劉雪艷(綜述)， 查代君(審校)

咖啡酸苯乙酯(caffeic acid phenethyl ester, CAPE)作為一種天然來源的生物活性物質(zhì)，主要來源于蜂膠、葡萄酒及紅景天等[1-2]。CAPE于1987年首次在蜂膠中分離并被鑒定[3]，是目前蜂膠研究中最廣泛的活性成分之一。CAPE是一種具有酯鍵的酚醛化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1，其化學(xué)名稱為3-(3,4-二羥基苯基)丙烯酸苯乙酯[4]，分子式為C17H16O4。不同地區(qū)蜂膠的CAPE含量不相同，巴西等南美洲南部地區(qū)蜂膠的CAPE含量基本為零，而中國(guó)蜂膠的CAPE含量較高，達(dá)15～29 mg/g[5]。研究發(fā)現(xiàn)，CAPE具有多種生物活性，如抗菌、抗病毒、抗氧化、抗炎、抗癌作用，以及對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的保護(hù)作用，新近研究進(jìn)一步揭示了CAPE在抗氧化、抗炎、抗腫瘤等方面的作用機(jī)制[6-8]。為更好地促進(jìn)CAPE的開發(fā)和臨床使用，現(xiàn)就CAPE的藥理活性以及分子機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行梳理綜述。

圖1 咖啡酸苯乙酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.1 Chemical structural formula of caffeic acid phenethyl ester

1 抗氧化

活性氧(reactive oxygen species, ROS)和活性氮在人體生理和病理過程中發(fā)揮著重要作用。通常情況下，ROS和一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)被細(xì)胞抗氧化防御系統(tǒng)清除，如谷胱甘肽、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathion peroxidase, GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和過氧化氫酶。當(dāng)ROS和NOS產(chǎn)生過多，超過內(nèi)源性抗氧化能力時(shí)，就會(huì)發(fā)生氧化應(yīng)激和氮化應(yīng)激，并破壞宿主的生物結(jié)構(gòu)(如蛋白質(zhì)、DNA和脂質(zhì))，促進(jìn)細(xì)胞炎癥和程序性死亡[9]。CAPE的分子結(jié)構(gòu)中含有兒茶酚環(huán)，具有一定的清除自由基和抗氧化作用[10]。Romana-Souza等[11]的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于小鼠壓瘡模型，CAPE通過降低核因子κB(nuclear factor-κB, NF-κB)和核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2)的表達(dá)來減輕氧化損傷，促進(jìn)壓瘡的皮膚重建和閉合。Sorrenti等[12]的研究發(fā)現(xiàn)，1型糖尿病的發(fā)病機(jī)制與胰腺組織的氧化損傷有關(guān)。在鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的1型糖尿病大鼠模型中，CAPE可通過NOS/二甲基精氨酸二甲基胺水解酶途徑誘導(dǎo)血紅素氧合酶1(heme oxygenase 1, HO-1)的表達(dá)，從而顯著降低胰腺的氧化損傷。Yasui等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE可提高3T3-L1細(xì)胞的SOD活性，抑制氧化應(yīng)激。Ayla等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE預(yù)孵育精子，可對(duì)抗ROS的生成、降低丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量，發(fā)揮對(duì)氧化損傷的保護(hù)作用。上述研究通過體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CAPE是一種有效的抗氧化劑，可保護(hù)細(xì)胞膜免受氧化應(yīng)激。

