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1、安徽医药 Anhui Medical and Pharmaceutical Journal 2QA Mar; 15(3) 269 藤黄酸的抗肿瘤作用机制研究进展 周兰贞、陈红波 2,李庆林 1 (1.安徽中医学院现代中药安徽省重点实验室，安徽合肥 230038:2.清华大学生命科学学院，北京 100084) 摘要 ：藤黄酸是从传统中药藤黄中分离得到的一种活性单体，研究表明藤黄酸具有潜在的抗肿瘤作用，能够抑制肺癌、肝癌、乳 腺癌、胃癌、黑色素瘤以及白血病等多种人类常见肿瘤。该文综述了近年来 H 内外有关藤黄酸抗癌作用及分子机制的研究进 展。 关键词 ：藤黄酸 :肿瘤：分子机制 Study pro
2、gress on anti-tumor mechanism of gambogic acid ZHOU Lan-zhen1 ,CHEN Hong4w2 ,LI Qingn1 (1. Anhui Key Laboratory of Modernized Chinese Material, Anhui University of Traditional Chinese Medicine， Hefei 230038; 2. School of Life Sciences Tsinghua University, Beijing 100084) Abstract: Gambogic acid, an
3、active component extracted from traditional Chinese medicine gamboge, has been shown to have strong an- ti-cancer effects for many types of human tumors,including lung cancer,liver cancer,breast cancer,gastric cancer,melanoma and leuke- mia. In this paper,we reviewed the experimental evidence obtain
4、ed in the past few years and attempted to summarize the anti-tumor func tions and mechanisms of gambogic acid. Key words： gambogic acid; tumor; molecular mechanism 藤黄 （ Ga oge)是藤黄科植物藤黄 （ Garcia / /) 树干经切伤后所分泌的干燥树脂 1，又名玉黄、月 黄，呈圆柱状或不规则块状物，黄棕色，质脆易碎。藤黄主要 分布于柬埔寨、泰国、越南以及我国广东省和海南省。据我国 古代医书记载，藤黄味酸涩、有毒、具有攻毒蚀
5、疮、破血散结等 功效，主治痈疽、肿毒、顽癣、恶疮、跌打损伤、创伤出血及烫 伤 24。 自 20 世纪 70 年代开始，我国学者对藤黄的抗肿瘤作用 进行了大量的研究 丁作 。 1973 年陈葆仁首先利用紫外和红 外光谱、核磁共振、元素分析等方法证实了桥环化合物藤黄酸 (gambogic acid)和别藤黄酸 （ allogambogic acid)为藤黄大量成 分中的主要抗肿瘤活性物质 5。 研究表明在 iv(静脉注射 ） 2 8 mg kg“ 剂量下，藤黄酸对多种移植瘤有明显的抑制作 用，而且其对荷瘤动物的造血功能及免疫功能无明显影响，动 物耐受良好 6。因此，近些年来国内外对藤黄酸的抗肿瘤作
