楊天雄 吳 盡 裴 欣 武世瑤 劉學(xué)東

(東北林業(yè)大學(xué)野生動(dòng)物與自然保護(hù)地學(xué)院，哈爾濱，150040)

近年來(lái)，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到天然產(chǎn)品的益處，鹿茸漸漸進(jìn)入人們視野，相關(guān)研究報(bào)道日益增加。鹿茸是雄性鹿科(Cervidae)動(dòng)物未骨化帶絨毛的幼角，是特有的周期性再生器官，在鹿茸快速生長(zhǎng)期，骨、軟骨、神經(jīng)、血管和皮膚等組織都以極高的速率增殖，堪比腫瘤發(fā)生發(fā)展的速度[1]。因此，鹿茸是研究腫瘤和相關(guān)信號(hào)通路的極佳模型。

鹿茸作為藥材使用，在亞洲多國(guó)具有悠久的歷史，主要以梅花鹿(Cervusnippon)和馬鹿(C.elaphus)鹿茸為主，前者習(xí)稱(chēng)“花鹿茸”，后者習(xí)稱(chēng)“馬鹿茸”，夏、秋二季鋸取鹿茸，經(jīng)陰干或烘干后制取而成，是我國(guó)藥食同源代表的典型傳統(tǒng)名貴中藥，收錄于2020版《中華藥典》[2]。已有研究報(bào)道，鹿茸中含有多種生物活性物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和多糖等多種有機(jī)分子，以及鈣、鎂、鈉、鋅和鐵等多種無(wú)機(jī)分子，這些生物活性物質(zhì)在鹿茸中含量豐富，在鹿茸的不同部位中含量有差別，具有極大的潛力和研究?jī)r(jià)值，因此，對(duì)于鹿茸提取物進(jìn)行更深入地研究十分必要[3-4]。

由于鹿茸生長(zhǎng)速度極快，一些未被發(fā)現(xiàn)的低豐度或半衰期短的調(diào)節(jié)因子可能被過(guò)表達(dá)，在鹿茸中則更有可能被發(fā)現(xiàn)[5]。對(duì)鹿茸生物活性成分的研究可能有助于發(fā)現(xiàn)新的活性因子，這些活性因子可能是癌癥等疾病的潛在治療靶標(biāo)[6]。

筆者基于已有的研究報(bào)道，對(duì)鹿茸提取物與腫瘤抑制相關(guān)的成果進(jìn)行總結(jié)，為鹿茸提取物對(duì)腫瘤抑制的進(jìn)一步研究提供參考。

1 鹿茸生物學(xué)及鹿茸產(chǎn)品的活性

1.1 鹿茸再生的生物學(xué)特征

鹿茸具有復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)，已有的證據(jù)表明鹿茸包括軟骨、骨、血管、神經(jīng)和上皮等多種類(lèi)型組織[7]。鹿茸的形成是在雄鹿進(jìn)入青春期之后，每年更新一次。在春季，新生鹿角從顱骨突起(稱(chēng)為角柄)再生；在夏季時(shí)鹿角快速地生長(zhǎng)和分叉，再生鹿角被特殊的柔軟毛皮包裹著，稱(chēng)為茸皮；秋季鹿茸生長(zhǎng)基本完成并骨化；冬季鹿角附著在角柄上直到下一年春天脫落并進(jìn)行下一輪再生[8]。

