陳圣敏，董 楊

(上海中醫(yī)藥大學(xué)教學(xué)實驗中心，上海 201203)

多甲氧基黃酮抗腫瘤作用研究進(jìn)展

陳圣敏，董 楊

(上海中醫(yī)藥大學(xué)教學(xué)實驗中心，上海 201203)

腫瘤是死亡率很高的一種疾病，嚴(yán)重威脅人類的生命和健康。從中藥或天然藥物中提取有效成分，研究其抗腫瘤作用或?qū)δ承┛鼓[瘤化學(xué)藥物的增敏和抗耐藥作用已成為當(dāng)前醫(yī)藥學(xué)界關(guān)注的熱點。多甲氧基黃酮是近年來發(fā)現(xiàn)的一類具有較強(qiáng)抗腫瘤活性的黃酮類成分。該文就多甲氧基黃酮類成分抗腫瘤作用及其機(jī)制的研究進(jìn)展作一綜述。

多甲氧基黃酮；腫瘤；橘紅素；川陳皮素；甜橙黃酮；凋亡；自噬

多甲氧基黃酮 (polymethoxyflavonoids, PMFs) 是一類含有多個甲氧基、低極性、具有平面結(jié)構(gòu)的有強(qiáng)烈生物活性的黃酮類成分。1991年，歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會對PMFs的定義是甲氧基數(shù)≥4 的一類黃酮。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的PMFs成分主要有橘紅素 (tangeretin)、川陳皮素 (nobiletin)、甜橙黃酮 (sinensetin)等以及它們的衍生物。

1 PMFs的來源和提取

PMFs主要來源于蕓香科柑橘屬植物中，尤其在甜橙 (Citrussinensis)和柑橘(Citrusreticulata)的果皮中含量較高。在中藥枳殼、陳皮、青皮、橘紅、佛手、枳實等中藥材中也分離出了PMFs成分[1]。PMFs的分離提取技術(shù)也一直在不斷優(yōu)化。Chen等[2]利用高效液相色譜-電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜(high-performance liquid chromatography-electrospray ionization-chromatography tandem mass spectrometry, HPLC-ESI-MS/MS)技術(shù)對枳實和枳殼中4種PMFs川陳皮素、橘紅素、5-羥基-6,7,8,4′-四甲氧基黃酮和natsudaidai進(jìn)行鑒別和定量分析，校正曲線在測試范圍呈良好的線性關(guān)系(r2>0.997 7)，成分回收率在95.79%和105.04%間，相對標(biāo)準(zhǔn)誤差低于3.82%。因此，認(rèn)為該方法具有較好的準(zhǔn)確性、精確度以及回收率。

2 PMFs的抗腫瘤機(jī)制

2.1抑制腫瘤細(xì)胞增殖惡性腫瘤最大的特點就是腫瘤細(xì)胞生長的無休止性和不可調(diào)控性。因此，抑制腫瘤細(xì)胞的增殖是治療腫瘤的重要途徑。抑制腫瘤細(xì)胞增殖，主要是通過阻滯腫瘤細(xì)胞周期和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡實現(xiàn)的。PMFs可以抑制結(jié)腸癌、乳腺癌、肺癌等多種癌細(xì)胞的增殖。Lien等[3]研究發(fā)現(xiàn)，川陳皮素可以抑制人U87和Hs683神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞株的增殖，使細(xì)胞周期阻滯于G0/G1期，但無明顯誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用，主要機(jī)制可能為抑制絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和Akt通路以及下調(diào)細(xì)胞周期相關(guān)蛋白的表達(dá)。還有報道，川陳皮素可以通過 Akt通路抑制人PC-3和DU-145前列腺癌細(xì)胞的增殖[4]。橘紅素可明顯抑制人胃癌AGS細(xì)胞的增殖，使細(xì)胞阻滯于S期和G2/M期，主要機(jī)制可能是通過抑制細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases, ERK)磷酸化和上調(diào)CyclinB1蛋白表達(dá)[5]。橘紅素還可誘導(dǎo)胃癌AGS細(xì)胞的凋亡，主要通過p53依賴的線粒體途徑和Fas/FasL介導(dǎo)的死亡受體途徑[6]。還有研究表明，橘紅素沒有誘導(dǎo)人胸腺癌細(xì)胞MCF-7凋亡的作用，而經(jīng)過修飾的橘紅素衍生物5-acetyl-6,7,8,4′- tetramethylnortangeretin則可通過caspase依賴的內(nèi)源性凋亡通路和不依賴caspase的凋亡通路，誘導(dǎo)MCF-7細(xì)胞的凋亡[7]。Androutsopoulos等[8]研究發(fā)現(xiàn)，甜橙黃酮可通過與細(xì)胞色素P450 CYP1酶作用產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，抑制MDA-MB-468人乳腺癌細(xì)胞的增殖。甜橙黃酮還可明顯抑制人胃癌AGS細(xì)胞的增殖，使細(xì)胞阻滯于G2/M期，并可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，其機(jī)制可能與上調(diào)p21和p53蛋白有關(guān)[9]。

