皂角刺抗肿瘤作用研究新进展
【关键词】 皂角刺；抗肿瘤；作用机制
【摘要】 中药皂角刺的抗肿瘤作用近年来日益引起广泛关注，其作用机制呈现多层次、多部位和多靶点的特点，已被列为抗癌中草药之一。本文从其抗肿瘤作用的有效成分、作用机制等方面综述了国内外最新的研究进展。
【关键词】 皂角刺；抗肿瘤；作用机制
皂角刺，又称天丁、皂针等，为豆科植物皂荚(gleditsiasinensis lain.)的干燥棘刺，主要产于江苏、湖北等地。皂角刺的中医临床应用历史悠久，始载于《本草纲目》。能“消肿脱毒，妒乳，风疠恶疮，排脓，杀虫[1]。中药的抗肿瘤作用目前日益引起广泛关注，用皂角刺及其提取物治疗多种癌症疗效显著，已被列为抗癌中草药之一，国内外研究皂角刺的报道比较少，国内较偏重于生药学鉴定和临床功效的研究，本文就皂角刺的抗肿瘤成分、作用机制及临床应用现状做了较全面的总结，综述如下。
1 抗肿瘤有效成分及有效部位的研究
皂角刺的化学成分有黄酮苷、酚类、氨基酸、棕榈酸、硬酯酸、油酸、亚甾醇、谷甾醇以及二十九碳烷等，而这些成分不同程度的显示出抗肿瘤作用，其中黄酮类化合物显示了较强的抗肿瘤作用。WWW.11665.COM黄酮类化合物主要为黄颜木素(fustin即3，7，3，4四羟基黄酮)，非瑟素(fisetin3，7，3，4四羟基黄酮)并含有无色花青素等，而目前研究较多的主要是皂角刺的水煮醇沉物和其他有机溶剂提取物。
皂角刺热水浸出物对人体子宫颈癌培养株jtc6抑制率为50％～70％，对小鼠肉瘤s180也有抑制作用，皂角刺和皂角树枝水煎剂可用来治疗鼻咽癌[2]。皂角刺还可治疗软腭乳头状癌、鼻咽癌淋巴结转移及胃癌，均取得很好的疗效。许哲[3]从皂角刺的乙醇提取物中分离得到8种化合物，采用四甲基偶氮唑盐(mtt)比色法测定这8个化合物的体外抗肿瘤活性成分，首次发现两种黄酮类化合物黄颜木素和3(acetoxyolean12en28oic acid，它们对体外培养的人肝癌细胞株bel7402、人宫颈癌细胞株hela、人纤维肉瘤细胞株ht1080、人口腔表皮样癌细胞株kb、人肺癌细胞株a549、人胃腺癌细胞株sgc7901、小鼠肝癌细胞株hepg2等7种肿瘤细胞的生长有较强的抑制作用。黄颜木素除对a549之外的6种肿瘤细胞株抑制作用良好，ic50为11.34(19.32mg(l-1；而另一种化合物对肿瘤细胞株增殖的抑制作用ic50为11.61(18.73 mg(l-1。
李万华[4]等采用有机溶剂萃取、反复柱层析方法分离纯化皂角刺中黄酮类化合物，并通过nmr、ms等波谱技术确定其化学结构，最终鉴定出两种黄酮类化合物。用elisa(酶联免疫吸附)的方法检测发现其中一种化合物对组织蛋白酶b（cb）有明显的抑制作用。用正丁醇从皂角刺中提取得到两个三萜类化合物，经鉴定为刺囊酸(echinocystic acid)和皂荚皂甙c(gleditsia saponin c)。国外在研究皂角刺的抗诱变作用时，提取分离到了一个三萜类物质和四个类固醇类物质[5]，对抗肿瘤作用的研究也有重要意义。
2 抗肿瘤作用机制的研究
2.1 对突变性p53蛋白表达的影响野生型p53基因即抑癌基因，在细胞正常生长过程中起着重要的调节作用，使细胞停滞在gl期，参与dna损伤的修复、细胞周期调控、细胞凋亡及抑制血管生成等过程。p53还能抑制cmyc、ras基因对细胞的转化作用。一旦p53基因丢失或突变，失去对细胞生长的抑制作用，便具有癌基因的活性，促进细胞转化和过度增殖，导致肿瘤的发生，即可诱发多种癌变。