有研究認(rèn)為，鹿茸再生是一個(gè)基于鹿茸干細(xì)胞再生的過(guò)程，鹿茸干細(xì)胞類(lèi)似于間充質(zhì)干細(xì)胞，具有胚胎干細(xì)胞的一些特性[9]。最近的研究將鹿茸干細(xì)胞分為三類(lèi)：一是生茸區(qū)骨膜細(xì)胞(antlerogenic periosteal cells，APCs)，生發(fā)形成角柄和第1個(gè)鹿角，此后生茸區(qū)骨膜組織消失不見(jiàn)只留下角柄；二是角柄骨膜細(xì)胞(pedicle periosteal cells，PPCs)，PPCs來(lái)源于APCs，PPCs在每年鹿角再生時(shí)大量增殖分化以滿(mǎn)足鹿茸生長(zhǎng)需求；三是儲(chǔ)備間充質(zhì)細(xì)胞(reserve mesenchyme cells，RMCs)，促進(jìn)鹿角快速生長(zhǎng)。而且發(fā)現(xiàn)與角生長(zhǎng)相關(guān)的基因RXFP2僅在鹿茸干細(xì)胞細(xì)胞系中表達(dá)，是鹿茸干細(xì)胞的一個(gè)標(biāo)志基因[10-11]。

在鹿茸每個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)，角柄骨膜快速地自我更新，短時(shí)間內(nèi)可增殖百萬(wàn)級(jí)的細(xì)胞，55～60 d長(zhǎng)出10 kg左右的鹿茸組織，梅花鹿生長(zhǎng)速度可達(dá)到12.5 mm/d，馬鹿甚至可達(dá)到27.5 mm/d[12]。在角柄骨膜細(xì)胞中可檢測(cè)到一些與細(xì)胞增殖更新有關(guān)的酶和因子，如端粒酶和核干細(xì)胞因子[13]。

1.2 鹿茸生物活性成分

鹿茸作為產(chǎn)品時(shí)被人為分成鹿茸頂部、鹿茸中部和鹿茸基部，以及鋸茸后骨化次年春季自然脫落的殘角，稱(chēng)作鹿角盤(pán)。鹿茸頂部切片被稱(chēng)為蠟片，藥效最高，最為珍貴；中部切片被稱(chēng)為血片，藥效稍次；基部切片被稱(chēng)為基片或骨片，藥效最次[14-15]。

鹿茸中含有豐富的氨基酸、多肽和蛋白質(zhì)，被認(rèn)為是最重要的生物活性成分，截至目前，已從鹿茸中分離鑒定出了19種氨基酸，其中天冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸和精氨酸等天然活性成分占鹿茸濕總質(zhì)量的50%以上[16-17]。除氨基酸外，研究人員發(fā)現(xiàn)粗蛋白在鹿角頂部最多，中部和基部的蛋白含量相較于鹿角頂部顯著下降，而膠原蛋白含量則正好相反，在頂部含量最低，往基部逐漸增加[18]。近年來(lái)，已有一些關(guān)于鹿茸的分子生物學(xué)研究，這些研究表明，各種生長(zhǎng)因子在鹿茸周期性再生過(guò)程中表達(dá)[19-20]。如Lai等[21]的研究結(jié)果表明FGF-2誘導(dǎo)VEGF的表達(dá)，刺激并維持高速率的血管生成，為鹿茸的生長(zhǎng)發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。而多肽因其低毒性、腸道吸收快和潛在治療作用，越來(lái)越受到研究人員關(guān)注。王華等[22]從梅花鹿鹿茸中分離得到了相對(duì)分子質(zhì)量為200～600的小肽活性組分，有明顯的促成骨細(xì)胞作用。

除蛋白質(zhì)外，鹿茸中含有大量的多糖和脂質(zhì)，多糖和脂質(zhì)在鹿茸中的含量從頂部到基部逐漸降低[23]。鹿茸中總含糖量為1.682%，還原糖含量為0.575%，可溶性糖含量為1.143%[24]。已有研究結(jié)果顯示，鹿茸中粗脂肪含量最高，以及含有磷脂、飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸等多類(lèi)脂質(zhì)，尤其是睪酮，在所有鹿茸生長(zhǎng)期的樣本中都可檢測(cè)到[25]。

以上3類(lèi)生物活性成分隨著鹿茸發(fā)育時(shí)間的延長(zhǎng)含量逐漸降低，這些生物活性物質(zhì)是鹿茸在疾病治療中起作用的關(guān)鍵。提取、分離并研究這些生物活性成分，對(duì)研究鹿茸提取物在多種疾病中的作用機(jī)制和藥理基礎(chǔ)至關(guān)重要。

