紅花多糖藥理學作用研究進展

業 康，朱韻辰，蔡 犇，余 琪，楊曉麗

（1.浙江省中藥研究所有限公司，浙江 杭州 310023；2.延邊大學醫學院，吉林 延吉 133002；3.浙江永寧藥業股份有限公司，浙江 臺州 318020；4.桐鄉市第一人民醫院，浙江 桐鄉 314500）

紅花為菊科植物紅花Carthamus tinctoriusL.的干燥花，俗名紅藍花、草紅花、刺紅花，具有活血通經、散瘀止痛等作用[1]，是傳統中藥材，主產于新疆、湖南、浙江、西藏、云南等地。紅花多糖（safflower polysaccharide，SPS）是紅花的主要藥效成分之一，為均一雜多糖[2]。現代藥理學研究表明，紅花多糖具有抗腫瘤、免疫調節、抗凝血等多種藥效作用，具有較大的開發價值及臨床應用前景。筆者擬對紅花多糖的藥理學研究進展進行綜述。

1 免疫調節作用

紅花多糖可通過增強巨噬細胞吞噬能力、促進PBMC增殖等方式調節機體免疫。萬亞菲等[3]建立移植H22荷瘤小鼠模型并分組進行不同濃度的紅花多糖處理，結果顯示紅花多糖高劑量組荷瘤小鼠的碳廓清指數明顯升高。其中，碳廓清指數是體現巨噬細胞吞噬能力的重要標志，據此推斷，紅花多糖作用后小鼠內皮系統吞噬功能增強，即紅花多糖可提高非特異性免疫功能。周明瑤等[4]體外與不同濃度的紅花多糖共同培養人外周血單個核細胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC），3H-TdR法檢測發現紅花多糖可促進PBMC的增殖；MTT法檢測發現紅花多糖可增強NK細胞、LAK細胞的殺傷活性，是一種有效的免疫增強劑。石學魁[5]等研究發現，紅花多糖對PBMC的增殖促進作用以1.25 g/L和0.625 g/L劑量組最明顯（P<0.05），該劑量的紅花多糖能明顯促進淋巴細胞活化，分泌內源性IL-2、IFN-γ等細胞因子。此外，紅花多糖亦可促進CD8+T細胞增殖[6]。梁穎[7]、馬新博等[8]證實紅花多糖能夠通過促進IL-12、TNF-α的表達，抑制IL-10的表達，調整Thl/Th2漂移，從而起到調節細胞免疫功能、抑制荷瘤小鼠腫瘤生長的作用。總之，紅花多糖可增強機體非特異性和特異性免疫功能，是一種有效的免疫增強劑，并可作為免疫調節劑而用于腫瘤治療。

2 抗腫瘤作用

2.1 紅花多糖對結腸癌的抑制作用 紅花多糖對LoVo、HT29等腸癌細胞具有殺傷作用。孫偉等[9]對紅花多糖在體外對結腸癌LoVo細胞的增殖、凋亡、侵襲作用進行了研究。MTT比色分析法和流式細胞儀檢測發現，紅花多糖能明顯抑制LoVo細胞增殖，且呈現劑量相關性。Western blotting和RT-PCR實驗結果證實，紅花多糖誘導人結腸癌LoVo細胞凋亡可能與紅花多糖上調結腸癌LoVo細胞Bax、Caspase-3基因的表達，下調Bcl-2 mRNA的表達有關。艾亮等[10]通過MTT法證實紅花多糖能顯著抑制HT29結腸癌細胞增殖，使用Annexin V和PI雙染流式細胞儀觀察細胞周期和凋亡，用蛋白質印跡法檢測Caspase-3蛋白的表達水平，結果表明其誘導細胞凋亡的機制可能與阻滯HT29細胞G2/M期和S期及增強Caspase-3基因表達有關。此外，韋喜生等[11]研究發現紅花多糖可促進NK細胞的TNF-α、IFN-γ分泌，以及活化性受體和活化性配體表達，且能增強其對結腸癌細胞的殺傷和清除作用。由此推測紅花多糖聯合NK細胞對結腸癌細胞具有協同殺傷效應。

