王常明，姜睿斌，李 鋒，*

(1.空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院中醫(yī)科，陜西 西安 710032；2.中國(guó)人民解放軍第二一一醫(yī)院中醫(yī)科，黑龍江 哈爾濱 150080)

當(dāng)歸為傘形科植物當(dāng)歸[Angelica sinensis(Oliv.)Diels]的干燥根[1]，主產(chǎn)于甘肅東南部的岷縣。當(dāng)歸味屬甘、辛，溫，歸肝、心、脾經(jīng)，無(wú)毒，其功效主要是補(bǔ)血活血，調(diào)經(jīng)止痛，潤(rùn)腸通便。在臨床使用當(dāng)歸治療腫瘤類疾病，最早可追溯至《金匱要略》中的當(dāng)歸貝母苦參丸。隨著天然藥物化學(xué)分離和提純技術(shù)水平的不斷提高，以及藥理學(xué)研究的不斷深入，當(dāng)歸抗腫瘤活性成分的作用機(jī)制研究取得了較大進(jìn)展?，F(xiàn)就當(dāng)歸化學(xué)成分及抗腫瘤的作用機(jī)制綜述如下。

1 當(dāng)歸化學(xué)成分研究

當(dāng)歸所含的主要成分為揮發(fā)油、多糖類、有機(jī)酸類、香豆素類以及其他物質(zhì)等。主要具有抗腫瘤、平喘、活血補(bǔ)血、鎮(zhèn)痛、調(diào)節(jié)免疫、抗血小板聚集、抗過敏、抗抑郁、抗HIV等多種作用。

1.1 揮發(fā)油

揮發(fā)油是當(dāng)歸的主要有效成分之一，揮發(fā)油不同部位所含成分不同，其中Z-藁本內(nèi)酯的含量最高，其余為正丁烯基酞內(nèi)酯、反式-羅勒烯、ɑ-蒎烯等。當(dāng)歸揮發(fā)油具有抗腫瘤、平喘、抑制子宮平滑肌收縮和鎮(zhèn)痛等作用[2-7]。

1.2 多糖類

當(dāng)歸含有豐富的多糖。當(dāng)歸多糖通過水煮、乙醇沉淀的方法可得到粗提多糖(AP-I)。對(duì)AP-I進(jìn)一步分離，可得到AP-I、AP-Ⅲ和AP-Ⅳ等分布及電荷特性的多糖成分。當(dāng)歸多糖具有抗腫瘤、造血和調(diào)節(jié)免疫等多種功效[8-11]。

1.3 有機(jī)酸類

阿魏酸為當(dāng)歸的主要有機(jī)酸類。當(dāng)歸不同部位阿魏酸含量有所不同，其中當(dāng)歸尾中阿魏酸含量最高。阿魏酸鈉具有抗腫瘤、抗血小板聚集和抗過敏等多種功能[12-15]。

1.4 香豆素

當(dāng)歸中所含香豆素以呋喃香豆素結(jié)構(gòu)類型為主，主要包括異歐前胡素、香柑內(nèi)酯、歐前胡素、蛇床子素、前胡素、前胡醇等[16-17]，該類化合物對(duì)生長(zhǎng)細(xì)胞具有促凋亡作用，可明顯抑制腫瘤細(xì)胞增生[18]。同時(shí)還具有抗抑郁和抗HIV等作用[19-20]。

1.5 其他化學(xué)成分

此外，當(dāng)歸還含有豐富的氨基酸、蔗糖、膽堿和腺苷等物質(zhì)，對(duì)機(jī)體的正常代謝起著重要作用[21]。

2 抗腫瘤作用機(jī)制

2.1 抑制腫瘤血管生成

血管將氧氣及養(yǎng)料輸送到機(jī)體各個(gè)組織器官，維持代謝更新和生長(zhǎng)。近年來(lái)，抗血管生成已經(jīng)成為腫瘤治療的研究熱點(diǎn)。直接作用的促血管生成分子對(duì)血管生成起主要作用，包括血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)及其受體家族成員，血管生成素(angiogenin，Ang)及其受體家族成員(主要是Tie-2)，Notch受體[22]。