2 鹿茸提取物在腫瘤抑制研究中的作用

2.1 鹿茸提取物在前列腺癌中的作用

前列腺癌是男性最常見(jiàn)的非皮膚癌癥之一，死亡率僅次于結(jié)腸癌和肺癌，近年來(lái)前列腺癌的發(fā)病率持續(xù)上升，死亡率也隨之增加，盡管前列腺癌在早期一般是惰性的，一旦發(fā)展至晚期幾乎不可能治愈，因此，尋找前列腺癌的潛在治療靶標(biāo)是很重要的。

Tang等[26]于2015年首先發(fā)現(xiàn)了梅花鹿鹿茸在前列腺癌中有作用的第1例證據(jù)，一般認(rèn)為抗氧化活性在預(yù)防癌癥中起著重要作用，自由基清除活性測(cè)定法評(píng)價(jià)鹿茸3個(gè)部位的抗氧化活性，結(jié)果顯示鹿茸頂部抗氧化活性最好，越往基部越次，這樣的結(jié)果與此前關(guān)于鹿茸的生物活性成分相關(guān)研究結(jié)果一致。在試驗(yàn)中，經(jīng)鹿茸提取物處理后，前列腺特異性抗原(prostate-specific antigen，PSA)的表達(dá)下降，當(dāng)前列腺發(fā)生異常時(shí)，PSA水平增加，可用于追蹤前列腺癌病情發(fā)展。此外鹿茸提取物抑制了遷移相關(guān)基因MMP-9和VEGF的表達(dá)，前者參與腫瘤的發(fā)展時(shí)可促進(jìn)腫瘤的遷移，后者是重要的血管生成因子，在多種惡性腫瘤中高表達(dá)。鹿茸提取物增加了TIMP-1和TIMP-2的表達(dá)水平，其在血管生成因子的作用下可抑制靜態(tài)組織的增殖。Yang等[27]研究表明鹿茸蛋白可抑制PC-3M細(xì)胞的增殖能力，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，初步證明了鹿茸提取物無(wú)明顯毒性，具有比較好的生物安全性。

順鉑可抑制癌細(xì)胞的DNA復(fù)制過(guò)程，使其發(fā)生細(xì)胞凋亡，具有廣譜的抗癌活性，因此被廣泛用于癌癥治療，但會(huì)對(duì)肝腎產(chǎn)生副作用。Tang等[28]研究了鹿茸提取物對(duì)順鉑治療下的腎肝副作用的影響，順鉑和鹿茸提取物試驗(yàn)組相對(duì)于單一順鉑處理組的超氧化物歧化酶和過(guò)氧化酶的抗氧化活性顯著提高，腎肝病理壞死組織中腫瘤壞死因子α、白細(xì)胞介素1β和IL-6、環(huán)氧合酶-2和誘導(dǎo)型氧化氮合酶的表達(dá)水平降低，因此，鹿茸提取物可能具有抑制順鉑毒性以及抗前列腺癌的作用。后續(xù)他們發(fā)現(xiàn)了鹿茸提取物可降低前列腺特異性抗原和二氫睪酮水平，提高了睪酮水平，下調(diào)了MMP-2、MMP-9、VEGF、SNAIL1、TWIST1和ZEB1的表達(dá)，上調(diào)了TIMP-1、TIMP-2和上皮細(xì)胞鈣黏蛋白的表達(dá)，顯著抑制前列腺癌異種移植瘤生長(zhǎng)達(dá)65.08%[29]。