2.2 紅花多糖對肝癌的抑制作用 梁穎等[12]證實紅花多糖可誘導肝癌SMMC-7721細胞凋亡，具有一定的劑量依賴性。張曉莉等[13]認為紅花多糖可能通過抑制Bcl-2的表達、促進Bax的表達和降低線粒體膜電位（△Ψm）來通過線粒體途徑誘導肝癌細胞凋亡。孫陽等[14-15]研究發現紅花多糖可提高細胞內活性氧（reactive oxygen species，ROS）含量，抑制Cdc25的表達。成熟促進因子（MPF）的激活受Cdc25磷酸酶調控。因此紅花多糖能使人肝癌SMMC-7721細胞阻滯于G2/M期，從而抑制其增殖。這可能是紅花多糖誘導細胞增殖受阻于G2/M限制點的主要原因。此外，孫陽等[16]還采用免疫組化法檢測發現紅花多糖作用48 h后SMMC-7721細胞的細胞周期素cyclin B1蛋白、Cdc25B蛋白和Cdc25B mRNA表達降低，據此推測紅花多糖也可能通過抑制cyclin B1基因的表達，減少MPF復合物合成，致使細胞增殖阻滯于G2期。李賀[17]研究發現，紅花多糖處理組大鼠腫瘤結節數和腫瘤體積明顯低于陽性對照組大鼠，證明紅花多糖對大鼠肝癌腫瘤大小及肝癌細胞增殖均具有抑制作用。

2.3 紅花多糖對胰腺癌的抑制作用 胰腺癌是一種惡性程度很高，診斷和治療都很困難的惡性腫瘤。體外藥效研究表明紅花多糖對其有一定的作用。姚艷麗[18]從紅花中分離出粗多糖，并對其進行腫瘤活性篩選，結果顯示其對胰腺癌BxPC-3細胞生長抑制率為89.50%。進一步的分離純化和結構解析發現，粗多糖中的主要成分HH1-1具有良好的抗胰腺癌活性，且具有良好的生物安全性。HH1-1可通過靶向結合Galectin-3，抑制EGFR/AKT/FOXO3信號通路，從而抑制胰腺癌細胞增殖、阻滯細胞周期進展、抑制血管新生、抑制侵襲和遷移、誘導細胞凋亡，發揮抗胰腺癌活性。但是，HH1-1的特異性抗胰腺癌的活性與Kras突變、Galectin-3表達等的關聯性（即HH1-1特異性抗胰腺癌的活性機理）還有待進一步研究。

2.4 紅花多糖對胃癌的抑制作用 紅花多糖能明顯抑制體外培養的人胃癌SGC-7901細胞的增殖，并誘導其凋亡，且該作用呈一定的時間與劑量依賴[19-20]。周海燕等[21]于小鼠右前肢腋部皮下接種SGC-7901人胃癌細胞株，應用S-P免疫組織化學法研究發現，紅花多糖可抑制荷瘤小鼠腫瘤組織中Ang-2的表達，促進PTEN蛋白的表達，起到抗腫瘤作用。紅花多糖可能是通過抑制Akt信號轉導通路的激活，影響Bcl-2家族蛋白的表達，抑制Bcl-2基因表達、促進Bax基因表達，引起細胞線粒體膜電位（mitochondrial membrane potential，MMP）下降，促使細胞色素C釋放，激活Caspase途徑而誘導胃癌SGC-7901細胞凋亡[22-23]。紅花多糖具有抗胃癌SGC-7901細胞增殖和侵襲并誘導細胞周期阻滯于G0/G1期的作用[24]。劉超等[25]以Wnt/β-catenin信號通路抑制劑XAV939處理后，采用Western blotting檢測發現，紅花多糖可通過降低β-catenin、c-Myc、CyclinD1、VEGF和MMP-9的表達，抑制Wnt/β-catenin信號通路的激活而抑制胃癌MGC-803細胞增殖。

