金雀花堿及其化合物在腫瘤中的研究進展

劉光東 龔海東 王 闖 劉光耀

牡丹江醫(yī)學(xué)院附屬紅旗醫(yī)院神經(jīng)外科，黑龍江牡丹江 157000

腫瘤嚴重威脅著人類的健康，其治療措施主要為手術(shù)切除、化療和放療。現(xiàn)有治療腫瘤的化學(xué)藥物存在耐藥性及較多毒副作用等缺點，難以在臨床廣泛應(yīng)用或在使用過程中被迫停藥。因而新型、對腫瘤敏感且副作用小的化學(xué)藥物仍是目前研究的熱點。

生物堿主要從天然動植物中分離提純得到，是現(xiàn)代藥物的重要來源之一，具有多種生理活性及藥理作用。如苦參堿用于治療乙型肝炎、癌癥、痢疾等疾病[1]。小檗堿具有抗血管生成、抗腫瘤侵襲及抗腫瘤轉(zhuǎn)移的作用[2]。金雀花堿（cytisine）作為生物堿的一種，可以誘導(dǎo)肝癌細胞凋亡，而且通過對其化學(xué)結(jié)構(gòu)進行修飾，合成的新化合物，其誘導(dǎo)凋亡作用減弱[3]。此外，金雀花堿可以通過調(diào)控線粒體膜和Bax、Bcl-2蛋白表達，誘導(dǎo)多種腫瘤細胞凋亡[4]。總之，金雀花堿及其化合物對多種腫瘤均具有抑制作用，可以為腫瘤的新藥研發(fā)提供研究方向。

1 金雀花堿

1.1 金雀花堿概述

金雀花堿在1865年第一次從金鏈花中分離獲得，屬于喹諾里西叮類生物堿，中文別名野靛堿、金雀花酮堿、烏樂堿，化學(xué)名為1，5-喬亞甲基-8H-吡啶并 [1，2a][1，5]二氮芳辛 -8- 酮，分子式為C11H14N2O[5]。金雀花堿主要存在于豆科槐屬、野決明屬或小檗科植物中，如金雀花、苦參、苦豆子等，其特征是對神經(jīng)元煙堿乙酰膽堿受體具有較高的親和力，對α4β2亞型具有特異性[6，7]。

1.2 金雀花堿生物學(xué)價值

1.2.1 戒煙 金雀花堿可以增加中腦邊緣系統(tǒng)中的多巴胺水平，作為尼古丁受體的競爭性拮抗劑，減輕尼古丁戒斷癥狀的嚴重程度，阻止尼古丁產(chǎn)生與吸煙相關(guān)的最大獎勵效應(yīng)和滿足感[8-9]。有研究表明，金雀花堿具有顯著的戒煙效果，在戒煙方面甚至優(yōu)于尼古丁替代療法[10]。

1.2.2 破骨細胞相關(guān)疾病 近期有研究表明，金雀花堿可以顯著抑制JNK/ERK/p38-MAPK、IkappaBalpha/p65-NF-kappaB和PI3K/AKT信號通路，抑制核因子κ-B配體受體致活劑（Receptor Activator of Nuclear Factor-κ B Ligand，RANKL）及與其相關(guān)的基因和蛋白的表達，如NFATc1、組織蛋白酶K、MMP-9和TRAP等，發(fā)揮抑制破骨細胞生成的作用，有望成為治療與破骨細胞相關(guān)疾病（如骨質(zhì)疏松癥）的藥物[11]。

1.2.3 神經(jīng)保護作用 金雀花堿可以縮小腦梗死面積，減少神經(jīng)元細胞凋亡，改善組織病理學(xué)病變，促進細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（Extracellular regulated protein kinases，ERK）、環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cAMP-response element binding protein，CREB）的磷酸化，并提高其mRNA的表達水平，抑制N-甲基-D-門冬氨酸受體2B（NR2B）的表達。簡言之，金雀花堿通過調(diào)節(jié)NR2B-ERK/CREB信號通路對腦缺血-再灌注損傷發(fā)揮神經(jīng)保護作用[12]。

此外，金雀花堿還有興奮呼吸、增強心肌收縮力、抗微生物感染、抗?jié)儭⑸甙准毎⒖拱d癇、降血糖等功能[13-15]。

2 金雀花堿對腫瘤的作用

有研究發(fā)現(xiàn)，金雀花堿以劑量依賴性方式抑制肝癌HepG2細胞系的生長，可促使線粒體中Cyt-c釋放，上調(diào)caspase-3的表達和下調(diào)pro-caspase-3的表達，進而誘導(dǎo)caspase依賴性凋亡。表明金雀花堿可以通過線粒體途徑誘導(dǎo)肝癌細胞凋亡[16]。而且，金雀花堿對于肺癌也具有抑制作用。通過降低肺癌細胞系中Bcl-2、caspase-3和PARP的表達水平，引起G2/M期細胞周期停滯，誘導(dǎo)線粒體依賴性細胞凋亡，并抑制肺癌細胞異種移植瘤的發(fā)生[17]。總之，金雀花堿在腫瘤細胞周期停滯和線粒體介導(dǎo)的細胞凋亡方面具有顯著作用，對癌癥的治療具有重要價值。

