鹿茸提取物在腫瘤抑制中的作用及研究進展

楊天雄 吳 盡 裴 欣 武世瑤 劉學東

(東北林業大學野生動物與自然保護地學院，哈爾濱，150040)

近年來，人們越來越認識到天然產品的益處，鹿茸漸漸進入人們視野，相關研究報道日益增加。鹿茸是雄性鹿科(Cervidae)動物未骨化帶絨毛的幼角，是特有的周期性再生器官，在鹿茸快速生長期，骨、軟骨、神經、血管和皮膚等組織都以極高的速率增殖，堪比腫瘤發生發展的速度[1]。因此，鹿茸是研究腫瘤和相關信號通路的極佳模型。

鹿茸作為藥材使用，在亞洲多國具有悠久的歷史，主要以梅花鹿(Cervusnippon)和馬鹿(C.elaphus)鹿茸為主，前者習稱“花鹿茸”，后者習稱“馬鹿茸”，夏、秋二季鋸取鹿茸，經陰干或烘干后制取而成，是我國藥食同源代表的典型傳統名貴中藥，收錄于2020版《中華藥典》[2]。已有研究報道，鹿茸中含有多種生物活性物質，包括蛋白質、脂質和多糖等多種有機分子，以及鈣、鎂、鈉、鋅和鐵等多種無機分子，這些生物活性物質在鹿茸中含量豐富，在鹿茸的不同部位中含量有差別，具有極大的潛力和研究價值，因此，對于鹿茸提取物進行更深入地研究十分必要[3-4]。

由于鹿茸生長速度極快，一些未被發現的低豐度或半衰期短的調節因子可能被過表達，在鹿茸中則更有可能被發現[5]。對鹿茸生物活性成分的研究可能有助于發現新的活性因子，這些活性因子可能是癌癥等疾病的潛在治療靶標[6]。

筆者基于已有的研究報道，對鹿茸提取物與腫瘤抑制相關的成果進行總結，為鹿茸提取物對腫瘤抑制的進一步研究提供參考。

1 鹿茸生物學及鹿茸產品的活性

1.1 鹿茸再生的生物學特征

鹿茸具有復雜的組織結構，已有的證據表明鹿茸包括軟骨、骨、血管、神經和上皮等多種類型組織[7]。鹿茸的形成是在雄鹿進入青春期之后，每年更新一次。在春季，新生鹿角從顱骨突起(稱為角柄)再生；在夏季時鹿角快速地生長和分叉，再生鹿角被特殊的柔軟毛皮包裹著，稱為茸皮；秋季鹿茸生長基本完成并骨化；冬季鹿角附著在角柄上直到下一年春天脫落并進行下一輪再生[8]。

有研究認為，鹿茸再生是一個基于鹿茸干細胞再生的過程，鹿茸干細胞類似于間充質干細胞，具有胚胎干細胞的一些特性[9]。最近的研究將鹿茸干細胞分為三類：一是生茸區骨膜細胞(antlerogenic periosteal cells，APCs)，生發形成角柄和第1個鹿角，此后生茸區骨膜組織消失不見只留下角柄；二是角柄骨膜細胞(pedicle periosteal cells，PPCs)，PPCs來源于APCs，PPCs在每年鹿角再生時大量增殖分化以滿足鹿茸生長需求；三是儲備間充質細胞(reserve mesenchyme cells，RMCs)，促進鹿角快速生長。而且發現與角生長相關的基因RXFP2僅在鹿茸干細胞細胞系中表達，是鹿茸干細胞的一個標志基因[10-11]。

在鹿茸每個生長周期內，角柄骨膜快速地自我更新，短時間內可增殖百萬級的細胞，55～60 d長出10 kg左右的鹿茸組織，梅花鹿生長速度可達到12.5 mm/d，馬鹿甚至可達到27.5 mm/d[12]。在角柄骨膜細胞中可檢測到一些與細胞增殖更新有關的酶和因子，如端粒酶和核干細胞因子[13]。