2.5 紅花多糖對宮頸癌的抑制作用 楊婧等[26]用加入不同質量濃度的紅花多糖培養液體外培養人宮頸癌Hela細胞并檢測發現，紅花多糖可通過抑制血管內皮生長因子（VEGF）的表達，抑制新生血管生成，抑制宮頸癌Hela細胞增殖，發揮抗腫瘤作用。這與張靜等[27]對紅花多糖干預后人宮頸癌Hela細胞的增殖曲線、增殖抑制率的分析及RT-PCR檢測結果相符合。張靜等[27]進一步檢測發現，不同組中Hela細胞Notch1、Notch2的表達均被紅花多糖抑制，且紅花多糖作用后Hela細胞內MMP-9的表達低于空白組。據此推斷，紅花多糖可能通過抑制Notch信號通路及VEGF、MMP-9的表達發揮抗腫瘤作用。另有研究表明，紅花多糖可能是通過抑制PI3K/Akt信號通路誘導宮頸癌細胞凋亡[28]。

2.6 紅花多糖對乳腺癌的抑制作用 紅花多糖可以抑制人乳腺癌MCF-7細胞增殖和轉移，且作用具有劑量、時間依賴性。研究發現，在乳腺癌組織中nm23-Hl、c-erbB2和MMP-9均顯著表達，且乳腺癌發生浸潤轉移與c-erbB2、MMP-9的高表達及nm23-Hl低表達密切相關。紅花多糖可誘導乳腺癌組織中Bcl-2、MMP-9基因表達下降，BAX、nm23-Hl表達上升[29]。羅忠兵[30]實驗發現紅花多糖能調節p53 mRNA、Bax mRNA、Bcl-2 mRNA的表達水平，阻滯人乳腺癌細胞MCF-7的增殖于G1期，使細胞發生凋亡。劉楠等[31]用MTT法檢測發現，紅花多糖能促進MDA-MB-435細胞凋亡，且一定范圍內，隨著紅花多糖濃度升高，抑制作用增強，紅花多糖可抑制MDA-MB-435細胞中PI3K基因及蛋白的表達，且對該通路下游分子Akt、mTOR的表達也均有抑制作用。該抑制作用是由于紅花多糖直接產生了抑制作用，還是PI3K下調而引發的負調控效應，有待進一步研究。總之，紅花多糖促進MDA-MB-435細胞凋亡可能是通過抑制PI3K/Akt/mTOR通路而實現的。丁斌等[32]研究發現，紅花多糖聯合Hedgehog信號通路抑制劑環杷明對乳腺癌細胞的細胞增殖和細胞凋亡均有更顯著的作用。

2.7 紅花多糖對卵巢上皮癌的抑制作用 體外研究表明，紅花多糖可抑制A2780卵巢上皮癌細胞的體外增殖和轉移，呈劑量依賴性，同時可降低卵巢上皮細胞癌中β-catenin蛋白含量。據此推斷紅花多糖可能抑制其下游Cyclin D1和基質金屬蛋白酶類蛋白表達。紅花多糖可能通過調控wnt/β-catenin信號通路抑制卵巢上皮癌細胞的增殖和轉移[33]。

