過程。其中在粘附方面起主要作用的是鈣黏附分子（Cadherin）和整合素（Integrin）兩大家族。上皮型鈣粘素（E-cd）屬鈣黏附分子中最重要的一類，它的表達程度及功能活性直接影響著細胞的脫離和再附著。許多癌組織中均出現 E-cd 的表達缺失或基因突變。整合素-β1（integrin-β1）是跨膜蛋白整合素家族的一員，能夠導致腫瘤細胞遷移[16]。郭昱等[7]研究結果表明黃芩苷通過促進人肝癌SMMC-7721 細胞的E-cd表達，抑制integrin-β1表達，而使癌細胞間連接緊密，避免了癌細胞從原發灶處的脫落、游離，達到抑制腫瘤侵襲和轉移的作用。Kailin 等[17]采用系統的生物學策略研究表明黃芩苷可通過增加鈣粘蛋白mRNA的表達、減少波形蛋白、β-catenin 在乳腺癌MDAMB-231 細胞的表達而抑制腫瘤細胞的侵襲和轉移。

3.2 MMPS途徑在降解基質方面起重要作用的是基質蛋白溶解酶，如纖溶酶原激活物、MMPs 等，MMPs是促使腫瘤細胞完成侵襲轉移過程中的關鍵性分子，其中最具有代表性的是MMP-2 和MMP-9。有研究發現，二者與宮頸癌的發生發展及預后密切相關，在MMP-2 和MMP-9 的表達減弱時，宮頸癌細胞的侵襲力明顯受到抑制，而在表達增強時宮頸癌細胞的侵襲力明顯增強[6]。也有研究顯示，肺癌細胞中二者的高表達可促進肝癌的浸潤和轉移[18]。Kailin 等[17]通過PCR 方法研究發現黃芩苷可下調乳腺癌MDA-MB-231 細胞中MMP-7 mRNA的表達。Chen 等[19]研究發現黃芩苷通過下調MMP-9和MMP-2 的表達來抑制卵巢癌細胞的遷移。閻皓等[20]采用Western blot 和RT-PCR 試驗檢測也發現黃芩苷可抑制MMP-2表達而抑制卵巢癌SKOV3、CAOV3 細胞的侵襲。

4 抑制腫瘤血管形成

通過查閱黃芩苷在骨肉瘤、胃癌等方面的研究發現黃芩苷可通過下調血管內皮細胞生長因子（VEGF）、HIF-1α 和PDGF-β 來抑制腫瘤血管形成[21，22]。

段大鵬等[23]通過Western blot 法研究發現黃芩苷處理骨肉瘤MG-63 細胞可以下調VEGF 蛋白的表達，從而抑制腫瘤血管形成起到抗腫瘤的作用，但具體機制依然有待進一步研究。HIF-1α是一種轉錄因子，它能促進VEGF 的轉錄，促進腫瘤血管生成。另外，臨床資料分析顯示胃癌標本中PDGF-β的表達水平與微血管密度密切相關[24]。白兆琴等[25]通過RT-qPCR 法發現黃芩苷能夠下調胃癌SGC-7901 細胞HIF-1α、PDGF-β mRNA 及蛋白的表達，但具體機制和作用有待進一步研究。

5 總結與展望

黃芩苷作為一種新的抗癌藥物，具有很深遠的研究前景。闡明黃芩苷作用通路和相應機制是探索抗腫瘤機制的重要步驟。黃芩苷可通過改變細胞形態、控制細胞周期、下調或上調相關基因和蛋白的表達、抑制或激活相關信號通路等多種方式達到抗腫瘤的生理效應。其抗腫瘤作用的相關研究目前主要集中在胃癌、結腸癌、乳腺癌、骨肉瘤等惡性腫瘤方面，對食管癌、胰腺癌等方面的研究和報道相對較少。今后可將其抗腫瘤作用范圍拓展的更加廣泛。進一步深入研究黃芩苷的抗腫瘤作用分子機制，可以為黃芩苷的臨床應用提供新思路。