1.2 鹿茸生物活性成分

鹿茸作為產品時被人為分成鹿茸頂部、鹿茸中部和鹿茸基部，以及鋸茸后骨化次年春季自然脫落的殘角，稱作鹿角盤。鹿茸頂部切片被稱為蠟片，藥效最高，最為珍貴；中部切片被稱為血片，藥效稍次；基部切片被稱為基片或骨片，藥效最次[14-15]。

鹿茸中含有豐富的氨基酸、多肽和蛋白質，被認為是最重要的生物活性成分，截至目前，已從鹿茸中分離鑒定出了19種氨基酸，其中天冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸和精氨酸等天然活性成分占鹿茸濕總質量的50%以上[16-17]。除氨基酸外，研究人員發現粗蛋白在鹿角頂部最多，中部和基部的蛋白含量相較于鹿角頂部顯著下降，而膠原蛋白含量則正好相反，在頂部含量最低，往基部逐漸增加[18]。近年來，已有一些關于鹿茸的分子生物學研究，這些研究表明，各種生長因子在鹿茸周期性再生過程中表達[19-20]。如Lai等[21]的研究結果表明FGF-2誘導VEGF的表達，刺激并維持高速率的血管生成，為鹿茸的生長發育提供營養。而多肽因其低毒性、腸道吸收快和潛在治療作用，越來越受到研究人員關注。王華等[22]從梅花鹿鹿茸中分離得到了相對分子質量為200～600的小肽活性組分，有明顯的促成骨細胞作用。

除蛋白質外，鹿茸中含有大量的多糖和脂質，多糖和脂質在鹿茸中的含量從頂部到基部逐漸降低[23]。鹿茸中總含糖量為1.682%，還原糖含量為0.575%，可溶性糖含量為1.143%[24]。已有研究結果顯示，鹿茸中粗脂肪含量最高，以及含有磷脂、飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸等多類脂質，尤其是睪酮，在所有鹿茸生長期的樣本中都可檢測到[25]。

以上3類生物活性成分隨著鹿茸發育時間的延長含量逐漸降低，這些生物活性物質是鹿茸在疾病治療中起作用的關鍵。提取、分離并研究這些生物活性成分，對研究鹿茸提取物在多種疾病中的作用機制和藥理基礎至關重要。

2 鹿茸提取物在腫瘤抑制研究中的作用

2.1 鹿茸提取物在前列腺癌中的作用

前列腺癌是男性最常見的非皮膚癌癥之一，死亡率僅次于結腸癌和肺癌，近年來前列腺癌的發病率持續上升，死亡率也隨之增加，盡管前列腺癌在早期一般是惰性的，一旦發展至晚期幾乎不可能治愈，因此，尋找前列腺癌的潛在治療靶標是很重要的。

Tang等[26]于2015年首先發現了梅花鹿鹿茸在前列腺癌中有作用的第1例證據，一般認為抗氧化活性在預防癌癥中起著重要作用，自由基清除活性測定法評價鹿茸3個部位的抗氧化活性，結果顯示鹿茸頂部抗氧化活性最好，越往基部越次，這樣的結果與此前關于鹿茸的生物活性成分相關研究結果一致。在試驗中，經鹿茸提取物處理后，前列腺特異性抗原(prostate-specific antigen，PSA)的表達下降，當前列腺發生異常時，PSA水平增加，可用于追蹤前列腺癌病情發展。此外鹿茸提取物抑制了遷移相關基因MMP-9和VEGF的表達，前者參與腫瘤的發展時可促進腫瘤的遷移，后者是重要的血管生成因子，在多種惡性腫瘤中高表達。鹿茸提取物增加了TIMP-1和TIMP-2的表達水平，其在血管生成因子的作用下可抑制靜態組織的增殖。Yang等[27]研究表明鹿茸蛋白可抑制PC-3M細胞的增殖能力，誘導細胞凋亡，初步證明了鹿茸提取物無明顯毒性，具有比較好的生物安全性。