2.8 紅花多糖對肺癌的抑制作用 紅花多糖可明顯抑制肺癌細胞的轉移和增殖。上皮-間充質化轉化（epithelialmesenchymal transition，EMT）是腫瘤轉移起始階段的重要生物學過程。王婷婷[34]探索紅花多糖對肺癌細胞EMT過程的影響，發現紅花多糖可以抑制肺癌細胞系H460、H1299等多種肺癌細胞系的遷移和運動能力。結果顯示，除TMEM132A外，在EMT過程中被上調的基因，在紅花多糖的作用下，有統計學意義變化的基因都表現為下調；在EMT過程中被下調的基因，在紅花多糖的作用下，有統計學意義變化的基因都表現為上調。這說明紅花多糖處理后的肺癌細胞上皮化特征增強，而趨向轉移的間質特征減弱。此外，紅花多糖還可抑制SNAI2、WNT5A、WNT5B等癌基因的表達。王婷婷[34]亦通過siRNA片段轉染干擾E-Cadherin的表達，證實紅花多糖能通過改變某些基因mRNA的表達水平而改變腫瘤細胞的遷移能力。董婭等[35]進行了形態學觀察，臺盼藍染色并以細胞計數法繪制生長曲線，MTT抑制試驗和AnnexinV-FITC/PI熒光雙標流式細胞術檢測，發現紅花多糖能明顯抑制人非小細胞肺癌（NSCLC）A549細胞的增殖并誘導其凋亡，其中0.64 mg/mL質量濃度細胞凋亡率最高。LI J Y等[36]研究表明，紅花多糖可降低NSCLC細胞內cyclinB1和cdc25B的表達水平，誘導細胞周期阻滯在G2/M期。另一方面，紅花多糖通過降低Capase-3和Bax的表達水平，誘導A549和YTMLC-90細胞凋亡。此外，紅花多糖降低了NSCLC細胞內Akt、p-Akt和PI3K的表達。注射紅花多糖可通過增加荷瘤小鼠體內TNF-α和IL-6的水平，增強免疫調節活性。據此推斷，紅花多糖抗腫瘤的潛在機制可能是阻斷PI3K/Akt通路或增加免疫調節活性。石學魁等[37]利用T739小鼠制備小鼠肺腺癌LA795的體內移植性腫瘤模型，在紅花多糖連續腹腔注射給藥10 d后，腫瘤體積顯著減小。張曉莉等[38]證實，體外紅花多糖對肺癌細胞的增殖無抑制作用，且紅花多糖可促進T淋巴細胞增殖、抑制腫瘤細胞生長及轉移。據此推測紅花多糖抗腫瘤的作用機制可能與提高自身免疫有關。

2.9 紅花多糖對舌鱗癌的抑制作用ZHOU H等[39]體外培養舌鱗癌HN-6細胞并以CCK8法測定細胞增殖，結果顯示紅花多糖能在一定劑量范圍（0.02~0.64 mg/mL）和時間（24~72 h）內以劑量和時間依賴的方式抑制HN-6細胞增殖。AO/EB雙重染色顯示，紅花多糖誘導了HN-6細胞凋亡并使細胞周期停滯在G0/G1期。蛋白質印跡分析發現，與對照組比較，紅花多糖處理可明顯降低Bcl-2和COX-2的表達，促進Bax和Caspase-3的表達。此外，ZHOU H等[39]還將HN-6細胞植入小鼠體內，以建立體內腫瘤異種移植模型。紅花多糖干預后的模型中上述分子表達的變化與前期實驗結果一致。因此，紅花多糖可能通過調節Bcl-2、COX-2、Bax和Caspase-3的表達來抑制舌鱗癌的發展。

2.10 紅花多糖對腹水瘤的抑制作用 梁穎[7]研究發現紅花多糖作用于S180腹水瘤細胞荷瘤小鼠后，可降低小鼠腫瘤組織中CD44 mRNA、MMP-9 mRNA、AMF mRNA的表達，提高TTMP-1 mRNA和nm23-H1的表達，抑制腫瘤的轉移。免疫組化法檢測結果表明，紅花多糖抑制腫瘤生長及轉移的可能機制為抑制VEGF的表達從而降低荷瘤小鼠腫瘤組織血管的生成率，降低微血管密度值。石學魁等[37]發現紅花多糖對小鼠體內S180肉瘤的生長有明顯抑制作用，且劑量為40 mg/kg時抑制作用最為明顯。