VEGF可直接作用于內(nèi)皮細(xì)胞的表面受體，引起內(nèi)皮細(xì)胞的增殖活化，發(fā)揮促血管再生作用[22]。大量學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)研究揭示了當(dāng)歸抗腫瘤血管生成的作用機(jī)制。例如，Chen等[23]研究報(bào)道，用當(dāng)歸丙酮提取物(AE-AS)可抑制VEGFR2激活的PI3K/AKT/mTOR信號(hào)途徑；同時(shí)，誘導(dǎo)HIF-1α蛋白降解，抑制部分WD重復(fù)和含有SOCS盒蛋白-1(WD repeat and SOCS boxcontaining protein-1，WSB-1)依賴性希佩爾林道病腫瘤抑制蛋白(protein Von Hippel-lindau，pVHL)的降解，通過以上兩條信號(hào)通路，可抑制人膀胱癌(T24)細(xì)胞血管分支生成。另有研究[24]證實(shí)，歐前胡素可通過下調(diào)mTOR/p70S6K/4E-BP1和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)通路活性，抑制HIF-1α的合成，降低VEGF以及促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin，EPO)mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)水平，從而抑制人結(jié)腸癌細(xì)胞HCT116細(xì)胞株的血管生成。此外，Lin等[25]使用當(dāng)歸甲醇提取物(AS-M)作用于人多形性成神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞瘤DBTRG-05MG細(xì)胞系，發(fā)現(xiàn)其可通過上調(diào)p53蛋白的表達(dá)，下調(diào)VEGF的表達(dá)，發(fā)揮抑制血管生成作用。

Tie-2受體是血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的另一種酪氨酸激酶受體，在血管生成中發(fā)揮重要作用。血管生成素2(Ang2)是Tie-2的主要配體之一，可與VEGF協(xié)同，促進(jìn)血管生成[22]。Jung等[26]采用Real-time PCR和Western blot等多種方法研究發(fā)現(xiàn)，前胡素(decursin)可通過抑制血管生成素2，血管生成素受體Tie-2，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體-1(Flk-1)和內(nèi)皮型一氧化氮合酶的表達(dá)，影響內(nèi)皮祖細(xì)胞的分化和功能，從而抑制早期腫瘤的血管生成。

2.2 影響腫瘤細(xì)胞周期

細(xì)胞周期時(shí)相特異性抗腫瘤藥物主要根據(jù)其對(duì)不同時(shí)相細(xì)胞具有特異性的殺傷力，對(duì)腫瘤細(xì)胞周期的特異性阻滯，越來(lái)越受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。當(dāng)歸抗腫瘤活性成分作用于不同腫瘤細(xì)胞后，可使其阻滯在細(xì)胞周期的不同時(shí)相。例如，Su等[4]將從當(dāng)歸中提取的N-正丁烯基酞內(nèi)酯(N-butylidenephthalide，NBP，BP)作用于乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231和MCF-7細(xì)胞株)后，發(fā)現(xiàn)其可通過上調(diào)p-cdc25c(ser216)蛋白和下調(diào)細(xì)胞周期蛋白B1和cdc2水平，誘導(dǎo)其出現(xiàn)G2/M期阻滯。同時(shí)，Tsai等[27]研究顯示將BP作用于人多形性成膠質(zhì)細(xì)胞瘤DBTRG-05MG和RG2細(xì)胞株后可通過上調(diào)p21和p27的表達(dá)，減少Rb蛋白的磷酸化，并下調(diào)細(xì)胞周期調(diào)節(jié)劑，誘導(dǎo)細(xì)胞停滯在G0/G1期。此外，將當(dāng)歸甲醇提取物(AS-M)作用于DBTRG-05MG細(xì)胞系后發(fā)現(xiàn)其可上調(diào)p16蛋白的表達(dá)，阻止Rb蛋白磷酸化，致使細(xì)胞發(fā)生G1期阻滯[25]。另有報(bào)道，歐前胡素可下調(diào)cyclin D1和c-Myc蛋白，上調(diào)p21蛋白水平，使人結(jié)腸癌細(xì)胞HCT-116細(xì)胞株在G1期阻滯[24]。另?yè)?jù)Gao等[13]研究報(bào)道，阿魏酸(ferulic acid，F(xiàn)A)可通過上調(diào)p53和p21的蛋白的表達(dá)，下調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1和E的表達(dá)，誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞在G1/S期阻滯。