研究發(fā)現(xiàn)，金雀花堿通過調(diào)控CHOP/GADD153、JNK和caspase-4促進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的HepG2細胞凋亡，最后激活caspase級聯(lián)，誘導(dǎo)HepG2細胞凋亡[18]。

3 金雀花堿相關(guān)化合物與腫瘤的作用

金雀花堿-異類黃酮（Cytisine-linked isoflavonoids，CLIF）是運用金雀花堿合成的化合物，可以抑制過氧化物酶體雙功能酶中的羥基類固醇17-β-脫氫酶4，進而抑制前列腺癌和結(jié)腸癌細胞的增殖[19]。Liu等[20]合成了一系列金雀花堿-類黃酮偶聯(lián)物，根據(jù)結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，其中以具有5-氯及類黃酮特征的化合物對乳腺癌細胞具有更好的抗增殖作用，而且抑制作用比紫杉醇更加明顯。金雀花堿N-亞甲基-（5，7-二羥基-4’-甲氧基）-異黃酮 [Cytisine N-methylene-（5，7-dihydroxy-4'-methoxy）-isoflavone，CNF2]，具有良好的 HER2 激酶抑制活性，可能作為一種HER2抑制劑，可以抑制乳腺癌細胞轉(zhuǎn)移，并且具有較好的消化道吸收能力[21]。

有學(xué)者將金雀花堿衍生物與二茂鐵-1-甲醛合成了多種新化合物，并使用胚胎腎細胞系（HEK293）、T淋巴母細胞系（Jurkat）、非小細胞肺癌細胞系（A549）、乳腺癌細胞系（MCF-7）和神經(jīng)母細胞瘤細胞系（SH-SY5Y）對新化合物的細胞毒性進行研究，發(fā)現(xiàn)具有二茂鐵基亞甲基和苯基羧酰胺的化合物對癌癥Jurkat細胞和SH-SY5Y細胞具有較高的細胞毒性，但對非癌HEK293細胞的毒性較弱。而且，可以導(dǎo)致MCF-7、Jurkat和A-549細胞在細胞周期S期明顯停滯，G1期細胞減少，G2/M期細胞減少。總之，這種化合物可能作為腫瘤的潛在治療藥物[22]。

有學(xué)者以Cytisine和Maackiain為底物，合成了多種Cytisine-Pterocarpan新骨架化合物，其中部分化合物對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毒性較小，而且可以抑制Bcl-2的活化，啟動線粒體凋亡途徑，從而抑制乳腺細胞系的增殖，并促進凋亡，有望成為乳腺癌患者新的有效治療藥物[23]。研究發(fā)現(xiàn)，N-（4-碘芐基）金雀花堿，對肺癌和神經(jīng)上皮瘤細胞具有明顯的抗增殖活性，而且對正常鼠成纖維細胞的細胞毒性比順鉑低[24]。Tonkinensines B是一種新的金雀花堿類型生物堿，對宮頸癌和乳腺癌細胞均具有抑制作用[25]。

4 總結(jié)與展望

金雀花堿及其化合物對于多種腫瘤均具有明確的抑制作用，可以通過多種分子機制調(diào)控腫瘤細胞的細胞周期和凋亡，如Bcl-2、caspase-3、CHOP和p-JNK1/2等。而且，通過對金雀花堿的結(jié)構(gòu)進行改變，或者與其他物質(zhì)構(gòu)成新的化合物，可以具有更強的腫瘤抑制作用，更強的激酶抑制活性，更高的特異性和更低的藥物毒副作用，并且豐富化療藥物種類。

金雀花堿早已被人類發(fā)現(xiàn)，但對于金雀花堿的功能研究主要在于戒煙方向，針對于腫瘤的相關(guān)研究尚處于初始階段。金雀花堿對腫瘤的作用機制相關(guān)研究較為缺乏，對于腫瘤轉(zhuǎn)移、免疫和自噬等方面尚無研究。而且，目前研究的主要目的是藥品開發(fā)的初步設(shè)計和研究，處于分子水平，缺乏系統(tǒng)完善的實驗研究。可以對金雀花堿及其化合物進行深入研究，探索對腫瘤的作用機制，進行系統(tǒng)的細胞和動物實驗，進而陸續(xù)開展臨床實驗。對于金雀花堿及其化合物的藥物研究，可以在腫瘤治療方面開發(fā)新的藥物，提高患者的生存質(zhì)量和治療效果。