3 其他藥理作用

3.1 改善激素性股骨頭壞死 激素性股骨頭壞死（steroid-induced avascular necrosis of the femoral head，SANFH）是一種常見的難治性骨科疾病，是過度使用類固醇激素的嚴重并發癥之一[40]。此前研究顯示，Caspase-3與股骨頭壞死的細胞凋亡有關[41]。CUI D P等[42]用地塞米松預處理成骨細胞。與模型對照組比較，經紅花多糖處理的細胞中的Caspase-3活性顯著下降。Z-DEVD-FMK阻斷Caspase-3后，紅花多糖不能有效抑制地塞米松誘導的細胞凋亡，證實紅花多糖在成骨細胞凋亡過程中抑制Caspase-3的活化，從而抑制了細胞凋亡和壞死。同時，紅花多糖逆轉了地塞米松誘導的ALP活性和成骨細胞膠原含量的降低，增強了成骨細胞的礦化作用。由此可知，紅花多糖可以增強成骨細胞從早期到終末期的分化過程，將是促進骨形成的有效藥物。此后，CUI D P等[43]發現紅花多糖可以改善地塞米松誘導的股骨頭缺血性壞死模型小鼠骨礦物質密度損失、調節股骨頭細胞凋亡狀態、減少股骨頭空洞、提高血清羥脯氨酸（HOP）/血清己糖胺（HOM）比率，證實了紅花多糖對類固醇激素引起的股骨頭缺血性壞死具有治療作用。CUI D P等[44]還研究發現，紅花中純化出的水溶性多糖可通過調節Bax、Bcl-2和Caspase-3蛋白以及HOP/HOM的比例來抑制細胞凋亡，從而對家兔SANFH具有積極的療效。紅花多糖可作為治療SANFH的潛在藥物，口服預處理可有效促進骨形成并預防激素性股骨頭壞死。

3.2 抗氧化 高濃度的紅花多糖對DPPH·和·OH具有清除能力[45]。紅花多糖處理后的移植H22荷瘤小鼠血清丙二醇（MDA）水平、腫瘤細胞中活性氧（ROS）水平均明顯降低，血清中谷胱甘肽還原酶（glutathione reductase，GR）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性均明顯升高。據此推測，紅花多糖可抑制ROS產生，減緩機體SOD消耗，清除自由基，減輕活性氧造成的損傷，起到抗氧化、抗腫瘤作用[3]。

3.3 抗凝血 紅花多糖能增強4,5-腺苷二磷酸二鈉鹽（ADP）誘導的血小板聚集率，且濃度越高抑制率越高，但并不呈線性分布。說明紅花多糖具有一定的抗凝血應用前景[46]。

3.4 保護大鼠腦缺血再灌注損傷 任德啟等[47]使用Longa改良法，通過線栓建立大鼠局灶性腦缺血再灌注模型，對各組大鼠行為學進行評分。結果顯示紅花多糖預處理能夠使大鼠神經功能缺陷癥狀明顯改善。且紅花多糖各劑量組梗死區體積比及含水量也均有不同程度下降。采用ELISA法檢測腦組織生化指標，結果顯示與模型組比較，紅花多糖各劑量組缺血再灌注損傷大鼠腦組織TNF-α和IL-1β含量均降低，IL-10含量升高，且Caspase-3與PARP表達降低。提示紅花多糖具有保護大鼠腦缺血再灌注損傷的作用，該作用的機制可能與減少炎癥因子的產生及抑制神經細胞凋亡有關。有關其具體機制，仍需深一步研究。

4 總 結

紅花中主要含有黃酮類、多糖類、木脂素類及多炔類等化合物，其中多糖類成分較為復雜，一般采用水提醇沉法制得紅花粗多糖，再通過大孔吸附樹脂、纖維素柱及凝膠色譜等進一步純化獲得[2,48]。紅花中的紅花黃色素已被開發成中成藥產品應用于心絞痛、冠心病等疾病的臨床治療[49-50]。隨著廣大學者對紅花中活性成分研究的不斷深入，紅花多糖的藥理學活性也逐漸被發掘，紅花多糖對近十種的腫瘤細胞具有抑制作用，同時對機體免疫力也有著較為顯著的調節作用。紅花多糖具有巨大的開發潛力與應用價值。然而，紅花多糖成分復雜且分離純化難度大，給新藥的研發帶來相當阻力。