2 抗 炎

炎癥是人體重要的防御反應(yīng)，它具有限制炎性擴(kuò)散、清除壞死組織和修復(fù)損傷的功能。近年來，CAPE誘導(dǎo)細(xì)胞因子及炎性介質(zhì)的機(jī)制已被深入研究，其中最常見的兩條信號(hào)傳導(dǎo)通路為NF-κB和有絲分裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信號(hào)通路。NF-κB通過調(diào)控一系列細(xì)胞因子、酶、趨化因子、抗凋亡和細(xì)胞生長(zhǎng)因子的轉(zhuǎn)錄，在炎癥、免疫反應(yīng)和細(xì)胞增殖過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[15]。Li等[16]的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于人牙齦成纖維細(xì)胞，CAPE呈劑量依賴性地抑制脂多糖誘導(dǎo)的白細(xì)胞介素-6(interleukin-6, IL-6)、誘導(dǎo)型NOS(induced nitrogen monoxide synthase, iNOS)和環(huán)氧化酶2(cyclooxygenase-2, COX-2)的產(chǎn)生，其抗炎機(jī)制可能是基于對(duì)Toll樣受體4(Toll-like receptor 4, TLR4)/NF-κB和磷脂酰肌醇3激酶(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B, PKB, 即Akt)通路的抑制作用，表明CAPE在牙周病的治療中具有一定的潛能。Khan等[17]研究發(fā)現(xiàn)，CAPE對(duì)于給予右聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的C57/BL6小鼠結(jié)腸炎模型，可有效抑制炎癥觸發(fā)的髓過氧化物酶活性和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，同時(shí)增強(qiáng)上皮屏障功能。此外，Chung等[18]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于口腔鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞，CAPE可激活MAPK信號(hào)通路，通過磷酸化細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2信號(hào)通路來增加N-myc下游調(diào)節(jié)基因1(N-myc downstream regulated gene 1, NDRG1)的表達(dá)，從而抑制細(xì)胞生長(zhǎng)和侵襲。Stahli等[19]應(yīng)用小鼠巨噬細(xì)胞評(píng)估CAPE對(duì)于牙周炎的作用，發(fā)現(xiàn)CAPE通過Nrf2介導(dǎo)的HO-1通路發(fā)揮抗氧化作用，通過抑制NF-κB通路發(fā)揮抗炎作用?；谄淇寡趸涂寡椎牧己米饔?，可能在牙周炎的治療中具有較大的潛能。綜上，CAPE具有廣泛的抗炎作用，可抑制相關(guān)細(xì)胞因子、趨化因子和淋巴因子的產(chǎn)生。CAPE在NF-κB和MAPK信號(hào)通路中具有積極的作用，可能是其發(fā)揮抗炎作用的重要分子機(jī)制。

3 抗 癌

癌癥是全球人類死亡的主要原因之一，具有較高的發(fā)病率、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率和復(fù)發(fā)率，其發(fā)病機(jī)制主要包括細(xì)胞增生、侵襲和細(xì)胞死亡等。由于化療藥物具有嚴(yán)重的副作用，臨床上迫切需要開發(fā)新的候選抗癌藥。CAPE可通過抑制DNA合成、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期停滯和抑制血管生成等途徑發(fā)揮抗癌作用[20-21]。Shin等[22]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE可通過抑制激活蛋白1的轉(zhuǎn)錄活性，誘導(dǎo)原癌基因蛋白c-Fos降解，從而抑制惡性細(xì)胞轉(zhuǎn)化，具有良好的抗增殖活性。因此，CAPE在抗癌方面有很大的應(yīng)用前景，對(duì)其進(jìn)行抗腫瘤的深入研究具有重要的意義。

3.1 乳腺癌 乳腺癌是全球最常見的惡性腫瘤之一，也是女性第二大死亡原因[23]。Chang等[24]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE通過激活細(xì)胞凋亡、自噬和抑制TLR4信號(hào)通路來抑制乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞在炎癥微環(huán)境中的增殖。Motawi等[25]通過CAPE聯(lián)合他莫昔芬干預(yù)觀察對(duì)埃利希腫瘤小鼠生存的影響，結(jié)果顯示聯(lián)合方案增加荷瘤動(dòng)物的壽命，并顯著減少腫瘤的大小和質(zhì)量。

3.2 結(jié)直腸癌 結(jié)直腸癌是目前發(fā)病率較高的惡性腫瘤，其發(fā)病率居惡性腫瘤第二位，是全球第三大常見癌癥，也是最常見的胃腸道惡性腫瘤[26]。Budisan等[27]的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于RKO和HCT-116兩種結(jié)腸癌細(xì)胞系，CAPE可抑制細(xì)胞增殖、運(yùn)動(dòng)和侵襲，促進(jìn)細(xì)胞凋亡和自噬，同時(shí)改變編碼基因和非編碼基因的表達(dá)。Jin等[28]的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于X射線照射誘導(dǎo)大鼠腸道損傷動(dòng)物模型，預(yù)處理CAPE可有效對(duì)抗細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激，逆轉(zhuǎn)輻射誘導(dǎo)的腸黏膜中p38MAPK的激活和細(xì)胞間黏附分子-1的表達(dá)，從而有效減輕腸黏膜的炎癥和組織病理學(xué)變化。NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3, NLRP3)作為固有免疫的重要組成部分，在機(jī)體免疫反應(yīng)和疾病的發(fā)生過程中具有重要作用。NLRP3的過表達(dá)和激活可促進(jìn)頭頸鱗狀細(xì)胞癌、肺癌和結(jié)直腸癌的進(jìn)展，抑制NLRP3的過表達(dá)，可預(yù)防炎癥性結(jié)腸癌(colitis associated cancer, CAC)[29-32]。Dai等[33]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE通過抑制骨髓源性巨噬細(xì)胞和人單核細(xì)胞白血病細(xì)胞THP-1 中NLRP3炎癥小體的激活，保護(hù)小鼠免受氧化偶氮甲烷/葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的CAC感染。CAPE通過抑制ROS的產(chǎn)生，促進(jìn)NLRP3泛素化是其發(fā)揮抗腫瘤作用的分子機(jī)制。