2.2 鹿茸提取物在乳腺癌中的作用

乳腺癌是由乳房組織發(fā)展成的癌癥，在女性癌癥中最常見(jiàn)，早期出現(xiàn)乳房腫塊、組織增厚等癥狀，后期惡性可轉(zhuǎn)移擴(kuò)散至其他部位，包括骨、肝臟和大腦。楊吉利等[30]通過(guò)建立乳腺癌骨轉(zhuǎn)移模型，鹿茸多肽給藥處理后發(fā)現(xiàn)，鹿茸多肽可抑制破骨細(xì)胞過(guò)度激活和維持成骨細(xì)胞增殖，保護(hù)骨質(zhì)，從而抑制腫瘤生長(zhǎng)。付程浩等[31]建立乳腺癌小鼠模型，以鹿茸提取物灌胃，處理后發(fā)現(xiàn)鹿茸提取物可降低健康鼠的總T淋巴細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，增加荷瘤小鼠總T細(xì)胞和B細(xì)胞的數(shù)量并降低髓性抑制細(xì)胞的數(shù)量，進(jìn)而增強(qiáng)了小鼠的免疫功能，抑制移植瘤的生長(zhǎng)。

Zheng等[32]用鹿茸水提物處理荷瘤小鼠后發(fā)現(xiàn)其可增加小鼠外周血CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞的比例，減少骨髓源性抑制細(xì)胞，通過(guò)調(diào)節(jié)小鼠免疫系統(tǒng)從而抑制小鼠4T1腫瘤的生長(zhǎng)。他們還發(fā)現(xiàn)鹿茸提取物可激活Cleaved Caspase3的表達(dá)，增加腫瘤細(xì)胞凋亡，降低了PECAM-1/CD31、MMP-2、MMP-9的表達(dá)水平，增大了CDH1/CDH2的比例，抑制了上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，表明鹿茸提取物中含有多種腫瘤抑制蛋白，可抑制乳腺癌的發(fā)展和轉(zhuǎn)移[33]。Xu等[34]發(fā)現(xiàn)，鹿茸提取物顯著減少形成的乳腺球的數(shù)量和大小，抑制乳腺癌細(xì)胞的侵襲，鹿茸提取物通過(guò)體外可削弱NF-κB信號(hào)通路進(jìn)而抑制乳腺癌細(xì)胞自發(fā)的或被TGF-β1增強(qiáng)了的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，表明鹿茸提取物在癌癥治療中是有價(jià)值的輔助治療手段。

2.3 鹿茸提取物在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和結(jié)腸癌中的作用

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是一種最常見(jiàn)、也是最具侵襲性的腦癌，癌癥初期癥狀不具特異性，并且發(fā)展迅速，病因以及預(yù)防方法都尚不清楚。最近有報(bào)道展示了鹿茸提取物在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤治療中的潛在能力。徐巖等[35]發(fā)現(xiàn)鹿茸多肽提取物可使大量處于增殖期的腫瘤細(xì)胞阻滯于G2/M期，抑制了腫瘤細(xì)胞的增殖。Chonco等[36]發(fā)現(xiàn)經(jīng)鹿茸提取物處理后癌細(xì)胞增值率降低了37.5%，集落形成能力降低了84.0%，遷移能力降低了39.0%，也證明了鹿茸提取物可誘導(dǎo)細(xì)胞周期的變化，促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡。

結(jié)腸癌是發(fā)生于結(jié)腸部位的消化道惡性腫瘤，吸煙、飲酒、高脂肪攝入和年齡增大等因素都可增加結(jié)腸癌風(fēng)險(xiǎn)。Kim等[37]早期發(fā)現(xiàn)鹿茸水提物可作為β-葡萄糖醛酸酶抑制劑，而β-葡萄糖醛酸酶活性高的人群患結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)更高，經(jīng)鹿茸提取物處理后的小鼠具有明顯更少的異常隱窩。Fraser等[38]以鹿茸提取物持續(xù)處理26周發(fā)現(xiàn)其不會(huì)增加AOM誘導(dǎo)的結(jié)腸腫瘤的發(fā)生率、遷移率或體積，表明鹿茸提取物具有生物安全性，不會(huì)增強(qiáng)結(jié)腸癌的發(fā)展或擴(kuò)散。

