劉會(huì)芳,趙元華,王淑靜，尉愛紅(綜述),何榮霞(審校)

(蘭州大學(xué)第二醫(yī)院婦產(chǎn)科，蘭州 730000)

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葉黃素抗腫瘤作用的研究進(jìn)展

劉會(huì)芳△,趙元華△,王淑靜△，尉愛紅(綜述),何榮霞※(審校)

(蘭州大學(xué)第二醫(yī)院婦產(chǎn)科，蘭州 730000)

摘要：葉黃素廣泛存在于自然界中，是一種安全的天然色素，其可以通過抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)分化及促進(jìn)凋亡等方面發(fā)揮抗腫瘤作用。葉黃素為含有紫羅酮環(huán)的類胡蘿卜素，有多個(gè)共軛雙鍵，因此具有很強(qiáng)的清除自由基的能力，其在抗氧化、預(yù)防白內(nèi)障、延緩動(dòng)脈硬化以及抗腫瘤等多方面發(fā)揮生物學(xué)功能。該文就葉黃素在國(guó)內(nèi)外抗腫瘤中的研究現(xiàn)狀予以綜述。

關(guān)鍵詞：葉黃素；抗腫瘤；抗氧化性；類胡蘿卜素

葉黃素是一種含氧類胡蘿卜素，是構(gòu)成蔬菜、水果、花卉等植物色素的主要組分,其在甘藍(lán)、菠菜等深綠色葉菜及金盞花等花卉中含量較高；其分子式為C40H56O2,相對(duì)分子質(zhì)量為568.88,沒有維生素A活性；研究表明，葉黃素游離羥基與脂肪酸酯化可增強(qiáng)對(duì)熱和紫外線的穩(wěn)定性，因此商品化葉黃素產(chǎn)品多為葉黃素酯型；葉黃素酯進(jìn)入人體后可被高效地水解并釋放出游離葉黃素,從而發(fā)揮生物學(xué)功效[1]。葉黃素獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)及組成決定了其獨(dú)特的生物學(xué)功能，在抗氧化、預(yù)防白內(nèi)障、延緩動(dòng)脈硬化以及抗腫瘤等方面具有重要作用[2-3]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，葉黃素對(duì)乳腺癌、胃癌、食管癌、口腔上皮癌等多種腫瘤具有明顯抑制作用[4-7]。現(xiàn)就葉黃素在抗腫瘤方面的研究進(jìn)展予以綜述。

1抑制腫瘤細(xì)胞增殖及誘導(dǎo)分化

孫震等[7]研究證實(shí)，葉黃素和玉米黃素具有抑制口腔上皮細(xì)胞癌增殖的作用，可促進(jìn)口腔癌KB細(xì)胞DNA損傷、降解，阻斷口腔癌細(xì)胞由G1期向S期轉(zhuǎn)變，明顯抑制人口腔癌細(xì)胞株KB中Bcl-2基因的蛋白表達(dá)。王若仲等[8]采用噻唑蘭比色法、活性氧熒光定量法和高壓液相色譜法研究證實(shí)，葉黃素對(duì)人肝癌細(xì)胞HepG2具有明顯抑制作用，其機(jī)制與降低活性氧類水平和腺苷三磷酸水平有關(guān)。細(xì)胞周期蛋白(cyclin) D1和cyclin E是調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的主要蛋白之一，cyclin D1在調(diào)節(jié)細(xì)胞由G0期進(jìn)入G1期的過程中起重要作用[9]。cyclin E 與CDK2結(jié)合，CDK2激活后使pRb蛋白磷酸化，這對(duì)于DNA復(fù)制的啟動(dòng)十分重要；研究發(fā)現(xiàn)，葉黃素能通過抑制cyclin D1及cyclin E1抑制食管癌EC-9706細(xì)胞增殖[10-11]。冀波[5]提示，核因子κB是wnt、notch、hedgehog等受調(diào)蛋白水解酶依賴的一條受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、腫瘤形成、細(xì)胞凋亡及自身免疫性疾病方面發(fā)揮重要作用，而IκB-α是核因子κB抑制蛋白之一；葉黃素可以通過上調(diào)IκB-α表達(dá)，下調(diào)核因子κB蛋白表達(dá)進(jìn)而抑制胃癌SGC-7901細(xì)胞的增殖。增殖細(xì)胞核抗原與細(xì)胞周期中DNA復(fù)制有關(guān)，增殖細(xì)胞核抗原表達(dá)程度直接反應(yīng)細(xì)胞周期中DNA的復(fù)制程度，因此可作為評(píng)價(jià)細(xì)胞增殖狀態(tài)的重要指標(biāo)[12]。Cheng等[13]研究表明，類胡蘿卜素可以通過抑制增殖細(xì)胞核抗原和cyclin D1的表達(dá)來抑制口腔癌KB細(xì)胞的增殖。以上證據(jù)說明，葉黃素可以通過不同途徑抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。

2誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是為維護(hù)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細(xì)胞自主的、有序的死亡，涉及Bcl-2家族、胱天蛋白酶(caspase)家族、癌基因c-myc、抑癌基因p53等的激活、表達(dá)及調(diào)控作用[14]。Bcl-2和Bax同屬于Bal-2家族，前者為抗凋亡蛋白，后者為促凋亡蛋白[15]。王若仲等[8]研究顯示，葉黃素通過上調(diào)凋亡基因Bax和p53信使RNA的表達(dá)，從而抑制人肝癌細(xì)胞HepG2的生長(zhǎng)。冀波[5]采用Western blot檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)Bcl-x1蛋白的表達(dá)，同樣證實(shí)，經(jīng)過葉黃素干預(yù)處理胃癌SGC-7901細(xì)胞24 h 后，抗凋亡蛋白Bcl-x1的表達(dá)顯著下降，且呈劑量依賴性。胡嬋麗[10]和裴迎新等[11]通過研究葉黃素對(duì)食管癌EC-9706 細(xì)胞凋亡的影響及機(jī)制，提示葉黃素可通過下調(diào)Bcl-2蛋白和上調(diào)Bax蛋白，誘導(dǎo)人食管癌細(xì)胞株EC-9706凋亡。以上說明葉黃素能通過調(diào)節(jié)Blc-2家族蛋白表達(dá)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。caspase家族是介導(dǎo)凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的關(guān)鍵效應(yīng)分子，其中caspase-3是目前已知與凋亡關(guān)系最密切的成員之一[16]。脂肪酸合成酶屬于神經(jīng)生長(zhǎng)因子/腫瘤壞死因子受體超家族成員，是一種促進(jìn)凋亡的相關(guān)基因[17]。付蕾等[18]研究葉黃素對(duì)SGC-7901細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)作用，采用流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡及caspase-3活性；結(jié)果顯示，葉黃素呈劑量依賴性上調(diào)caspase-3活性，進(jìn)而誘導(dǎo)胃癌SGC-7901細(xì)胞的凋亡。劉蕾和付蕾[19]研究提示，葉黃素作用于乳腺癌MCF-7細(xì)胞時(shí)，經(jīng)過160 mg/L的葉黃素處理6 h后caspase-3活性增加，24 h達(dá)到峰值，然后開始下降，但48 h后仍高于正常。隨后，李莉等[6]研究也發(fā)現(xiàn)，葉黃素作用于食管癌EC-7901細(xì)胞脂肪酸合酶蛋白表達(dá)顯著增加，且呈時(shí)間、劑量依賴性；增殖細(xì)胞核抗原蛋白和cyclin D1蛋白表達(dá)顯著減少，提示上調(diào)caspase-3蛋白及脂肪酸合酶蛋白的表達(dá)及下調(diào)增殖細(xì)胞核抗原蛋白和cyclin D1蛋白表達(dá)，可能是葉黃素促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡的機(jī)制。上述研究提示，葉黃素可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡。

