黄酮类化合物抗肿瘤作用研究进展

黄酮类化合物抗肿瘤作用研究进展

任涛刘红许红蕾

任涛刘红许红蕾（天津第二五四医院天津300141）

【摘要】收集近期黄酮类化合物在肿瘤防治研究中的文献资料进行分类管理。黄酮类化合物被认为是颇具应用前景的新抗癌药或抗癌辅助药。本文主要对黄酮类化合物的抗肿瘤作用进行了总结概括。

【关键词】黄酮类化合物抗肿瘤研究进展

【中图分类号】R73-36【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2013）05-0081-02

黄酮类化合物（flavonoids）,又名生物类黄酮化合物（bioflavonoids）,泛指两个具有酚羟基的苯环（A-与B-环）通过中央三碳链原子相互连接而成的一系列化合物，其基本母核为2-苯基色原酮（2-phenylchromones）。根据中央三碳链的氧化程度、B-环连接位置（2-位或3-位）以及三碳链是否构成环状等特点，可将主要的天然黄酮类化合物分为：黄酮类（flavones）、黄酮醇（flavonol）、二氢黄酮类（flavonones）、二氢黄酮醇类（flavanonol）、花色素类（anthocyanidins）、黄烷-3，4二醇类（flavan-3,4-diols）、双苯吡酮类（xanthones）、查尔酮（chalcones）和双黄酮类（biflavonoids）等十五种。[1]黄酮类化合物在植物界分布很广，在植物体内大部分与糖结合成苷类或碳糖基的形式存在，也有以游离形式存在的。

由于黄酮类化合物对人体的正常细胞低毒甚至无毒，而对肿瘤细胞有细胞毒性和治疗作用，黄酮类化合物的抗癌活性研究已成为肿瘤防治研究中的一个热点，被认为是颇具应用前景的新抗癌药或抗癌辅助药。本文对目前黄酮类化合物抗肿瘤作用研究进行了总结概括。

1黄酮类化合物的抗肿瘤作用

曾秋红[2]采用MTT法，研究半枝莲中5个黄酮类成分（野黄芩苷、芹菜素、木犀素、4’-羟基汉黄芩素和黄芩素）体外对人肝癌细胞株HepG-2、人结肠癌细胞株SW480、人胃癌细胞株MGC-803、急性早幼粒细胞白血病细胞株HL-60、人白血病细胞株K562的增殖抑制作用。结果显示，5个黄酮类化合物对选定的5种肿瘤细胞株均有一定抑制作用：黄芩素、芹菜素和4’-羟基汉黄芩素对慢性粒细胞白血病细胞株K562抑制效果好；木犀草素对结肠癌细胞株SW480抑制作用最强；黄芩素、木犀草素对肝癌细胞株HepG-2抑制效果较强。

槲皮素是一种天然的五肽羟基生物黄酮，郭二坤等[3]通过建立C6大鼠脑胶质瘤模型，探讨槲皮素对C6大鼠脑胶质瘤的抑制作用。结果显示，胶质瘤体积显著减少，电镜及HE染色观察到瘤细胞增殖受到抑制，瘤细胞密度减小，且出现多量的凋亡细胞，并可见大片状坏死灶。

何光志等[4]采用不同剂量的皂角刺总黄酮对人肝癌细胞株HepG2的体外敏感性和荷瘤小鼠进行体内实验。结果显示，体外实验2.0-0.75mg/L浓度下皂角刺总黄酮对肝癌细胞的增殖有明显的抑制作用，体内实验50、100和150mg/kg剂量对小鼠生命延长率分别为50.2%、67.2%、74.6%，抑瘤率分别为55.3%、55.4%和60.3%。