近年來的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞自噬與腫瘤的發(fā)生也有密切關(guān)系，參與藥物對腫瘤的抑制作用[10]。Moon等[11]研究表明，川陳皮素可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的保護(hù)性自噬，誘導(dǎo)SNU-16人胃癌細(xì)胞的凋亡，提示川陳皮素與自噬抑制劑聯(lián)用可能成為治療胃癌的潛在方法。Li等[12]研究發(fā)現(xiàn)，橘紅素的衍生物5-acetyloxy- 6,7,8,4′-tetramethoxyflavone可引起人CL1-5非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞G2/M期阻滯，誘導(dǎo)CL1-5細(xì)胞凋亡和自噬。

2.2抑制腫瘤細(xì)胞浸潤和轉(zhuǎn)移浸潤和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的生長特性，川陳皮素和橘紅素都具有抗腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移的作用。有研究表明，川陳皮素可通過Akt/GSK3β/β-catenin信號通路，抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的浸潤[13]。川陳皮素還可通過ERK1/2通路和抑制基質(zhì)金屬蛋白酶-2(matrix metalloproteinase-2, MMP-2)轉(zhuǎn)錄，抑制鼻咽癌細(xì)胞的浸潤和轉(zhuǎn)移[14]。Zhang等[15]研究表明，橘紅素可以抑制輻射誘導(dǎo)的胃癌細(xì)胞上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而抑制腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移，其分子機(jī)制可能與miR-410上調(diào)和 Notch-1、Jagged1/2、Hey-1、Hes-1表達(dá)下降有關(guān)。

2.3抑制血管生成血管生成是實體瘤生長和轉(zhuǎn)移的必要條件，通過抑制血管生成來阻止腫瘤生長是目前腫瘤治療的策略之一。Chen等[16]觀察到，川陳皮素可抑制體外培養(yǎng)卵巢癌細(xì)胞的生長，而不影響正常卵巢上皮細(xì)胞的生長。川陳皮素可抑制卵巢癌細(xì)胞血管生成調(diào)節(jié)因子Akt、HIF-1α、NF-κB和血管上皮生成因子的分泌，提示川陳皮素可能通過Akt通路抑制血管生成，從而達(dá)到抑制腫瘤生長的作用。

2.4抗炎慢性炎癥與腫瘤的發(fā)生有密切的聯(lián)系。由于炎癥細(xì)胞可分泌炎癥因子，與間質(zhì)成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)成分形成腫瘤微環(huán)境。炎癥因子持續(xù)產(chǎn)生自由基，引起DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄異常，從而促進(jìn)腫瘤發(fā)生。PMFs具有很好的抗炎活性。在肺上皮癌細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)橘紅素具有抗炎特征，可通過抑制白介素-1β導(dǎo)致的p38MAPK、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)和Akt磷酸化，以及抑制下游NF-κB的激活，導(dǎo)致環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2, COX-2)下調(diào)[17]。Yoon等[18]研究發(fā)現(xiàn)，橘紅素可降低紫外線B引起的小鼠皮膚上皮細(xì)胞COX-2表達(dá)，抑制NF-κB和活化蛋白-1(activator protein-1，AP-1)的轉(zhuǎn)錄活化以及Akt和MAPK家族(包括ERK、JNK和p38 MAPK)蛋白的磷酸化，調(diào)節(jié)MAPKK1/2、3/6和4的磷酸化。橘紅素還可降低活性氧自由基(reactive oxygen species，ROS)的產(chǎn)生，從而阻止細(xì)胞的氧化應(yīng)激。因此，橘紅素可能主要通過調(diào)控Akt信號通路和抑制內(nèi)源性ROS產(chǎn)生，發(fā)揮抗炎作用，具有防治皮膚癌的潛在作用。

2.5增強(qiáng)化療藥物敏感性近期有研究表明，橘紅素除了本身具有一定的抑制腫瘤細(xì)胞增殖的作用外，還可以增加其他抗腫瘤藥物的敏感性和降低耐藥性。Arafa el-SA等[19]研究發(fā)現(xiàn)，橘紅素可通過下調(diào)PI3K/Akt信號通路，增強(qiáng)順鉑對腫瘤細(xì)胞的作用，橘紅素和低濃度順鉑聯(lián)合使用，可使人卵巢癌細(xì)胞阻滯于G2/M期，并可通過caspase依賴途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。橘紅素和順鉑的聯(lián)合使用可能成為一種新型的臨床治療癌癥方法。魯嵐等[20]研究表明，橘紅素聯(lián)合5-Fu可明顯增強(qiáng)5-Fu抑制人胃癌AGS細(xì)胞增殖的作用，主要機(jī)制可能是通過上調(diào)p53和p21蛋白，使細(xì)胞阻滯于S期。川陳皮素和橘紅素均可以增加ABCB1過表達(dá)細(xì)胞對藥物的敏感性，提示川陳皮素和橘紅素可以改善ABCB1介導(dǎo)的耐藥性[21]。