6、 用及其分子机制进行了大量的研究 。本文对藤黄酸的抗肿瘤 实验研究进行综述，以益于藤黄酸抗肿瘤作用及机理的进一 步研究。 1 藤黄酸对实体瘤的作用机制 实体瘤是以形成局部包块为主要表现的肿瘤，可发生于 全身多个器官。常见的实体瘤包括肺癌、肝癌、乳腺癌、胃癌、 神经胶质瘤以及前列腺癌等。研究表明藤黄酸主要通过诱导 凋亡、阻滞细胞周期进展、抑制癌细胞转移和抑制血管生成等 途径来实现抗实体瘤生长作用。 基金项目 “十一五 ” W 家科技支撑重点项目 （ No 2009ZX09103 - 399) 作者茼介：周兰贞，女，硕士研究牛 1 通讯作者 :李庆林，男，博士，教授，研究方向：分子药理学， Ema
7、il: qin lin_lee hotmail. com i.i 诱导细胞凋亡的作用机制 肺癌是呼吸系统最常见的 恶性肿瘤，其中大约 80%为非小细胞肺癌 （ NSCLC)。研究 表明藤黄酸能够以时间和剂量依赖的方式显著的抑制非小 细胞肺癌细胞株 SPC41 的端粒酶活性，上调凋亡起始蛋白 caspase9、caspase-10 的表达水平 t7，从而抑制 SPCUl 的生 长和促进细胞的凋亡。另外， Li 等评价了藤黄酸对另一种 非小细胞肺癌细胞株 A549 的影响，藤黄酸明显抑制了 A549 细胞的增殖能力，并可能通过下调类固醇受体辅活化因子 -3 (steroid receptor co
8、activator 3， SRC3) mRNA 和蛋白的表达量 而诱导 A549 细胞产生凋亡 8。目前研究表明端粒酶的活 化与细胞癌变密切相关 ,尤其在肺癌组织和细胞系中，端粒 酶具有较高的活性和阳性率。此外，研究表明 27%的非小 细胞肺癌病人的肺癌组织高表达 SRC-3 , SRC-3 特异性的 siRNA 显著的抑制了 SRC-3 高表达肺癌细胞的恶性生长和 诱导了细胞的凋亡 9: 因此我们推断藤黄酸对肺癌细胞的 作用，可能与其降低肺癌细胞中端粒酶活性以及抑制 SRC-3 的表达有关。 我国为肝癌高发国家，现在全球每年新确诊肝癌患者近 一半在中国。 Nie 等发现，藤黄酸能够诱导活性氧
9、在肝癌细 胞系SMMC-7721 中的累积，进而使线粒体膜电位降低。线粒 体向细胞质释放细胞色素 C 和调亡诱导因子 AIF( apoptosis- inducing factor, AIF) , 激活 caspase 依赖 的调亡 通路， 促进凋 亡 1 。Yang 等的研究提供了藤黄酸选择性促进癌细胞凋亡 的另 一种合理解释。他们发现藤黄酸对 SMMC-7721 细胞的 凋亡诱导影响远高于对正常胚胎肝细胞 L02 的影响，进一步 的研究表明这种肿瘤细胞选择性可能是由于 SMMC-7721 细 胞对藤黄酸的结合能力高于 L02 细胞，而且藤黄酸在荷瘤动 物瘤体内的滞留时间高于其他组织 11。
10、 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，发病率逐年上 270 安徽医药 Anhui Medical and Pharmaceutical Journal 2Q)A Mar; 15(3) 升 12。目前植物类抗肿瘤药在市场上占有一席之地 ,像紫杉 醇在临床上治疗乳腺癌具有良好的效果 13。 Gu 等的研究显 示藤黄酸对乳腺癌细胞凋亡诱导能力可能与 P53 蛋白介导有 关，因为随着藤黄酸的处理 ,MCF-7 细胞中的 P53 含量急剧升 高 ;p53特异性 siRNA 或抑制剂 PFT alpha 明显缓解了藤黄酸 引起的Bd4 蛋白水平的降低和细胞凋亡现象 14。 P53 是肿 瘤细胞中重要的抑癌蛋
11、白，人类很多种肿瘤的发生和发展都 与 P53 蛋白失活相关。 P53 蛋白失活的一个重要途径是人双 微体蛋白2( human double minute 2, HDM2)与之结合，并将其 降解。HDM2 已经被证明在多种肿瘤细胞中表达量升高，所 以 HDM2癌基因的发现为癌症治疗提供了新靶点。 Rong 等 研究发现藤黄酸能以时间和剂量依赖的方式抑制乳腺癌细胞 MCF-7(p53野生型 ） 的 HDM2蛋白的表达，相应的 P53蛋白 水平明显升高。然而当他们用较高浓度藤黄酸处理 P53 缺失 的 MCF-7 细胞株时发现细胞仍然经历了细胞周期阻滞和凋 亡过程。这说明藤黄酸同时诱导了 p53 依