2抗肿瘤作用机制

阻滞肿瘤细胞增殖周期细胞周期的调节既能影响细胞分裂又能影响细胞凋亡。通过细胞周期阻滞来诱导凋亡成为抗肿瘤新药的一个新靶点。研究表明，黄酮类化合物能够作用于细胞周期的某一环节，而使细胞增殖周期受阻，诱导其发生凋亡。有研究[5-8]显示，槲皮素对多种恶性肿瘤细胞，如人胰腺癌BxPC-3细胞、乳腺癌MCF-7细胞、前列腺癌DU-145细胞、人骨肉瘤HOS细胞等均有生长抑制作用，且对不同肿瘤细胞的周期阻滞阶段不同，如阻滞G0/G1期、S期或G2/M期，并诱导细胞凋亡。任秀聪等[9]应用流式细胞技术研究显示，芹菜素可能通过阻断卵巢癌细胞株SKOV3于G2/M期而诱导细胞进入程序性死亡，从而起到抑制SKOV3细胞生长的作用。林增海等[10]利用CCK-8法检测不同时间和剂量的槲皮素对人结肠癌SW480细胞的生长影响，结果证实槲皮素在20-160umol/L对结肠癌SW480细胞均有抑制作用，且呈时间、剂量相关性。又利用流式细胞术分析发现，细胞周期中G2/M期细胞百分比明显增加，提示槲皮素可能通过阻滞SW480细胞于G2/M期，而后诱导细胞死亡，起到抑制SW480细胞生长的作用。

诱导肿瘤细胞凋亡细胞凋亡,也称细胞程序性死亡，是有核细胞通过启动自身的遗传机制，主要通过激活内源性DNA内切酶而发生的自动死亡过程。肿瘤细胞的凋亡过程与多种基因直接密切相关。促进细胞凋亡作用的有Fas、Bax、P53等基因，凋亡抑制基因家族有Bcl-2、c-myc等。杨娴等[11]以黑色素瘤人A375和小鼠B16细胞为工作模型，观察白花蛇舌草总黄酮（FOD）对肿瘤细胞的影响。通过流式细胞术检测，当药物浓度为12.5mg/L时，FOD对A375细胞具显著凋亡作用;药物浓度达到25mg/L时，FOD对B16细胞具明显诱导凋亡作用，且这种作用与药物浓度、作用时间可能存在依赖关系。李明勇等[12]实验显示，芹菜素（AP）可增强顺铂（DDP）对人鼻咽癌CNE-2细胞增殖的抑制作用和诱导凋亡作用，其机制可能与上调bax和下调bcl-2的表达，导致bcl-2/bax比值下降有关。山奈酚是植物界中广泛存在的黄酮类化合物，赵娟等[13]采用WesternBlotting技术，用山奈酚处理人小细胞肺癌H446细胞24h后，可检测到Bax蛋白表达随山奈酚处理浓度增大而不断上调，而bcl-2蛋白表达量下降。Bax基因促进细胞凋亡，而bcl-2基因为长寿基因，沉默该基因可以抑制肿瘤细胞的生长增殖。

抗肿瘤血管生成1971年,美国学者Folkman提出了“肿瘤生长依赖于血管新生”学说,自此抗肿瘤血管生成逐渐成为肿瘤研究的热点之一。血管内皮生长因子（VEGF）为血管内皮的特异性有丝分裂原，是目前发现的最强有力的特异性促血管生成因子。白杨素为黄酮类化合物，宋轶钦等[14]通过建立人宫颈癌裸鼠移植瘤模型，利用免疫组织化学SP染色法观察白杨素衍生物6，8-二-三氟甲基-7-乙酰氧基白杨素（dFMAChR）对人宫颈癌移植瘤VEGF表达的影响，结果显示用药组VEGF积分光密度明显低于对照组，表明dFMAChR能降低VEGF在肿瘤组织的表达，并可能通过此途径抑制肿瘤血管的形成。李轩报道[15]，Fotsis等人研究发现三羟异黄酮分别能抑制血管内皮细胞增殖和体外血管发生，表明三羟异黄酮可通过强有力的抑制血管生成的能力来抑制肿瘤的进展。

抑制基质金属蛋白酶（MMPs）分泌基质金属蛋白酶（MMPs）是肿瘤细胞对正常组织的侵袭和转移过程中重要的调节因子，可以水解很多细胞内和细胞外以及细胞膜上的底物，影响多种细胞的行为，当MMPs表达异常时，很多病理会改变甚至恶化。孟勇等[16]利用明胶酶谱法，显示高转移人结肠癌SW480细胞能够分泌MMP-2及MMP-9，经不同浓度(0、30、60、90umol/L)槲皮素处理后，SW480细胞MMP-2及MMP-9分泌受到抑制。其中30umol/L处理组与对照组之间的MMP-9的分泌量存在统计学差异（P<0.05）,其余各组间差异也具统计学意义（P<0.01），提示槲皮素能够通过抑制MMP-2及MMP-9分泌来抑制结肠癌SW480细胞的侵袭能力。