順鉑可抑制癌細胞的DNA復制過程，使其發生細胞凋亡，具有廣譜的抗癌活性，因此被廣泛用于癌癥治療，但會對肝腎產生副作用。Tang等[28]研究了鹿茸提取物對順鉑治療下的腎肝副作用的影響，順鉑和鹿茸提取物試驗組相對于單一順鉑處理組的超氧化物歧化酶和過氧化酶的抗氧化活性顯著提高，腎肝病理壞死組織中腫瘤壞死因子α、白細胞介素1β和IL-6、環氧合酶-2和誘導型氧化氮合酶的表達水平降低，因此，鹿茸提取物可能具有抑制順鉑毒性以及抗前列腺癌的作用。后續他們發現了鹿茸提取物可降低前列腺特異性抗原和二氫睪酮水平，提高了睪酮水平，下調了MMP-2、MMP-9、VEGF、SNAIL1、TWIST1和ZEB1的表達，上調了TIMP-1、TIMP-2和上皮細胞鈣黏蛋白的表達，顯著抑制前列腺癌異種移植瘤生長達65.08%[29]。

2.2 鹿茸提取物在乳腺癌中的作用

乳腺癌是由乳房組織發展成的癌癥，在女性癌癥中最常見，早期出現乳房腫塊、組織增厚等癥狀，后期惡性可轉移擴散至其他部位，包括骨、肝臟和大腦。楊吉利等[30]通過建立乳腺癌骨轉移模型，鹿茸多肽給藥處理后發現，鹿茸多肽可抑制破骨細胞過度激活和維持成骨細胞增殖，保護骨質，從而抑制腫瘤生長。付程浩等[31]建立乳腺癌小鼠模型，以鹿茸提取物灌胃，處理后發現鹿茸提取物可降低健康鼠的總T淋巴細胞數量和細胞毒性T淋巴細胞，增加荷瘤小鼠總T細胞和B細胞的數量并降低髓性抑制細胞的數量，進而增強了小鼠的免疫功能，抑制移植瘤的生長。

Zheng等[32]用鹿茸水提物處理荷瘤小鼠后發現其可增加小鼠外周血CD4+T細胞、CD8+T細胞和NK細胞的比例，減少骨髓源性抑制細胞，通過調節小鼠免疫系統從而抑制小鼠4T1腫瘤的生長。他們還發現鹿茸提取物可激活Cleaved Caspase3的表達，增加腫瘤細胞凋亡，降低了PECAM-1/CD31、MMP-2、MMP-9的表達水平，增大了CDH1/CDH2的比例，抑制了上皮-間充質轉化，表明鹿茸提取物中含有多種腫瘤抑制蛋白，可抑制乳腺癌的發展和轉移[33]。Xu等[34]發現，鹿茸提取物顯著減少形成的乳腺球的數量和大小，抑制乳腺癌細胞的侵襲，鹿茸提取物通過體外可削弱NF-κB信號通路進而抑制乳腺癌細胞自發的或被TGF-β1增強了的上皮-間充質轉化，表明鹿茸提取物在癌癥治療中是有價值的輔助治療手段。

2.3 鹿茸提取物在膠質母細胞瘤和結腸癌中的作用

膠質母細胞瘤是一種最常見、也是最具侵襲性的腦癌，癌癥初期癥狀不具特異性，并且發展迅速，病因以及預防方法都尚不清楚。最近有報道展示了鹿茸提取物在膠質母細胞瘤治療中的潛在能力。徐巖等[35]發現鹿茸多肽提取物可使大量處于增殖期的腫瘤細胞阻滯于G2/M期，抑制了腫瘤細胞的增殖。Chonco等[36]發現經鹿茸提取物處理后癌細胞增值率降低了37.5%，集落形成能力降低了84.0%，遷移能力降低了39.0%，也證明了鹿茸提取物可誘導細胞周期的變化，促進癌細胞凋亡。