2.3 抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是多細(xì)胞生物體發(fā)育和維持自穩(wěn)態(tài)的重要生理過程和調(diào)節(jié)方式。凋亡作為一種細(xì)胞內(nèi)在的程序性自殺機(jī)制，其整個(gè)過程受到嚴(yán)格的信號(hào)調(diào)控，主要涉及兩個(gè)進(jìn)化保守的蛋白家族：凋亡的執(zhí)行者—— Caspase家族蛋白和調(diào)控線粒體完整性者——Bcl-2家族蛋白[22]。Yang等[9]研究報(bào)道，當(dāng)歸多糖通過下調(diào)人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系SH-SY5Y中microRNA-675的表達(dá)，抑制PI3K/AKT和JAK/STAT信號(hào)通路，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Zhang等[28]將當(dāng)歸多糖作用于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞瘤U251細(xì)胞株后，通過TUNEL染色和Western blot研究，發(fā)現(xiàn)其可通過抑制細(xì)胞周期蛋白D1、B和E的表達(dá)，下調(diào)凋亡抑制蛋白Bcl-2，增加促凋亡蛋白Bax和Caspase-3剪切酶的表達(dá)，誘導(dǎo)其凋亡。同時(shí)，抑制轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF-β)信號(hào)通路，并刺激E-鈣黏蛋白的表達(dá)，從而阻止細(xì)胞生長(zhǎng)。Jia等[29]研究報(bào)道，當(dāng)歸多糖也可通過上調(diào)p53、p21、p16和Rb等衰老相關(guān)基因的表達(dá)，下調(diào)周期蛋白依賴性激酶4(CDK4)和周期蛋白E(Cyclin E)，誘導(dǎo)白血病干細(xì)胞衰老。另?yè)?jù)Jung等[30]研究報(bào)道，從當(dāng)歸根狀莖的氯仿可溶部分中分離出來(lái)的順式-內(nèi)酯可通過誘導(dǎo)BAX和BAK向線粒體的轉(zhuǎn)位以及電壓依賴性陰離子通道1(voltage-dependent anion channel 1，VDAC1)的過度表達(dá)，降低細(xì)胞活性氧自由基和線粒體膜電位，抑制細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞凋亡。此外，將BP分別作用于乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231和MCF-7細(xì)胞株)及人膀胱癌細(xì)胞(5637、BFTC、T24和TCCSUP細(xì)胞株)后，其作用機(jī)制明顯不同。一方面，其可能通過上調(diào)p-cdc25c(ser216)蛋白和下調(diào)細(xì)胞周期蛋白B1和cdc2水平，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[4]；另一方面，其以時(shí)間和劑量依賴性方式通過激活Caspase-9和Caspase-3誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞凋亡[31]。