3 展望

鹿茸的生長(zhǎng)發(fā)育和周期性再生一直以來(lái)都是許多學(xué)者的研究重點(diǎn)，與腫瘤發(fā)展有非常相似的生長(zhǎng)過(guò)程，成為研究腫瘤的良好模型。鹿茸的相關(guān)研究從早期簡(jiǎn)單研磨服用到現(xiàn)今深入具體的分子機(jī)制研究，多關(guān)注于鹿茸頂部的鹿茸多肽。鹿茸多肽中可能含有相當(dāng)一部分的調(diào)節(jié)因子，影響癌細(xì)胞的周期進(jìn)程，對(duì)癌細(xì)胞的增殖、遷移和凋亡等多方面產(chǎn)生影響，抑制癌癥的發(fā)生發(fā)展。

現(xiàn)有報(bào)道表明，鹿茸提取物中必然含有一些抑癌因子，它們很可能在鹿茸提取物中也保持了活性，盡管不清楚活性具體能保留到什么程度，但可以確定鹿茸尖端因其活性物質(zhì)含量更多，所以鹿茸頂部的提取物中有活性的抑癌因子和調(diào)節(jié)因子更多。除了特定于骨肉瘤的原癌基因外，鹿茸很有可能包含特異性抑制鹿茸中其他快速生長(zhǎng)組織(皮膚、神經(jīng)或血管等)的癌癥相關(guān)因子。這些研究結(jié)果，為癌癥的治療開(kāi)辟了一個(gè)新的領(lǐng)域，證明了鹿茸以及鹿茸提取物的研究?jī)r(jià)值。

鹿茸提取物的提取和分離技術(shù)是進(jìn)一步深入研究鹿茸提取物的關(guān)鍵。目前鹿茸提取物的提取有水溶、鹽溶、醇溶、酶解、超微粉碎和高壓脈沖電場(chǎng)等多種方法，有的研究人員通常選用簡(jiǎn)單的水溶、醇溶或者酶解法，并沒(méi)有更加詳細(xì)去對(duì)比不同物質(zhì)采用不同提取方法后的收獲量以及提取物活性的多寡，選用合適的方法提取不同的生物活性成分并用于后續(xù)試驗(yàn)，可能對(duì)于鹿茸提取物的作用有更深入的認(rèn)知。此外，現(xiàn)有研究通常只對(duì)鹿茸干粉簡(jiǎn)單提取，都未曾對(duì)鹿茸提取物進(jìn)行分離，盡管鹿茸提取物的分離是一個(gè)相當(dāng)程度的難題，若能成功將生物活性成分分離成不同的單一分子，并去驗(yàn)證該分子在腫瘤抑制中的作用，那么該分子的作用機(jī)理和應(yīng)用前景可成為深入研究的目標(biāo)。

鹿茸提取物中不同抑癌因子之間的平衡也是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題，Chonco等[36]在T98G細(xì)胞株中觀察到了鹿茸提取物對(duì)T98G的明顯抑制作用，濃度越高抑制作用越明顯，但對(duì)于HACAT細(xì)胞株，鹿茸提取物卻只在0.5 mg/mL的低濃度下有抑制作用，這很可能是因?yàn)槁谷滋崛∥镏杏休^多的癌癥相關(guān)因子，甚至同一抑癌因子在不同細(xì)胞中起到不同的作用，抑癌因子之間的平衡可能是導(dǎo)致此現(xiàn)象的原因。

鹿茸提取物的研究前景非常廣闊，除腫瘤抑制外，已有相當(dāng)數(shù)量的報(bào)道表明鹿茸提取物在免疫、消炎、抗衰老、抗疲勞和抗應(yīng)激等多方面亦有效，研究鹿茸提取物中的生物活性成分及其具體生理機(jī)制，對(duì)更深入了解鹿茸再生生物學(xué)有著重要意義，為各種疾病治療提供了潛在策略。