苗藥地稔中抗宮頸癌化學成分及其作用機制研究進展

班積變,麻秀萍,2,3*,劉靜,方成維,劉林莉

(1.貴州中醫藥大學 藥學院,貴州 貴陽 550025;2.國家苗藥工程技術研究中心/貴州中藥炮制與制劑工程技術研究中心,貴州 貴陽 550025;3.貴州中醫藥大學 茶+大健康食品開發研究中心,貴州 貴陽 550025)

宮頸癌原發于子宮頸部位,是女性最常見的生殖系統惡性腫瘤之一,其發病率和死亡率均排所有婦科癌癥中第4位[1],嚴重威脅女性的生命健康與生活質量。在宮頸癌的治療方面,主要有手術、放化療及免疫治療等方式,雖然在一定程度上能夠改善臨床癥狀,但會伴隨許多術后并發癥及不良反應,且接種HPV疫苗存在年齡限制和保護期不確定等問題。研究表明,中藥及民族藥所含的化學成分具有抑制腫瘤細胞增殖、侵襲與遷移,促進腫瘤細胞凋亡的抗癌活性,在治療宮頸癌研究中取得良好的療效,且經濟、安全、毒副作用小的優勢普遍受到各醫家及患者的一致認同。

苗藥地稔(MelastomadodecandrumLour.)為野牡丹科植物的新鮮或干燥全株,其味甘、澀、涼,入心、肝、脾、肺經,具有清熱解毒、活血止血的功效[2],臨床用于子宮出血、盆腔炎、崩漏帶下、子宮癌和食道癌等[3]。據文獻報道,地稔含有許多化學成分,其止血抗炎療效突出,并有降血糖、抗腫瘤、抑菌等藥理活性,而對正常細胞沒有毒副作用,具有較好的應用前景[4]。關于地稔防治宮頸癌的藥理作用研究,國內外鮮見報道。現將2018～2023年地稔所含化學成分抗宮頸癌的國內外文獻報道進行整理與分析,為深入研究地稔預防與治療宮頸癌機制及新藥開發提供參考與依據。

1 地稔中具有抗宮頸癌活性的化學成分

以“中國知網”與“Pubmed”為檢索平臺,“關鍵詞”和“摘要”為檢索項,“地稔”、“地菍”、“地稔化學成分”、“宮頸癌”及“作用機制”作檢索詞,檢索2018～2023年地稔所含化學成分抗宮頸癌的國內外文獻報道。結果地稔主要含有黃酮類、多糖及揮發油等化學成分[5],其中具有抗宮頸癌活性的成分有牡荊素、木犀草素、槲皮素、蘆丁、芹菜素、柚皮素、沒食子酸、3-甲氧基鞣花酸、阿魏酸、鞣花酸、白樺酸、齊墩果酸、丁香酚等,見表1。

表1 地稔中具有抗宮頸癌活性的化學成分及其作用機制

2 地稔所含化學成分抗宮頸癌研究的實驗模型

實驗模型的選擇在作用機制研究中尤為關鍵,對藥物敏感性高的模型不僅益于實驗進行,且闡明作用機制更明確。以地稔中具有抗宮頸活性的化學成分進行檢索,結果實驗模型多運用體外實驗,以Hela細胞應用最多,其次Siha、Caski、C33A細胞等,也有采用體內實驗模型進行研究。研究較多的成分是槲皮素、芹菜素、木犀草素等,均對不同宮頸癌細胞有作用,提示這些成分可能是地稔抗宮頸癌的藥效物質基礎。現將地稔所含化學成分抗宮頸癌研究的實驗模型進行歸納,見圖1。

3 地稔所含化學成分抗宮頸癌的作用機制

地稔所含化學成分抗宮頸癌的作用機制分為以下5點:抑制腫瘤細胞增殖,促進腫瘤細胞凋亡;抑制腫瘤細胞侵襲與遷移;與其他藥物的聯合誘導作用;影響細胞周期進程;干預細胞信號轉導通路。

3.1 抑制腫瘤細胞增殖,促進腫瘤細胞凋亡

細胞的增殖與凋亡多處于平衡狀態,二者失衡將引發各種疾病。目前,研究者針對抑制細胞增殖,誘導細胞凋亡,從而防治宮頸癌的作用機制展開了大量研究。

研究發現,牡荊素各劑量組作用于人宮頸癌Hela細胞,細胞存活率均在24,48,72 h內降低,細胞凋亡相關蛋白Bcl-2、Bax、Caspase-3含量發生改變,即牡荊素既抑制細胞增殖,又誘導細胞凋亡[6]。一定濃度木犀草素對人宮頸癌Hela細胞增殖有抑制效果,細胞凋亡率也顯著提高,其機制涉及調控JAK2/STAT3信號通路[8]。槲皮素處理人宮頸癌Siha細胞,細胞增殖率隨著藥物濃度與處理時間的增加而降低,凋亡率則隨著藥物濃度升高而持續升高,提示槲皮素可抑制細胞增殖,引發細胞凋亡[15]。

3.2 抑制腫瘤細胞侵襲與遷移

腫瘤細胞侵襲與遷移屬于癌癥惡性行為,臨床常運用手術治療、放射治療或化學藥物治療等手段抑制宮頸癌的復發與轉移。

多酚類物質槲皮素作用于人宮頸癌Hela與Siha細胞,發現細胞愈合程度及穿膜數量均減小,說明槲皮素抑制了癌細胞遷移與侵襲[11]。不同濃度阿魏酸處理人宮頸癌Hela細胞,Transwell侵襲試驗、劃痕試驗結果顯示隨著阿魏酸濃度增大,細胞的侵襲、遷移能力逐漸減弱[31]。

