張琳，王金瑋，尹麗，包子威，英錫相，張純剛

(遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，遼寧 大連 116620)

姜黃素是從植物中提取的多酚類天然產(chǎn)物，從姜科植物姜黃的根莖中分離得到[1]，為二酮類化合物(結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1)。除了可以作香料，在阿玉吠陀醫(yī)學(xué)和中醫(yī)中，姜黃素作為膳食補(bǔ)充劑用于治療炎癥性疾病已有5 000多年的歷史。姜黃素還具有很強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)、抗炎、抗氧化、抗感染、抗誘變和抗癌的藥理作用。

圖1 姜黃素化學(xué)結(jié)構(gòu)式

胃癌是一種常見(jiàn)且高度致命的疾病，可發(fā)生在胃的任何部位。因此，要提出合理且有效的應(yīng)對(duì)胃癌的治療方法是切中時(shí)弊的。目前標(biāo)準(zhǔn)的治療還只是手術(shù)切除，在適當(dāng)?shù)那闆r下也可以使用化療和放療，但我們都知道放化療對(duì)人體的危害以及患者愈后的生活質(zhì)量都是極其不好的，很多患者的精神狀態(tài)也會(huì)因此而頹廢。所以我們渴望一種溫和且有效的中藥治療方法，由于姜黃素抗癌特性突出且毒性很低，近年來(lái)引起了人們普遍的關(guān)注。已有眾多臨床前研究表明姜黃素可能具有抗胃癌的作用，有關(guān)姜黃素的臨床試驗(yàn)處于初步階段。目前對(duì)姜黃素已有的研究表明，其通過(guò)不同信號(hào)通路對(duì)胃癌細(xì)胞產(chǎn)生的作用如圖2所示。

圖2 姜黃素抗胃癌的機(jī)制

1 姜黃素抗胃癌作用機(jī)制

1.1 抑制增殖和侵襲 細(xì)胞增殖是生物體生長(zhǎng)發(fā)育、生存和繁殖下一代的基礎(chǔ)，任何細(xì)胞都有增殖的性質(zhì)，無(wú)論是正常細(xì)胞還是腫瘤細(xì)胞，姜黃素選擇性地對(duì)胃癌細(xì)胞通過(guò)不同途徑抑制其增殖。癌癥細(xì)胞的自噬可以影響胃癌的增殖，自噬是細(xì)胞消化自身細(xì)胞器后與溶酶體結(jié)合將內(nèi)源性底物消除的過(guò)程，具有高度的進(jìn)化保守性[2]。Li等[3]研究發(fā)現(xiàn)姜黃素對(duì)胃癌細(xì)胞株BGC-823、SGC-7901和MKN-28的抑制作用呈不同程度的時(shí)間和劑量依賴性。其中MKN-28細(xì)胞對(duì)姜黃素最敏感(IC50=16.17 μmol·L-1)，SGC-7901對(duì)姜黃素最耐受(IC50=50.45 μmol·L-1)，而BGC-823對(duì)姜黃素敏感度適中(IC50=37.58 μmol·L-1)。雖然這兩個(gè)研究中姜黃素對(duì)胃癌細(xì)胞的增殖都呈現(xiàn)抑制作用，但是作用機(jī)制卻不同。另外有一些研究發(fā)現(xiàn)姜黃素是一種ATP競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，Cai等[4]采用不同濃度姜黃素對(duì)BGC823細(xì)胞模型處理不同時(shí)間，發(fā)現(xiàn)G1期細(xì)胞百分率比對(duì)照組高10%，而S期細(xì)胞則相應(yīng)地下降了15%，表明姜黃素能夠抑制cyclin D1 的mRNA和蛋白表達(dá)，進(jìn)一步阻礙細(xì)胞從G1期向S期轉(zhuǎn)移從而抑制細(xì)胞的繁殖。Sun等[5]認(rèn)為姜黃素能抑制SGC-7901細(xì)胞的繁殖是由于細(xì)胞中miR-34a的表達(dá)，從而影響B(tài)d-2、CDK4和cyclin D1的表達(dá)。同時(shí)他們進(jìn)一步證明姜黃素通過(guò)抑制細(xì)胞周期的G0/G1～S期，抑制SGC-7901細(xì)胞中Bd-2、CDK4和cyclin D1的表達(dá)來(lái)抑制SGC-7901細(xì)胞的增殖。