3 PMFs的藥代動力學(xué)研究

藥物發(fā)揮生物學(xué)作用主要依賴于其進(jìn)入靶細(xì)胞的能力。PMFs易于滲入各種培養(yǎng)的細(xì)胞中，包括來源于外周器官的細(xì)胞，如心、肺、乳腺、前列腺、腎臟等細(xì)胞。在培養(yǎng)的細(xì)胞中，PMFs的代謝酶如P450等的表達(dá)是非常少的。但是，如果PMFs通過口服給藥，則進(jìn)入血液循環(huán)的量非常少或者幾乎沒有。因為在小腸和肝臟中，含有大量的葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UDP-glucuronosyltransferases, UGTs)和硫酸基轉(zhuǎn)移酶(sulfo-transferases, SULTs)，這就使PMFs的口服生物利用率較低。在整體動物實驗中，PMFs可能主要通過其代謝產(chǎn)物發(fā)揮抗腫瘤作用。川陳皮素和橘紅素通過灌胃和腹腔注射給藥24 h后，利用HPLC-ESI-MS在大鼠血清中檢測到橘紅素及其2種代謝產(chǎn)物和川陳皮素及其8種代謝產(chǎn)物。川陳皮素口服吸收約高于橘紅素10倍，葡萄糖苷酸代謝物濃度高于糖苷配基代謝物[22]。將橘紅素與表達(dá)CYP1A 的微粒體或者干細(xì)胞共同孵育，會產(chǎn)生初級代謝產(chǎn)物4′-羥基-5,6,7,8-四甲氧基黃酮，可以選擇性地抑制p70S6K磷酸化，認(rèn)為哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)通路可能參與其抗癌作用[23]，證明了其代謝產(chǎn)物具有抑制腫瘤作用。

4 PMFs的構(gòu)效關(guān)系研究

最近，一類羥基化的PMFs從儲存的橘皮中提取出來，這類成分是由于長時間存放的過程中，全甲基PMFs自動發(fā)生羥基化而產(chǎn)生的。Li等[24]從甜橙果皮中分離并合成了橘紅素、甜橙黃酮、川陳皮素等15種PMFs以及羥基化PMFs成分，并觀察這些成分對HL-60白血病細(xì)胞增殖和凋亡的作用，通過抗癌活性的篩選，闡釋這組成分的構(gòu)效關(guān)系。結(jié)果表明, 5-羥基-6,7,8,3′,4′-五甲氧基黃酮和5-羥基-3,6,7,8,3′,4′-六甲氧基黃酮表現(xiàn)了最強(qiáng)的活性，而該組成分中所有PMFs的抗癌活性均低于羥基化PMFs成分。Lin等[25]觀察PMFs (橘紅素、川陳皮素、甜橙黃酮)和非PMFs對HepG2 細(xì)胞的作用，構(gòu)效分析顯示，黃酮結(jié)構(gòu)中全甲基-A環(huán)與抑制肝臟載脂蛋白B (aapolipoprotein B，apoB)分泌的活性有關(guān)。

5 結(jié)語

PMFs作為從柑橘屬植物中提取的一類黃酮類成分，存在于多種食品以及中藥中，生物活性廣泛，目前認(rèn)為是一類具有較強(qiáng)抗癌活性的黃酮類藥物，有一定的臨床治療價值。PMFs作為植物成分還有降血脂等作用，可用于食品添加劑和保健品。美國已經(jīng)上市的柑橘類黃酮保健品sytrinol，其有效成分就含有PMFs。但目前大多數(shù)PMFs仍然存在溶解性較差、生物利用度低等問題，對現(xiàn)有PMFs成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾以提高其生物利用度，增強(qiáng)藥理活性的研究是進(jìn)一步開發(fā)PMFs的必要途徑。

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Theresearchprogressofanti-tumoreffectofpolymethoxyflavonoids

CHEN Sheng-min, DONG Yang

(ExperimentalTeachingCenter,ShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Shanghai201203,China)

Tumor is a disease with high mortality rate, which seriously threatens the human life and health. To study the anti-tumor effect, sensitization and anti-drug-resistant action of effective ingredients extracted from traditional Chinese medicine or natural medicine is a hotspot. Polymethoxyflavone is a class of flavonoids with strong anti-tumor activity found in recent years. In this paper, the research progress on anti-tumor action and its mechanisms of polymethoxyflavonoids is reviewed.

polymethoxyflavone; tumor; tangeretin; nobiletin; sinensetin; apoptosis; autophagy

A

1001-1978(2017)11-1493-03

R284.1；R329.24；R329.25；R730.531；R916.4；R979.1

時間：2017-10-10 10:05 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20171010.1005.008.html

10.3969/j.issn.1001-1978.2017.11.004

2017-06-28,

2017-07-27

上海市教委重點學(xué)科資助項目(No J50301)

陳圣敏(1980-)，女，碩士生，實驗師，研究方向：中醫(yī)藥抗腫瘤，E-mail：13816579380@163.com； 董 楊(1980-)，女，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：中醫(yī)藥防治老年病，通訊作者，E-mail：dongyang1980@163.com