3.3 前列腺癌 前列腺癌是全球男性第二常見的癌癥，也是導(dǎo)致癌癥死亡的第六大原因，>80%的前列腺患者死于骨轉(zhuǎn)移。2018年估計(jì)有127.76萬(wàn)例新癌癥病例和35.9萬(wàn)死亡人數(shù)。由于人口及老齡化的快速增長(zhǎng)，全世界前列腺癌患者預(yù)計(jì)將增至230萬(wàn)例，并造成74萬(wàn)人死亡[34]。Kuo等[35]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE通過降低前列腺癌細(xì)胞中周期蛋白依賴性激酶1和Akt的水平，降低前列腺癌細(xì)胞中雄激素受體的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制前列腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。Tseng等[36]的研究發(fā)現(xiàn)，在人前列腺癌細(xì)胞PC-3和DU-145中，CAPE可誘導(dǎo)非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路中受體酪氨酸激酶樣孤兒受體2信號(hào)通路的表達(dá)，抑制β連環(huán)蛋白的表達(dá)及NF-κB的活性，從而對(duì)抗細(xì)胞的增生、遷移和入侵。Omar等[37]的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于睪酮誘導(dǎo)的前列腺肥大大鼠模型，CAPE通過抑制炎癥、氧化應(yīng)激，以及抑制與前列腺異常生長(zhǎng)有關(guān)的胰島素樣生長(zhǎng)因子-1受體相關(guān)的通路來改善前列腺指數(shù)和組織病理學(xué)，顯示出CAPE在前列腺癌治療中的潛力。

3.4 肝癌 肝癌是全世界最常見的癌癥死亡原因，尤其在發(fā)展中國(guó)家，其發(fā)病率更高。肝癌的預(yù)后差，僅5%～15%的患者可接受手術(shù)切除，且只適用于早期患者[38-39]。Dilshara等[40]的研究表明，對(duì)于人肝癌細(xì)胞Hep3B，CAPE通過上調(diào)同源蛋白介導(dǎo)的死亡受體5的表達(dá)，增加腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體與D5的結(jié)合，促進(jìn)Hep3B的細(xì)胞凋亡，為肝癌的候選藥物提供了分子基礎(chǔ)，顯示出CAPE對(duì)預(yù)防肝癌具有良好的作用。

3.5 其他癌癥 鼻咽癌是一種發(fā)生于鼻咽部黏膜內(nèi)膜的上皮癌，男性發(fā)病率高于女性[41]。Chiang等[42]的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于易發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的鼻咽癌，CAPE可通過多種MAPK信號(hào)途徑上調(diào)NDRG1的表達(dá)，并抑制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子和轉(zhuǎn)錄激活因子3的磷酸化，從而抑制鼻咽癌細(xì)胞的增殖和侵襲。Liang等[43]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE還可以通過抑制p65亞基從細(xì)胞質(zhì)到細(xì)胞核的易位，抑制NF-κB信號(hào)通路以抑制鼻咽癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，同時(shí)，CAPE治療與化療和放療有協(xié)同作用。

卵巢癌通常被稱為沉默殺手，因?yàn)槠浒Y狀模糊，70%以上的卵巢癌患者直到疾病進(jìn)展至Ⅲ或Ⅳ期才被確診，是婦科惡性腫瘤中最致命的一種[44-45]。Liu等[46]的研究表明，對(duì)于尾靜脈注射SKOV-3細(xì)胞建立小鼠卵巢癌模型，CAPE顯著降低細(xì)胞的活力；同時(shí)，體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CAPE可抑制SKOV-3細(xì)胞的活力、遷移和侵襲，同時(shí)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。此外，CAPE通過抑制IκB磷酸化、p65核易位和NF-κB p65 DNA結(jié)合活性抑制NF-κB通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，是其發(fā)揮抗卵巢癌作用的分子機(jī)制。

綜上所述，CAPE對(duì)乳腺癌、結(jié)直腸癌、前列腺癌、肝癌、鼻咽癌和卵巢癌等高發(fā)癌癥表現(xiàn)出顯著的抗癌作用，具有較高的研究?jī)r(jià)值和意義。CAPE可能是降低癌癥風(fēng)險(xiǎn)的有效候選藥物。