李青旺[6]等研究皂角刺醇提物对小鼠宫颈癌u14生长的抑制作用时，用免疫组化sp法检测增殖细胞核抗原（pcna）和突变型p53蛋白阳性细胞表达数对小鼠宫颈癌u14生长抑制的结果表明，皂角刺的醇提物对小鼠的宫颈瘤细胞生长有明显的抑制作用，突变型p53蛋白表达水平明显降低(p＜0.05)，说明p53突变在肿瘤发生中起恶性转化功能，皂角刺醇提物抑制肿瘤生长与抑制p53突变有关。pcna是存在于细胞核内的一种蛋白质，即dna聚合酶8的辅助蛋白，与dna的复制密切相关，它对细胞由g1期(dna合成前期)向s期(dna合成期)过渡起着重要的调节作用，与肿瘤细胞的增殖密切相关，pcna的表达与p53蛋白也同步性的降低，表明皂角刺对pcna的表达有抑制作用。因此，皂角刺的抗肿瘤机制可能与抑制pcna和突变型p53的表达有关。
2.2 对肿瘤坏死因子(tnf)的影响 肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,tnf)对肿瘤细胞增殖具有直接的抑制作用和细胞溶解作用。tnf主要有二类，一类是由激活的巨噬细胞(m()产生的肿瘤坏死因子称tnf-(，另一类是由激活的t淋巴细胞(lt)产生的淋巴毒素称tnf-(。tnf是一种有着极其广泛生物学活性的细胞因子，具有2种特异性受体，tnf诱导的各种反应都是通过与细胞表面两类特异性受体相互作用而产生的，其生物学功能大部分由tnf受体1(tnf receptor 1，tnfr1)介导[7]。tnfr1与tnf(及tnf(均有结合活性，当tnf(与tnfr1结合后，一方面可以介导凋亡信号引起细胞凋亡，在抗肿瘤和抗病毒感染中发挥重要作用；同时也参与自身免疫性疾病和败血症中对自身组织细胞的损伤。tnf(三聚体与tnfr1结合后可诱导自身及其下游蛋白死亡结构域的聚集。
研究显示[8]，受体作用蛋白(receptorinteracting protein，rip)通过死亡结构域与含有死亡结构域的tnfr1结合蛋白(tnfr1 asociated death domain protein，tradd)结合，可进一步激活tnfr相关因子2(tnfr associated factor 2，traf2)，活化的traf2再激活2个独立的信号传导途径：①可通过磷酸化作用激活nf(b诱导激酶，nf(b转位至细胞核激活多种基因的转录，主要包括抗凋亡基因如细胞凋亡抑制蛋白基因1、2，通过抑制半胱天冬蛋白酶8(caspase8)的活化等途径发挥抗凋亡作用。traf2还可与凋亡信号调节激酶，转化生长因子(活化激酶，促分裂原激活的相关蛋白激酶等分子相互作用并最终激活cjun氨基端激酶(cjun nh2terminal kinase，jnk)，通过jnk/sapk途径抗凋亡。②rip相关死亡蛋白(rip associated death domain protein，riadd)亦可通过死亡结构域与rip连接，其n端有easpase募集区，raidd通过该区激活easpase2，诱导凋亡。研究tnfr1的信号传导通路及其在疾病尤其是肿瘤中的作用机制，对于进一步阐示肿瘤的发病机制和抗肿瘤药物的开发都具有重要的意义。越来越多的研究发现tnf在肿瘤的治疗中发挥着重要的作用，很多中药提取物的抗肿瘤作用机制与tnf有关。曹学峰[9]利用酶联检测皂角刺总黄酮对icr小鼠腹腔巨噬细胞释放肿瘤坏死因子发现，其对tnf有明显的调节抑制作用。