1.2 誘導(dǎo)凋亡及調(diào)控凋亡相關(guān)的基因 細(xì)胞凋亡是程序性細(xì)胞死亡，是一種對(duì)細(xì)胞有好處的行為，目的是處理掉對(duì)生物體有壞處的細(xì)胞。線粒體的主要功能是進(jìn)行細(xì)胞的氧化供能，除此之外還是細(xì)胞凋亡的調(diào)控中心。Cao等[6]報(bào)道姜黃素的使用會(huì)使HT-29細(xì)胞和AGS細(xì)胞系中胞質(zhì)細(xì)胞色素C的升高和線粒體BCL-2蛋白表達(dá)顯著減少進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，其機(jī)制是姜黃素下調(diào)了AGS和HT-29細(xì)胞系的線粒體膜電位(MMP)并導(dǎo)致線粒體損傷。Xue等[7]報(bào)道了姜黃素促進(jìn)SGC-7901細(xì)胞凋亡的機(jī)理與CAO一樣，同樣是MMP的降低，由于Bax/Bcl-2比值顯著上調(diào)導(dǎo)致線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的誕生，Liu等[8]的報(bào)道與Xue一致。Liang等[9]報(bào)道姜黃素誘導(dǎo)BGC-823細(xì)胞凋亡與活性氧(ROS)的生成有關(guān)。線粒體是ROS的一個(gè)主要出處，ROS是正常細(xì)胞氧代謝的副產(chǎn)物。因此，我們可以看出線粒體與細(xì)胞凋亡有著密切的聯(lián)系，通過(guò)調(diào)控線粒體的氧含量和膜電位的變化可以誘導(dǎo)GC細(xì)胞的凋亡。

1.3 逆轉(zhuǎn)耐藥 獲得性耐藥是長(zhǎng)時(shí)間使用同一種藥物產(chǎn)生的，即在藥物未使用時(shí)人體對(duì)該藥物表示敏感，但在藥物應(yīng)用一段時(shí)間后體內(nèi)就會(huì)表現(xiàn)出對(duì)該藥適應(yīng)的變化即耐藥的產(chǎn)生。細(xì)胞凋亡的阻滯是腫瘤細(xì)胞耐藥的主要原因，姜黃素可以抑制抗凋亡基因的表達(dá)[10]以及NF-κB的激活。報(bào)道稱[11]NF-κB是一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，如果將其激活可以使腫瘤產(chǎn)生耐藥性，而IκBα-NF-κB的抑制劑，能夠減少藥物抗性，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)5-氟尿嘧啶和姜黃素聯(lián)合治療作為逆轉(zhuǎn)GC獲得性耐藥和誘導(dǎo)GC細(xì)胞死亡的新方法提供了理論依據(jù)。Yu等[12]則研究了姜黃素聯(lián)合化療藥物抑制胃癌SGC-7901細(xì)胞的效果，他們發(fā)現(xiàn)使用化療藥物依托泊苷或阿霉素在抑制SGC-7901細(xì)胞的同時(shí)還會(huì)激活NF-κB通路，產(chǎn)生藥物抗性。

2 劑型

姜黃素具有水溶性小，水不穩(wěn)定的特點(diǎn)，這導(dǎo)致血清和組織中姜黃素濃度不足，所以生物利用度和臨床療效很低。因此科學(xué)家們致力于通過(guò)修飾劑型改善其溶解度、生物利用度、跨膜通透性；延長(zhǎng)其血漿半衰期；實(shí)現(xiàn)靶向給藥以增強(qiáng)療效。

2.1 納米微粒 納米微粒在姜黃素的劑型中有很廣泛的應(yīng)用，科學(xué)家們通過(guò)將不同的親水性載體包載姜黃素制成復(fù)合給藥系統(tǒng)，該系統(tǒng)粒徑小，載藥能力強(qiáng)。將其運(yùn)送到胃時(shí)，由于胃液呈酸性，此時(shí)納米微粒會(huì)靶向釋放出姜黃素作用于胃部，因此改善其生物利用度低的特點(diǎn)[13-14]。潘洪明等[15]以聚氰基丙烯酸正丁酯為載體，采用乳化聚合法包載姜黃素制成納米微粒，將其作用于人胃癌MGC-803細(xì)胞，研究細(xì)胞的增殖抑制、細(xì)胞周期的下調(diào)以及促進(jìn)凋亡的情況。Bhawana等[16]用聚甲基丙烯酸甲酯-聚乙二醇/氧化鋅這種生物納米復(fù)合材料作為藥物載體，可攜帶大量姜黃素。MTT檢測(cè)法發(fā)現(xiàn)姜黃素納米微粒在較高濃度下能誘導(dǎo)胃癌AGS細(xì)胞幾乎全部死亡，機(jī)制是cyclin D1的表達(dá)下調(diào)、G1/S期的比例降低。該納米材料有羧酸基團(tuán)構(gòu)成，這些羧酸基團(tuán)可能在酸性緩沖溶液中發(fā)生縮合，導(dǎo)致藥物連接減弱，因此姜黃素從納米材料中迅速釋放出來(lái)，提高姜黃素的生物利用度。