3葉黃素在抗腫瘤中的應(yīng)用

葉黃素分子含有一條40個(gè)碳原子長(zhǎng)鏈，其中包括共軛雙鍵，以及2個(gè)羥基，因此葉黃素有鮮明的顏色并具有清除自由基能力[20]。

葉黃素獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)不僅決定其顏色，也決定其獨(dú)特的理化性質(zhì)。長(zhǎng)期的慢性炎癥被認(rèn)為是很多癌癥的危險(xiǎn)因素(如胃癌、宮頸癌、肝細(xì)胞癌等)[21]。雖然相關(guān)的機(jī)制并不明確，但眾所周知，慢性炎癥可誘導(dǎo)氧化劑產(chǎn)生相關(guān)的酶和后繼氧自由基和氮自由基[22]。內(nèi)源性的抗氧化酶(如錳超氧化物歧化酶和抗氧化物質(zhì)類胡蘿卜素及維生素E)被公認(rèn)在細(xì)胞氧化應(yīng)激中能發(fā)揮防御作用[23]。葉黃素為含有紫羅酮環(huán)的類胡蘿卜素，具有更強(qiáng)的清除自由基的能力；研究表明，葉黃素及其氧化產(chǎn)物均能表現(xiàn)出清除自由基的活力，且呈劑量依賴性；而氧化葉黃素可能有更高的活性，因?yàn)橥ㄟ^2,2′-偶氮(2-甲基丙基咪)二鹽酸鹽氧化產(chǎn)生的過氧自由基離子可以和葉黃素的共軛多烯鏈反應(yīng)，推測(cè)可能因此而表現(xiàn)出對(duì)Hela細(xì)胞更高的抗氧化和細(xì)胞毒作用[24]。流行病學(xué)已調(diào)查出飲食和營(yíng)養(yǎng)狀況對(duì)宮頸癌變的影響，但抗氧化微量元素對(duì)宮頸瘤變保護(hù)作用的證據(jù)還不充分；Cho等[25]通過多中心、病例對(duì)照研究血清中抗氧化物質(zhì)與宮頸瘤變的關(guān)系；結(jié)果顯示，抗氧化微量元素能起到預(yù)防宮頸癌的作用，其通過修改錳超氧化物歧化酶的基因型來降低疾病的風(fēng)險(xiǎn)[26]。通過大量食物調(diào)查問卷及薈萃分析提示，攝食含葉黃素的食物能降低Barrett食管及食管癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[27-28]；其能通過升高抗氧化酶(如過氧化氫酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶及谷胱甘肽)的水平保護(hù)酒精所導(dǎo)致的胃潰瘍[29]，降低胃癌的風(fēng)險(xiǎn)[30]。Sun和Yao[31]研究葉黃素及玉米黃素二乙?；髮?duì)抗腫瘤增殖活性的影響；結(jié)果顯示，二乙?；蟮娜~黃素和玉米黃素組對(duì)口腔癌細(xì)胞的抑制率較葉黃素和玉米黃素組低，而且未見明顯對(duì)細(xì)胞增殖的抑制作用，提示葉黃素及玉米黃素的羥基在抗腫瘤中發(fā)揮了極大作用。在葉黃素與乳腺癌的研究中提示，葉黃素能降低乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是吸煙和乳腺密度較高的女性[4,32-33]。由于缺少膳食類胡蘿卜素與雌孕激素受體狀態(tài)的乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)的研究，Zhang等[34]對(duì)此進(jìn)行了前瞻性的隊(duì)列研究，結(jié)果提示，膳食類胡蘿卜素與孕激素受體表達(dá)陽性或陰性的乳腺癌無明顯相關(guān)性；與雌激素受體表達(dá)陰性的乳腺癌呈明顯負(fù)相關(guān)，而與雌激素受體表達(dá)陽性的乳腺癌并無此關(guān)聯(lián)[35]。另有研究報(bào)道，攝入抗氧化的維生素在乳腺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)以及雌激素受體中的表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[36]。基于分析結(jié)果的不一致性，Aune等[37]對(duì)血液中類胡蘿卜素濃度與乳腺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了前瞻性的系統(tǒng)回顧及薈萃分析，結(jié)果提示，血液中總類胡蘿卜素能降低乳腺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。血漿中高濃度的類胡蘿卜素還能降低膀胱尿路上皮癌的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是侵襲性的膀胱尿路上皮癌；研究證實(shí)，葉黃素也能降低非侵襲性膀胱尿路上皮癌的風(fēng)險(xiǎn)[38]。目前的研究表明葉黃素能對(duì)抗多種腫瘤細(xì)胞，但還需要更深入進(jìn)行研究,從而獲取更多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果的支持。

4小結(jié)

葉黃素因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)而具有特殊的功能，如抗癌、保護(hù)視力、預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化等。作為一種天然色素，在綠色革命呼聲越來越高的今天勢(shì)必會(huì)有良好的發(fā)展前景。最近有研究報(bào)道，葉黃素在不同水平表現(xiàn)出抗氧化—促氧化的雙重作用，且其抗氧化性和光吸收能力對(duì)人體的重要性因年齡而異[39]。因此，還需要更多有說服力的研究證據(jù)支持葉黃素臨床應(yīng)用劑量和推薦攝入量的制定，也還需進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究和流行病學(xué)調(diào)查以證實(shí)其功效。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭櫻,馬愛國(guó).葉黃素安全性與生物學(xué)功能研究進(jìn)展[J].青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2011,47(4):283-284，287.

[2]Olmedilla B,Granado F,Blanco I,etal.Lutein,but not α-tocopherol,supplementation improves visual function in patients with age-related cataracts:a2-y double-blind,placebo-controlled pilot study[J].Nutrition,2003,19(1):21-24.