另外，歐前胡素和異歐前胡素抗腫瘤作用機(jī)制的研究也取得了深入的進(jìn)展。Wang等[32]研究報(bào)道，將歐前胡素分別作用于HeLa細(xì)胞和293細(xì)胞，可抑制TNF-α誘導(dǎo)的氧自由基并由其介導(dǎo)PI3K/Akt/NF-κB信號(hào)通路。同時(shí)通過抑制TNF-α誘導(dǎo)的抗凋亡蛋白(c-IAP2、Bcl-2和Bcl-xL)的表達(dá)，激活半胱天冬酶蛋白質(zhì)家族，提高聚ADP-核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase，PARP)剪切活性，最后誘導(dǎo)細(xì)胞通過線粒體途徑凋亡。此外，Zheng等[33]使用高效液相色譜和Western blot等研究歐前胡素和異歐前胡素對(duì)結(jié)腸癌HT-29細(xì)胞株的作用，發(fā)現(xiàn)其可通過降低p53、Bcl、Bax基因表達(dá)，并激活Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)，阻滯細(xì)胞周期，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

2.4 降低黏附性、侵襲力，抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移

轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤危及生命的最主要生物學(xué)特性，所以在治療原發(fā)腫瘤的同時(shí)，如何抑制腫瘤轉(zhuǎn)移成為當(dāng)前眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。鈣黏蛋白(cadherin)是一種跨膜蛋白，主要參與同質(zhì)細(xì)胞間的黏附調(diào)控。其中，E-上皮鈣黏蛋白主要參與上皮細(xì)胞之間的細(xì)胞聯(lián)系[22]。研究[4，31]顯示將BP作用于人乳腺癌細(xì)胞(MDA-MB-231和MCF-7細(xì)胞株)及人膀胱癌細(xì)胞后，均可通過上調(diào)E-鈣黏蛋白和下調(diào)N-鈣黏蛋白的表達(dá)，同時(shí)調(diào)節(jié)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)相關(guān)基因，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲。此外，基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)和細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)在惡性腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移過程中也發(fā)揮重要作用。ECM的降解和MMPs活性的增強(qiáng)，均可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。Kim等[34]報(bào)道，當(dāng)歸提取物前胡醇(decursinol angelate，DA)可通過抑制PI3K、ERK和NF-κB通路的活化，減少促炎細(xì)胞因子和MMP-9的表達(dá)。同時(shí)，下調(diào)β1整合素的表達(dá)水平，降低腫瘤細(xì)胞對(duì)ECM的黏附，抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。Kim等[35]將DA作用于人乳腺癌MCF-7細(xì)胞株，發(fā)現(xiàn)其可通過抑制佛波脂(12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate，TPA)誘導(dǎo)的MMP-9表達(dá)和細(xì)胞侵襲等途徑，限制乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。另?yè)?jù)Gao等[13]研究報(bào)道，阿魏酸可通過降低基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)的表達(dá)，抑制宮頸癌HeLa和Caski細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

2.5 逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥和放化療增敏

化學(xué)藥物治療和放化療療法仍然是當(dāng)今腫瘤治療的主要手段。但細(xì)胞耐藥和放化療治療不敏感，成為當(dāng)今困擾臨床醫(yī)生決策的又一難題。中藥逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥和放化療增敏，成為腫瘤藥物開發(fā)領(lǐng)域一個(gè)新的熱點(diǎn)。據(jù)報(bào)道[36]，谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GST)的過表達(dá)同時(shí)伴隨多耐藥性被認(rèn)為是導(dǎo)致腫瘤反復(fù)發(fā)作的主要原因之一。Huang等[37]發(fā)現(xiàn)，采用高通量篩選法從當(dāng)歸中分離得到的當(dāng)歸酸(Z)-藁苯內(nèi)酯-11-醇酯(11-angeloylsenkyunolide F)和tokinolide B對(duì)GST有抑制作用。動(dòng)力學(xué)分析表明它們是可逆的、非競(jìng)爭(zhēng)性的抑制劑。