12、赖的和非依赖的细 胞凋亡 15。 1.2 诱导细胞周期阻滞 细胞周期阻滞可能是藤黄酸抑制 肿瘤的另一个重要途径。 Zhou 等观察到藤黄酸在诱导胃癌 细胞系MGO803 细胞凋亡的同时伴随着 G2/M 期细胞比例 的升高 16。Yu 等的研究表明藤黄能抑制 CKD7 激酶的转录 和蛋白活性，进而抑制 CDC2/p34 的活性和引起胃癌细胞系 BGC823 的细胞周期阻滞在 G2/M 期 w。 Chen 等研究发现 藤黄酸能够引起乳腺癌 MCF-7 细胞微管的解聚进而将细胞 阻止在 G2/M 期 18。然而，藤黄酸对细胞周期的阻滞作用看 起来是有细胞系差异性的。例如， Li 等发现藤黄酸能够通过
13、 抑制 SRC-3 和 AKT 通路将K562 白血病细胞阻止于在 GJG, 期 19。总之，藤黄酸能够在不同的细胞系中通过不同的分子 机制阻止细胞周期进展，抑制细胞增殖。但其细胞系差别性 的分子机制和原因还有待进一步的研究。 13 抑制癌细胞转移 恶性实体肿瘤除了具有原位异常增 殖的特性外，还具有向邻近部位侵袭以及向其它组织转移的 能力。而肿瘤细胞侵袭是细胞转移的重要步骤，大量的研究 已经表明金属蛋白酶 （ metalloproteinase， MMP) 4 和 MMP9 的 在恶性乳腺癌细胞中的高表达与其高侵袭和迁移能力紧密相 关 2 。 Qi等研究发现藤黄酸通过蛋白激酶 C( prote
14、in kinase C， PKC)信号通路有效地下调了 MMP-2 和 MMP9 的表达和 活性，进而抑制了乳腺癌细胞系 MDAVIB-231 体外粘附、侵袭 和迁移能力 21。 黑色素瘤是一种非常容易发生转移的恶性肿瘤，转移部 位多见肺和脑部。黑色素瘤发生远处转移后平均存活时间仅 为 6 9 个月，因此在治疗恶性黑色素瘤的过程中，杀死癌细 胞的同时控制肿瘤细胞侵袭和转移是关键。 Zha。 等研究发现 藤黄酸显著抑制了具有高迁移能力的鼠黑色素瘤细胞系 B16T10 的体外粘附能力。 体内研究表明 B16T10 向小鼠肺 部的侵袭和定位也被明显抑制了，对 B16H0 癌细胞的迁移 能力的抑制可能
15、是通过下调细胞的 a 整合素 （ integrin)表达 水平而实现的 M。 1.4 抑制实体瘤新生血管生成 目前研究表明，实体瘤的生 长和转移与肿瘤新生血管生成 （ neoangiogenesis)密切相关。 当肿瘤体积达到 2 mm3时，肿瘤的继续生长就必须依赖于肿 瘤新生血管的生成来供给营养和氧气，同时新生血管也是肿 瘤发生转移的重要途径 23。因此阻止肿瘤新生血管生成是 一个有效的实体瘤治疗战略。 Qiang 等研究发现藤黄酸能够被大鼠脑微血管内皮细胞 吸收，说明藤黄酸可能能够穿过血脑屏障成为脑部肿瘤治疗 的潜在药物。 CD31 免疫组化分析表明藤黄酸显著抑制了大 鼠 C6胶质细胞移植
16、瘤的新生血管生成和瘤体的生长，暗示 藤黄酸除了具有直接的抑制肿瘤细胞生长和促凋亡作用外， 还具有抑制实体瘤新生血管生成的潜能 24。进一步研究表 明藤黄酸能够显著抑制 VEGF 诱导的人脐静脉血管内皮细胞 (human umbilical vein endothelial cell， HUVEC)的增殖、迁移 和小管形成 （ tube formation)能力，而且其对 HUVEC 的生长抑 制能力甚至高于前列腺癌 PC3 细胞本身。体内基质胶栓试验 (matrigel plug)和肿瘤移植实验进一步表明了藤黄酸是一个 有效的抗肿瘤新生血管生成药物。其抗血管生成能力可能是 通过抑制血管内皮生长
17、因子受体 vascular endothelial growth factor receptorf,VEGFR4),以及其下游激酶 cnyc、 聚焦粘附 激酶、 AKT、 ERK 和 P38 的激活而发挥的 25。 2 藤黄酸对白血病细胞的作用机制 白血病属于恶性肿瘤中的非实体瘤。其发生发展与细胞 周期调控有关 26，这一点与实体瘤相同。而与实体瘤能形成 局部肿块不同， A 血病的肿瘤细胞散在于血液和骨髓中，因此 针对A 血病的治疗方案也与实体瘤不同，例如抑制实体瘤新 生血管生成和细胞迁移的治疗方案不适用于治疗白血病。因 此开发能直接抑制和杀伤白血病细胞的药物是白血病药物研 发的重点。例如砒霜