[3]Karppi J,Nurmi T,Kurl S,etal.Lycopene,lutein and beta-carotene as determinants of LDL conjugated dienes in serum[J].Atherosclerosis,2010,209(2):565-572.

[4]Mignone LI,Giovannucci E,Newcomb PA,etal.Dietary carotenoids and the risk of invasive breast cancer[J].Int J Cancer, 2009,124(12):2929-2937.

[5]冀波.Lutein對(duì)胃癌SGC-7901細(xì)胞的作用及分子機(jī)制研究[D].鄭州：鄭州大學(xué),2012.

[6]李莉,任廣偉,趙昱,等.葉黃素對(duì)體外培養(yǎng)的人食管癌Ec-9706細(xì)胞增殖和凋亡的影響[J].河北醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2013,34(3)：249-252.

[7]孫震,奚海燕,李博,等.葉黃素和玉米黃素抑制口腔上皮細(xì)胞癌增殖的實(shí)驗(yàn)研究[J].食品科學(xué),2006,27(6):207-211.

[8]王若仲,沈新南,施冬云,等.葉黃素對(duì)人肝癌細(xì)胞HepG2的抑制作用及其機(jī)制研究[J].營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2012,34(4):332-335.

[9]Guo ZY,Hao XH,Tan FF,etal.The elements of human cyclin D1 promoter and regulation involved[J].Clin Epigenetics,2011,2(2):63-76.

[10]胡嬋麗.葉黃素對(duì)食管癌EC9706細(xì)胞增殖抑制和誘導(dǎo)分化效應(yīng)及機(jī)制研究[D].鄭州：鄭州大學(xué),2007.

[11]裴迎新,衡正昌,段廣才,等.葉黃素對(duì)人食管鱗癌細(xì)胞誘導(dǎo)分化效應(yīng)與機(jī)制探討[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,2007,38(4):629-632.

[12]Gallego-Sánchez A,Andrés S,Conde F,etal.Reversal of PCNA ubiquitylation by Ubp10 in Saccharomyces cerevisiae[J].PLoS Genet,2012,8(7):e1002826.

[13]Cheng HC,Chien H,Liao CH,etal.Carotenoids suppress proliferating cell nuclear antigen and cyclin D1 expression in oral carcinogenic models[J]J Nutr Biochem,2007,18(10):667-675.

[14]張勤麗,牛僑.細(xì)胞凋亡機(jī)制概述[J].環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué),2007,24(1):102-107.

[15]戴宏宇，劉琳，何向明，等.洛鉑體外誘導(dǎo)人結(jié)腸癌細(xì)胞株LOVE 細(xì)胞凋亡及其作用機(jī)制的研究[J].癌癥雜志，2010,20(11)：837-841.

[16]Vegran F,Boidot R,Solary E,etal.A short caspase-3 isoform inhibits chemotherapy-induced apoptosis by blocking apoptosome assembly[J].PLoS one,2011,6(12):e29058.

[17]Mertlikova-Kaiserova H,Votruba I,Matousova M,etal.Role of caspases and CD95/Fas in the apoptotic effects of a nucleotide analog PMEG in CCRF-CEM cells[J].Anticancer Res,2010,30(7):2791-2798.

[18]付蕾,劉蕾,張楠,等.葉黃素對(duì) SGC-7901細(xì)胞增殖抑制及凋亡誘導(dǎo)作用[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2009,25(7):976-977.

[19]劉蕾,付蕾.葉黃素對(duì)MCF-7增殖抑制作用及其機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究[J].藥學(xué)科研，2010，16(4):435-438.

[20]裴瑩,劉偉,張志博，等.植物黃體素-葉黃素作用研究[J].實(shí)用中醫(yī)內(nèi)科雜志,2011,25(4):22-23.

[21]Moss SF,Blaser MJ.Mechanisms of disease:inflammation and the origins of cancer[J].Nat Clin Pract Oncol,2005,2(2):90-97.

[22]Bartsch H,Nair J.Chronic inflammation and oxidative stress in the genesis and perpetuation of cancer:role of lipid peroxidation,DNA damage,and repair[J].Langenbecks Arch Surg,2006,391(5):499-510.

[23]Bag A,Bag N.Target sequence polymorphism of human manganese superoxide dismutase gene and its association with cancer risk:a review[J].Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,2008,17(12):3298-3305.

[24]Lakshminarayana R,Aruna G,Sathisha UV,etal.Structural elucidation of possible lutein oxidation products mediated through peroxyl radical inducer 2,2′-Azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride:antioxidant and cytotoxic influence of oxidized lutein in HeLa cells[J].Chem Biol Interact,2013,203(2):448-455.