3.3 與其他藥物的聯合誘導作用

據報道,單用化療藥物治愈腫瘤的效果不理想,耐藥性、副作用及不良反應等問題一再發生。科研人員采用多種藥物聯合治療宮頸癌,取得了一定成果。

木犀草素與阿霉素聯用抑制人宮頸癌Hela細胞的生長、遷移,促進細胞凋亡,同時也提示木犀草素能逆轉癌細胞對阿霉素耐藥性[7]。槲皮素與順鉑合用表現出協同作用,更為顯著地抑制細胞的增殖、遷移與侵襲,誘導細胞凋亡,經Western blot分析,MMP-2、ezrin、P-Gp及METTL3的表達水平低于順鉑組,而槲皮素與紫杉醇、5-FU及阿霉素合用則表現為拮抗作用[13]。沒食子酸潛在的抗癌活性一直受到國內外學者的關注,當與紫杉醇聯用時,可增強紫杉醇對人宮頸癌Hela細胞的化療效果[28]。

3.4 影響細胞周期進程

細胞周期包括分裂間期與分裂期。分裂間期又分為G1期、S期、G2期。正常細胞多處于G0期,此時細胞為靜止狀態。藥物通過阻斷細胞于G1/S期、G0/G1期、G1期、G2期、G2/M期,抑制癌癥的發生發展。

一定劑量牡荊素對人宮頸癌Hela細胞的細胞周期有阻滯作用,S期細胞數量明顯減少,G1期細胞數量增加,阻滯細胞周期于G1/S期,從而抑制細胞增殖[6]。蘆丁通過增加人宮頸癌Caski細胞G0/G1期的細胞百分比,抑制細胞增殖[19]。芹菜素阻滯人宮頸癌Hela、C33A細胞G2/M期的進展,達到抗癌目的[23]。

3.5 干預細胞信號轉導通路

細胞信號轉導通路是細胞通過系統級聯傳遞機制將外界信號轉變為內信號,引起生理變化或特定基因表達的反應系統,若其發生障礙或異常,可造成相應細胞的過度增殖、分化、浸潤與轉移等。

木犀草素作用于人宮頸癌Siha細胞,可見細胞增殖抑制率、凋亡率顯著增大,穿膜數減少,其機制涉及抑制RAS/MAPK信號轉導通路相關基因蛋白的表達[9]。不同濃度槲皮素處理人宮頸癌C33A細胞,各組細胞p-JNK2、p-STAT3蛋白含量顯著減少,表明槲皮素可通過下調JAK/STAT信號轉導通路,進而抑制細胞增殖,阻滯細胞周期于G1期,引發細胞凋亡[14]。芹菜素通過抑制PI3K/AKT/mTOR、Integrinβ1/FAK信號轉導通路,達到促進細胞凋亡的目的[23]。

4 地稔化學成分抗宮頸癌的基因蛋白及信號轉導通路

在地稔化學成分抗宮頸癌的作用機制研究中有許多的基因蛋白及信號轉導通路受到調控。為了便于后期深入探討并明確地稔抗宮頸癌的作用機制,現按照相同基因蛋白及信號轉導通路受不同化學成分調控的思路,將受到2個以上化學成分調節的基因蛋白及信號轉導通路進行總結,見圖2。

圖2 受2個以上地稔化學成分調節的基因蛋白及信號轉導通路

5 總結與展望

通過文獻分析,發現地稔所含化學成分:牡荊素、木犀草素、槲皮素、蘆丁、芹菜素、柚皮素、沒食子酸、3-甲氧基鞣花酸、阿魏酸、鞣花酸、白樺酸、齊墩果酸、丁香酚等具有抗宮頸癌活性。與陳鈺婷等[29]探討地稔治療宮頸癌活性成分的不同之處在于,增加了牡荊素、蘆丁、鞣花酸、白樺酸、齊墩果酸、丁香酚。據課題組前期采用外標法及QAMS法測定地稔中牡荊素、蘆丁、鞣花酸的含量分別為0.021%～0.182%,0.013%～0.140%,0.006%～0.021%[39],提示可關注地稔中牡荊素、蘆丁,雖然鞣花酸、白樺酸、齊墩果酸等成分含量較低,仍需考慮。因此,推測地稔發揮抗宮頸癌藥效主要由多酚類成分構成。

本研究結果顯示,地稔所含化學成分抗宮頸癌的作用機制涵蓋以下5點:1)抑制腫瘤細胞增殖,促進腫瘤細胞凋亡;2)抑制腫瘤細胞侵襲與遷移;3)與化療藥物的聯合誘導作用;4)影響細胞周期進程;5)干預細胞信號轉導通路。從作用機制研究的過程可以發現,實驗模型多運用體外實驗,以Hela細胞應用最多,其次Siha、Caski、C33A細胞等,也有采用體內實驗模型進行研究。此外,相關的基因蛋白如Bcl-2、Bax及Caspase-3等均受到2個以上化學成分的調節,且PI3K/AKT、MAPK、PI3K/AKT/mTOR等信號通路均受到激活或抑制。后期研究者如探討地稔抗宮頸癌藥理作用,可采取體內外實驗相結合的方式,尤其考慮人宮頸癌Hela細胞及原位移植手段,以期達到更好療效,并嘗試應用流式細胞術、ELISA法及Western blot法等分析上述的基因蛋白或信號通路的變化,以明確潛在作用機制。

綜上所述,苗藥地稔中抗宮頸癌化學成分較多,涉及的潛在作用機制范圍也比較廣。研究者可深入探討地稔防治宮頸癌的藥效物質基礎及其作用機制,可能是多成分、多靶點、多途徑作用于機體,需要進一步明確,為后期開發地稔在預防與治療宮頸癌方面的價值、促進民族醫藥和地方經濟發展、尋找更廣泛的抗宮頸癌天然藥物提供參考與依據。