4 神經(jīng)保護(hù)作用

隨著年齡的增長(zhǎng)，神經(jīng)系統(tǒng)疾病逐漸增加，如阿爾茨海默病和帕金森病，這些疾病發(fā)展的常見原因?yàn)檠趸瘧?yīng)激、炎癥和細(xì)胞凋亡。CAPE可應(yīng)用于神經(jīng)障礙，如腦缺血、神經(jīng)炎癥、驚厥、認(rèn)知障礙及精神障礙，如焦慮和抑郁癥[47]。Kumar等[48]的研究表明，對(duì)于腦室內(nèi)注射鏈脲佐菌素致認(rèn)知缺陷的大鼠模型，CAPE通過對(duì)抗氧化應(yīng)激和炎癥來改善認(rèn)知功能缺陷。Zaitone等[49]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE通過誘導(dǎo)COX-2、iNOS和NF-κB的基因表達(dá)下調(diào)，減少小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)和炎癥介質(zhì)，對(duì)魚藤酮誘導(dǎo)小鼠黑質(zhì)神經(jīng)退行性變具有保護(hù)作用。Hao等[50]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE可顯著降低二氯化鎘誘導(dǎo)的小鼠海馬和皮質(zhì)細(xì)胞死亡以及認(rèn)知障礙，還可抑制大腦中β-淀粉樣蛋白的積累，以及促炎因子和小膠質(zhì)細(xì)胞的激活。通過AMP依賴的蛋白激酶(adenosine 5’-monophosphate-activated protein kinase, AMPK)/沉默信息調(diào)節(jié)因子2相關(guān)酶1 (silent information regulator 2 homolog 1, SIRT1)通路以及淀粉樣-神經(jīng)炎癥軸減弱神經(jīng)元凋亡和神經(jīng)炎癥，是CAPE對(duì)抗CdCl2誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性和神經(jīng)退行性疾病的分子機(jī)制。Ferreira等[51-52]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE通過激活神經(jīng)生長(zhǎng)因子信號(hào)通路來保護(hù)PC12細(xì)胞免受順鉑誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性。分子機(jī)制研究表明，CAPE通過激活A(yù)MPK/SIRT1、MAPK/ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路來發(fā)揮對(duì)PC12細(xì)胞的保護(hù)作用。Turan等[53]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE通過抑制ROS的生成、保護(hù)線粒體功能障礙和降低半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9的活性，對(duì)6-羥多巴胺誘導(dǎo)的人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞具有顯著的保護(hù)作用，其具有成為預(yù)防帕金森病候選藥物的潛能。

5 心血管疾病的保護(hù)作用

心血管疾病是除非洲以外全球的主要死亡原因，并在世界范圍內(nèi)帶來了嚴(yán)重的疾病負(fù)擔(dān)。心肌缺血/再灌注損傷、心肌肥大和動(dòng)脈粥樣硬化在心血管疾病的治療中仍是尚未解決的挑戰(zhàn)[54-55]。Ren等[56]的研究發(fā)現(xiàn)，CAPE可以通過下調(diào)有絲分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MEK)/ERK、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-beta, TGF-β)的表達(dá)，抑制心肌肥厚和改善心肌功能保護(hù)壓力過載引起的小鼠心肌肥厚。

6 結(jié)論與展望

炎癥和氧化應(yīng)激參與很多疾病的發(fā)生與發(fā)展，如心腦血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及癌癥等。CAPE可以直接靶向氧化、炎癥和癌癥發(fā)展有關(guān)的信號(hào)通路，如NF-κB、MAPK、PI3K/Akt以及NLRP3等，進(jìn)而對(duì)抗細(xì)胞的氧化應(yīng)激、炎癥以及增殖、遷移和侵襲，成為其防治心腦血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及癌癥相關(guān)疾病的重要靶點(diǎn)。

神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默癥，以氧化應(yīng)激和炎癥作為發(fā)病核心，同時(shí)又伴隨神經(jīng)功能的損傷。因其發(fā)病機(jī)制不明且病理表現(xiàn)復(fù)雜，目前缺乏有效的多靶點(diǎn)治療藥物。來源天然的CAPE具有廣泛的藥理活性，如對(duì)抗氧化應(yīng)激、抗炎和神經(jīng)保護(hù)作用等，可能是一種很有前途的多靶點(diǎn)治療神經(jīng)退行性疾病的候選藥物。然而，基于目前CAPE的研究結(jié)果主要來自細(xì)胞和動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)，故CAPE的臨床試驗(yàn)有待深入研究，如從藥效學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)的角度，研究探索其體內(nèi)有效性和安全性等重要問題，以促進(jìn)其進(jìn)一步開發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化。