2.2 片劑 FDDS是一種漂浮給藥系統(tǒng)，具有緩釋特性。Shishu等[17]用揉捏法制備姜黃素β-環(huán)糊精包合物，采用濕法制粒將其制備成胃漂浮片，通過(guò)改變羥丙基纖維素和填充劑的含量可以獲得適宜的浮力。該制劑具有較強(qiáng)的漂浮性和膨脹性，能最大限度地釋放姜黃素，提供藥物的持續(xù)釋放，以提高藥物的溶解度和生物利用度，有針對(duì)性的更好治療胃癌。

2.3 NLCs NLCs是一種新型的脂質(zhì)納米顆粒，它是固體脂質(zhì)和液體脂質(zhì)與空間不相容的混合物，具備高載藥量、連續(xù)釋放的優(yōu)點(diǎn)。依托泊苷是一線的抗腫瘤藥，但由于其溶解度大，生物半衰期短以及耐藥等性質(zhì)限制了其應(yīng)用，姜黃素有逆轉(zhuǎn)耐藥的性質(zhì)，所以Hong等[18]采用溶劑注入技術(shù)制備了依托泊苷-姜黃素脂質(zhì)納米顆粒，將其作用于人胃癌SGC-7901細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其半數(shù)抑制濃度(IC50)相比單獨(dú)使用兩種藥物低得多，不同濃度的NLCs均能抑制細(xì)胞生長(zhǎng)且呈劑量依賴性。

2.4 納米乳 納米乳是納米技術(shù)應(yīng)用在藥物遞送系統(tǒng)的例子，納米乳的比表面積大，粒徑約為1～100 nm，而且穩(wěn)定性好，生物利用度高；納米乳能改善不溶性藥物的溶解度，具有緩慢釋放和定位給藥的作用。Guerrero等[19]采用溶劑置換法制備了姜黃素納米乳，該制劑的收率為95%，經(jīng)體外實(shí)驗(yàn)檢測(cè)其對(duì)人胃癌AGS細(xì)胞具有細(xì)胞毒性，且不影響正常細(xì)胞。將納米乳制成凍干粉，不僅易于保存，同時(shí)還具有穩(wěn)定性好、不易污染的特點(diǎn)。

2.5 微球、微囊 微囊化主要以高分子材料為基礎(chǔ)，通過(guò)包覆液體或固體藥物形成核-殼微膠囊。同時(shí)，藥物也可以溶解在高分子材料中形成微米級(jí)的固體球或膠囊。有報(bào)道顯示，黏膜表面可以作為潛在的作用點(diǎn)，藥物通過(guò)納米載體釋放在黏膜表面。雖然口腔給藥仍是最有利的給藥途徑，但只有少數(shù)胃腸道黏液黏附載體能顯著提高藥物在體內(nèi)的生物利用度。Suwannateep等[20]設(shè)計(jì)了這樣一種微囊：以乙基纖維(EC)為單聚載體或以甲基纖維素和乙基纖維素(ECMC)混合而成的二聚載體采用溶劑置換法制成了姜黃素微囊(C-EC或C-ECMC)，該微囊對(duì)癌細(xì)胞有明顯的細(xì)胞毒性。這種微囊的外表面有許多的羥基，可以很好地分散在水中。經(jīng)檢測(cè)，C-EC球與胃黏膜結(jié)合良好，緩慢釋放姜黃素進(jìn)入血液循環(huán)；相比之下，C-ECMC球的黏附效果不如C-EC球，而且口服之后，觀察到姜黃素濃度最高的是C-EC球。

3 展望

由于姜黃素是一種中藥，本身又具有毒性和副作用低的特點(diǎn)，所以姜黃素是一種極具前景的胃癌替代療法[21]。姜黃素在癌癥發(fā)展的不同階段通過(guò)激活自噬和阻滯細(xì)胞周期抑制增殖，下調(diào)NF-κB和mitoKATP通路以及蛋白表達(dá)抑制凋亡，但是姜黃素溶解度差、代謝迅速、口服生物利用度低降低了其治癌效果，因此臨床上的治療效果仍沒(méi)達(dá)到理想狀態(tài)。本文將姜黃素與藥物遞送系統(tǒng)如納米顆粒結(jié)合以增強(qiáng)效果，但像納米顆粒這種載體的價(jià)格昂貴，即便我們能實(shí)現(xiàn)靶向給藥，但大多數(shù)患者卻無(wú)法承擔(dān)費(fèi)用。姜黃素療效的研究策略是合成修飾，研究表明[22]，已經(jīng)制備的姜黃素類似物(如聯(lián)苯二氟酮EF24)具有抗胃癌作用，EF24可以通過(guò)上調(diào)ROS，激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激來(lái)誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞凋亡，顯示了這種方法的巨大潛力。