此外，Qi等[38]研究報(bào)道，將Z-藁本內(nèi)酯(Z-LIG，占當(dāng)歸揮發(fā)油中50%以上的苯酞化合物[39])作用于MCF-7TR5細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)Z-藁本內(nèi)酯可通過抑制自噬，恢復(fù)Nur77在MCF-7TR5細(xì)胞中的表達(dá)，促進(jìn)Nur77與Ku80的相互作用，從而消除DNA-PKCs與DNA末端的結(jié)合。同時(shí)，Z-藁本內(nèi)酯可使不依賴于半胱氨酸蛋白酶凋亡途徑的MCF-7TR5細(xì)胞致敏，并增強(qiáng)他莫昔芬(Tamoxifen，TAM)引起的DNA損傷。Ma等[40]的研究表明，Z-藁本內(nèi)酯可通過下調(diào)MTA1、IFI16、HDAC1/24/5/7，并影響NuRD復(fù)合物中MTA1/HDAC1/HDACs的相互作用，導(dǎo)致ERα積累。ERα重新表達(dá)，作為雌激素拮抗劑的他莫昔芬與雌激素競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合，誘導(dǎo)細(xì)胞恢復(fù)對(duì)他莫昔芬的敏感性，致使細(xì)胞生長(zhǎng)停滯。Choi等[41]研究報(bào)道，前胡素(decursin)通過抑制NF-κB轉(zhuǎn)錄活性，降低P-糖蛋白的表達(dá)水平，增加對(duì)多柔比星耐藥的卵巢癌細(xì)胞化學(xué)敏感性并誘導(dǎo)多柔比星存在下的細(xì)胞凋亡。Shehzad等[42]研究顯示，DA作用于人白血病HL-60細(xì)胞株后，通過抑制Ras/Raf/Erk和NF-κB的激活通路，阻斷前列腺素E2(PGE2)誘導(dǎo)的細(xì)胞存活。同時(shí)，DA介導(dǎo)的COX-2和TNF-α抑制PKA的表達(dá)，并最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

將N-BP作用于人乳腺癌細(xì)胞株后可通過降低Rad51的表達(dá)水平，增強(qiáng)癌細(xì)胞對(duì)紅外線(infrared ray，IR)誘導(dǎo)的DNA損傷敏感度，提高對(duì)放療的敏感性[4]。

3 小結(jié)

當(dāng)歸化學(xué)成分復(fù)雜，多種抗腫瘤活性成分可分別通過抑制腫瘤血管生成、影響腫瘤細(xì)胞周期、抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、降低黏附性和侵襲力、抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移、逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥和放化療增敏等多種途徑發(fā)揮抗腫瘤作用。

但是，與其他抗腫瘤中藥研究一樣，當(dāng)歸在抗腫瘤作用研究和使用中也存在一些問題。例如，目前對(duì)當(dāng)歸抗腫瘤作用主要集中在單體有效成分的抗腫瘤作用機(jī)制研究，研究范圍相對(duì)比較局限。其次，缺乏對(duì)腫瘤患者不同的臨床分期，使用當(dāng)歸的具體時(shí)間和劑量的研究。結(jié)合當(dāng)前最新的研究思路和方法，建議可采用如下方法進(jìn)一步研究：①采用當(dāng)歸含藥血清抗腫瘤機(jī)制研究，對(duì)其藥物口服吸收入血后的抗腫瘤有效成分，進(jìn)行進(jìn)一步明確，為下一步研究提供基礎(chǔ)；②分別取腫瘤患者不同分期的腫瘤細(xì)胞，在不同時(shí)間段和使用不同劑量進(jìn)行干預(yù)，明確最佳干預(yù)時(shí)間和劑量，為臨床給藥的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

當(dāng)歸以其抗腫瘤作用靶點(diǎn)多，不良反應(yīng)少，在未來(lái)抗腫瘤藥物研發(fā)中值得持續(xù)關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的不斷深入，其作用機(jī)制不斷被揭示，當(dāng)歸在臨床腫瘤的治療中將得到更加廣泛的應(yīng)用。