18、用于治疗急性早幼粒细胞性白血病已取 得较好疗效 27。Zhai 等研究发现藤黄酸能直接与抗凋亡蛋 白 Bd-2 家族的六种蛋白 （ Bd-XL， Bd-2， Bd-W， Bd 召 ， BfH 和 Md4)的 BH3 多肽结合位点结合，进而促进了人急性粒细 胞白血病 HL60 细胞和 Junket 细胞的凋亡。而一些与抗凋亡 Bcl-2 蛋白家族弱结合或无结合能力的藤黄酸类似物对细胞 的凋亡诱导能力明显下降或完全失 *了凋亡诱导能力，这进 一步证明藤黄酸诱导的白血病细胞凋亡作用是由于其直接与 Bcl-2 结合，进而抑制了 Bd-2蛋白抗凋亡功能而引起的。但 是与线粒体凋亡途径的上游激活子星形孢菌
19、素 （ staurospo- rine)相比，高剂量的藤黄酸仍然诱导了 bax-/bak-/il 胚胎成 纤维细胞的凋亡，而星形孢菌素没有表现出明显地凋亡诱导 作用，这说明藤黄酸的凋亡诱导能力只是部分依赖于 Bd-2 途径 i。 藤黄酸诱导的白血病细胞凋亡作用还涉及到 NF4B (nuclear factor kB)途径。目前已经知逍很多淋巴癌的发生都 与 NF4B 基因缺陷和活性增高有关，因此 NF4B 是淋巴癌治 疗的一个重要靶点。 Pandey等研究发现藤黄酸显著增强了 肿瘤坏死因子 （ tumor necrosis factor， TNF)和化疗试剂诱导的 KBM-5 白血病细胞的凋亡
20、作用，并抑制了 NF4B 的下游调控 蛋白 1矗卩 1，就 ?2,8(;14,8(;1-1丁 11人 1!办 (;11 1和 （ ;以 7(；的 表达。而且他们还发现淋巴癌细胞膜蛋白转铁蛋白受体 (transferrin receptor)能与藤黄酸相互结合，进而促进藤黄酸 在淋巴癌细胞中的选择性累积。当转铁蛋白受体被用 siRNA 安徽医药 Anhui Medical and Pharmaceutical Journal 2QA Mar; 15(3) 271 技术干涉掉后，藤黄酸对 NF4B 的抑制作用和凋亡诱导能力 大大下降 29。 3 小结 总之，近 20 年来对藤黄酸的研究表明，藤黄酸
21、具有显著 的抗肿瘤活性，在有效剂量范围内对肿瘤细胞选择抑制性高， 并且对正常动物造血系统和免疫功能没有明显影响，毒副作 用小，这些优点都是目前其他肿瘤化疗药物所不具备的。另 外，癌细胞与正常细胞相比，多种基因的表达和信号途径都已 经改变，所以往往单靶点药物对癌症的疗效不理想，目前大量 的研究已经表明藤黄酸是一种多靶点的抗肿瘤药物，能够通 过抑制细胞的增殖，引起细胞周期阻滞，促进细胞凋亡，抑制 肿瘤新生血管生成，阻断肿瘤的侵袭和转移等途径达到抗肿 瘤的目的。但是，其对不同肿瘤的选择性杀伤作用剂量和分 子机制并不完全相同。这样在将来的临床应用上，就要针对 不同的肿瘤制定相应的治疗剂量，并按肿瘤类型
22、根据已知的 分子机制尝试与不同的药物组成联合治疗方案。总之，随着 对藤黄酸抗癌研究的深人，将使人们对藤黄酸的作用机制更 加明确，为藤黄酸的临床用药提供科学依据和指导。 参考文献： 1 南京医学院 .药材学 M.北京 :人民卫生出版社， I960:1161. 2 李时珍 .本草纲目 M. 2 册 .北京 :人民 卫生出版社， 1977:1344. 3 赵学敏 .本草纲目拾遗 M.北京 :人民卫生出版社， 1957: 204. 4 王鸣，冯煦，赵友谊，等 .中药藤黄的研究与利用 J.中国 野生植物资源， 2 3(22) : 1 _4. 5 李念光，尤启冬，黄雪峰 .藤黄酸构效关系的研究 J.中国天
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