抑制端粒酶活性端粒酶（telomerase）是一种RNA逆转录酶，具有逆转录酶活性，能以自身RNA亚单位为模板合成端粒DNA，维持细胞染色体端的活性，从而使细胞具有无限增殖性。端粒酶活性对维持端粒长度和细胞长期生存有重要意义。大多数正常的人体细胞检测不到端粒酶活性，而大多数恶性肿瘤有端粒酶活性的表达，这些肿瘤细胞的端粒长度比正常细胞短很多，但端粒酶的活化稳定了严重缩短的端粒，肿瘤细胞得以过度增殖乃至永生化。因此，端粒酶是抗肿瘤的重要候选靶点。姜黄素为二酮类化合物，黄小荣等[17]利用StretchPCR-银染法检测姜黄素对人喉癌细胞株Hep-2端粒酶活性的作用，将60umol/L姜黄素作用于Hep-2细胞24、48、72h后，与对照组相比，端粒酶活性总光密度值（IOD）分别下降23.19%、60.28%、70.15%，各时间组间有显著性差异（P〈0.01）。此实验表明，对细胞端粒酶活性的抑制可能是姜黄素抑制Hep-2细胞增殖的重要机制之一。

调节机体免疫功能机体免疫系统具有限制肿瘤细胞生长的能力，中药对荷瘤机体的免疫调节作用是较为重要的抗肿瘤机制之一。在荷瘤状态下，T细胞功能不全和受抑制使机体抗肿瘤能力下降，表现为T细胞数量减少、功能改变、T细胞亚群比例失调。黄明玉等[18]通过建立小鼠H22肝移植瘤模型,观察山茶花总黄酮(TFC)对H22肝移植瘤生长的抑制作用,结果显示TFC高、中剂量组能明显增加小鼠脾和胸腺指数，并能显著提高巨噬细胞吞噬功能和淋巴细胞转化能力，提示TFC能有效阻止肿瘤机体免疫器官的萎缩，从而起到免疫激活作用，而阳性对照组（环磷酰胺）对这些免疫指标具有消弱作用。

逆转肿瘤细胞多药耐药据美国癌症协会统计，90%以上的肿瘤患者死于不同程度的耐药[19]。多药耐药(MDR)是指肿瘤细胞对一种化疗药物产生耐药的同时,对其他结构不同、作用机制不同的药物也产生耐药的现象，是肿瘤化疗最大的障碍之一。王术华[20]通过MTT法考察黄芩苷对人肝癌多耐药细胞Bel-7402/ADM的逆转作用，结果显示，黄芩苷能通过抑制MDR1部分基因产物P-gp、MRP、GSH/GST的表达和诱导细胞凋亡来逆转Bel-7402/ADM的多药耐药性。GSH是存在于生物细胞内最重要的非蛋白巯基化合物，可与抗肿瘤药物的自由基和过氧化物结合，从而降低抗肿瘤药物的细胞毒性，使肿瘤细胞产生抗药性。许静等[21]通过实验研究发现,木犀草素能显著抑制GST-Л蛋白的转录与表达,木犀草素预处理可使GSH含量明显下降,从而恢复白血病耐药株K562/A02对化疗药物的敏感性,其相对逆转效率第1、3、5d分别为10.7%、42.7%、15.8%。

3展望

随着医药技术的不断发展和人们对黄酮类化合物研究的不断深入，越来越多具抗肿瘤作用的黄酮类化合物被发现。了解已知具有好的抗肿瘤活性的黄酮类化合物的作用机制对于我们寻找新的抗肿瘤药物靶点及抗肿瘤药物的设计具有重要意义。但在很多方面，例如：作用机制、吸收和代谢机制、作用靶点、信号传导途径、药理活性选择性差，我们还缺乏足够的了解。因此，我们仍需对对黄酮类化合物进行深入研究，特别是其构效关系，在构效关系基础上设计出以黄酮类化合物为先导的化合物并对其结构改造和优化，以期开发出具有高靶向性、广谱、低毒的新一代抗肿瘤药物。

参考文献

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