[25]Cho HB,Kim MK,Lee JK,etal.Relationship of serum antioxidant micronutrients and sociodemographic factors to cervical neoplasia:a case-control study[J].Clin Chem Lab Med,2009,47(8):1005-

1012.

[26]Tong SY,Lee JM,Song ES,etal.Functional polymorphism in manganese superoxide dismutase and antioxidant status:their interactions on the risk of cervical intraepithelial neoplasia and cervical cancer[J].Gynecol Oncol,2009,115(2):272-276.

[27]Jiao L,Kramer JR,Rugge M,etal.Dietary intake of vegetables,folate,and antioxidants and the risk of Barrett′s esophagus[J].Cancer Causes Control,2013,24(5):1005-1014.

[28]Ge XX,Xing MY,Yu LF,etal.Carotenoid intake and esophageal cancer risk:a meta-analysis[J].Asian Pac J Cancer Prev,2013,14(3):1911-1918.

[29]Sindhu ER,Kuttan R.Carotenoid lutein protects rats from gastric ulcer induced by ethanol[J].J Basic Clin Physiol Pharmacol,2012,23(1):33-37.

[30]Larsson SC,Bergkvist L,N?slund I,etal.Vitamin A,retinol,and carotenoids and the risk of gastric cancer:a prospective cohort study[J].Am J Clin Nutr,2007,85(2):497-503.

[31]Sun Z,Yao H.The influence of di-acetylation of the hydroxyl groups on the anti-tumor-proliferation activity of lutein and zeaxanthin[J].Asia Pac J Clin Nutr,2007,16(Suppl 1):447-452.

[32]Tamimi RM,Colditz GA,Hankinson SE.Circulating carotenoids,mammographic density,and subsequent risk of breast cancer[J].Cancer Res,2009,69(24):9323-9329.

[33]Wang L,Li B,Pan MX,etal.Specific carotenoid intake is inversely associated with the risk of breast cancer among Chinese women[J].Br J Nutr,2014,111(9):1686-1695.

[34]Zhang X,Spiegelman D,Baglietto L,etal.Carotenoid intakes and risk of breast cancer defined by estrogen receptor and progesterone receptor status:a pooled analysis of 18 prospective cohort studies[J].Am J Clin Nutr,2012,95(3):713-725.

[35]Eliassen AH,Hendrickson SJ,Brinton LA,etal.Circulating carotenoids and risk of breast cancer:pooled analysis of eight prospective studies[J].J Natl Cancer Inst,2012,104(24):1905-1916.

[36]Wang C,Baumgartner RN,Yang D,etal.No evidence of association between breast cancer risk and dietary carotenoids,retinols,vitamin C and tocopherols in Southwestern Hispanic and non-Hispanic White women[J].Breast Cancer Res Treat,2009,114(1):137-145.

[37]Aune D,Chan DS,Vieira AR,etal.Dietary compared with blood concentrations of carotenoids and breast cancer risk:a systematic review and meta-analysis of prospective studies[J].Am J Clin Nutr 2012,96(2):356-373.

[38]Ros MM,Bueno-de-Mesquita HB,Kampman E,etal.Plasma carotenoids and vitamin C concentrations and risk of urothelial cell carcinoma in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition[J].Am J Clin Nutr, 2012,96(4):902-910.

[39]蘇卿,李謙,陳浩，等.葉黃素的抗氧化促氧化作用研究[J].食品工業(yè)科技雜志，2014，35(9)：68-71.

Research Progress in the Anti-Tumor of LuteinLIUHui-fang,ZHAOYuan-hua,WANGShu-jing,WEIAi-hong,HERong-xia. (DepartmentofGynecologyandObstetrics,theSecondHospitalofLanzhouUniversity，Lanzhou730000，China)

Abstract：Lutein is widely found in nature,a safe and natural pigments,which can play an important anti-tumor role by inhibiting tumor cell proliferation,inducing differentiation and promotingapoptosis.Lutein is a carotenoid contained ionone ring,with multiple conjugated double bonds,so it has a strong ability of free radical scavenging,which can also play many biological functions in antioxidant,preventing cataracts,delaying atherosclerosis and anti-tumor process.Here is to make a review of the research status in lutein′s anti-tumor function in the domestic and overseas field.

Key words：Lutein; Anti-tumor; Antioxidant; Carotenoids

收稿日期：2014-07-01修回日期：2014-09-20編輯：鄭雪

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.09.044

中圖分類號(hào):R73-3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-2084(2015)09-1654-03