結腸癌是發生于結腸部位的消化道惡性腫瘤，吸煙、飲酒、高脂肪攝入和年齡增大等因素都可增加結腸癌風險。Kim等[37]早期發現鹿茸水提物可作為β-葡萄糖醛酸酶抑制劑，而β-葡萄糖醛酸酶活性高的人群患結腸癌的風險更高，經鹿茸提取物處理后的小鼠具有明顯更少的異常隱窩。Fraser等[38]以鹿茸提取物持續處理26周發現其不會增加AOM誘導的結腸腫瘤的發生率、遷移率或體積，表明鹿茸提取物具有生物安全性，不會增強結腸癌的發展或擴散。

3 展望

鹿茸的生長發育和周期性再生一直以來都是許多學者的研究重點，與腫瘤發展有非常相似的生長過程，成為研究腫瘤的良好模型。鹿茸的相關研究從早期簡單研磨服用到現今深入具體的分子機制研究，多關注于鹿茸頂部的鹿茸多肽。鹿茸多肽中可能含有相當一部分的調節因子，影響癌細胞的周期進程，對癌細胞的增殖、遷移和凋亡等多方面產生影響，抑制癌癥的發生發展。

現有報道表明，鹿茸提取物中必然含有一些抑癌因子，它們很可能在鹿茸提取物中也保持了活性，盡管不清楚活性具體能保留到什么程度，但可以確定鹿茸尖端因其活性物質含量更多，所以鹿茸頂部的提取物中有活性的抑癌因子和調節因子更多。除了特定于骨肉瘤的原癌基因外，鹿茸很有可能包含特異性抑制鹿茸中其他快速生長組織(皮膚、神經或血管等)的癌癥相關因子。這些研究結果，為癌癥的治療開辟了一個新的領域，證明了鹿茸以及鹿茸提取物的研究價值。

鹿茸提取物的提取和分離技術是進一步深入研究鹿茸提取物的關鍵。目前鹿茸提取物的提取有水溶、鹽溶、醇溶、酶解、超微粉碎和高壓脈沖電場等多種方法，有的研究人員通常選用簡單的水溶、醇溶或者酶解法，并沒有更加詳細去對比不同物質采用不同提取方法后的收獲量以及提取物活性的多寡，選用合適的方法提取不同的生物活性成分并用于后續試驗，可能對于鹿茸提取物的作用有更深入的認知。此外，現有研究通常只對鹿茸干粉簡單提取，都未曾對鹿茸提取物進行分離，盡管鹿茸提取物的分離是一個相當程度的難題，若能成功將生物活性成分分離成不同的單一分子，并去驗證該分子在腫瘤抑制中的作用，那么該分子的作用機理和應用前景可成為深入研究的目標。

鹿茸提取物中不同抑癌因子之間的平衡也是一個值得關注的問題，Chonco等[36]在T98G細胞株中觀察到了鹿茸提取物對T98G的明顯抑制作用，濃度越高抑制作用越明顯，但對于HACAT細胞株，鹿茸提取物卻只在0.5 mg/mL的低濃度下有抑制作用，這很可能是因為鹿茸提取物中有較多的癌癥相關因子，甚至同一抑癌因子在不同細胞中起到不同的作用，抑癌因子之間的平衡可能是導致此現象的原因。

鹿茸提取物的研究前景非常廣闊，除腫瘤抑制外，已有相當數量的報道表明鹿茸提取物在免疫、消炎、抗衰老、抗疲勞和抗應激等多方面亦有效，研究鹿茸提取物中的生物活性成分及其具體生理機制，對更深入了解鹿茸再生生物學有著重要意義，為各種疾病治療提供了潛在策略。