2.3 对组织蛋白酶b(cathepsin b,cb)的影响 cb是溶酶体内半胱氨酸蛋白水解酶，易被巯基试剂抑制，又称巯基酶。研究表明，cb在癌细胞转移过程中，能直接地溶解或者间接地激活能够溶解细胞外基质，如胶原蛋白、层粘连蛋白、基底膜等成分的酶来促进肿瘤细胞向深部组织浸润，从而为癌细胞的移动打开通道。利用原位杂交及免疫组化技术研究发现，cb在多种肿瘤细胞，如胃癌、肺癌、肠癌、乳腺癌、前列腺癌、肾癌等癌细胞中均有较高的表达,在癌周间质细胞及血管内皮细胞cb增强表达。李万华[10]等研究皂角刺中黄酮类活性成分时，采用有机溶剂萃取、反复柱层析的方法，分离纯化皂角刺中黄酮类化合物，通过nmr，ms等波谱技术确定其化学结构，并进行细胞模型的体外活性筛选，用elisa(酶联免疫吸附)方法，发现其中一种化合物对cb表现出明显的抑制活性。
组织蛋白酶b在癌细胞的调节机制为转录水平和翻译后水平的调节，其最为合理的调控机制是前体mrna的旁路剪切5‘或3’端以及mrna的过表达。通过旁路剪切5‘端或3’端不翻译区能得到多种形式的mrna转录物，除了全长的转录物，其余的缺少exon2或同时缺少exon2、exon3。正常时转录起始于编码信号肽的exon3，而肿瘤发生时exon2，exon3以及激活前体蛋白肽的7个氨基酸残基缺失，形成了特殊的mrna产物，因其缺失信号肽，所以蛋白质合成后，不能沿内质网途径进入溶酶体，而弥散于胞浆中，发挥水解作用[11]。体外实验发现cb可以降解纤连蛋白、i型胶原蛋白、ⅳ型胶原蛋白和层粘连蛋白等细胞外基质成分，而且诸多实验证实cb分布在肿瘤细胞外围[12]，并且还可以激活能够降解细胞外基质的尿激酶型纤溶蛋白酶原激活剂、基质金属蛋白酶等肿瘤细胞侵袭转移又必须降解细胞外基质成分，因此认为cb在肿瘤细胞向深部组织浸润和远处转移的过程中起重要作用。近来很多研究人员通过反义或rna干扰技术联合沉默cb及其他蛋白酶类，在抑制肿瘤血管生成和侵袭转移作用等方面取得了明显的进展，随着对cb作用及调控机制的深入研究和分子生物学技术的飞速发展，cb可望成为肿瘤基因治疗的新靶点和辅助诊断的指标。
2.4 对细胞凋亡(pdc)影响 中药治疗癌症的作用是多靶点、多机制的，其中机制之一是诱导癌细胞凋亡。细胞凋亡(apoptosis)又称为程序性死亡，是由基因控制的细胞自我消亡过程，细胞调亡的过程实际上是caspase不可逆有限水解底物的级联放大反应过程。分子肿瘤学的研究发现，某些癌基因和抑癌基因，如cmyc、p53和bc12的主要功能就是调节细胞凋亡，从而影响肿瘤的发生与发展，还有对信号转导的调控。
近年来这方面的研究比较多，张长城[13]等研究发现皂角刺皂苷(ssg)对前列腺癌pc3细胞具有抑制增殖和诱导凋亡的作用。200mg·l-1的ssg对前列腺癌pc3细胞的凋亡率为16.50%；用醇提出的ssg处理后，检测到ssg对前列腺癌pc3细胞抑制率可高达97.24％。细胞凋亡作用机制的具体过程实际上是caspase不可逆有限水解底物的级联放大反应过程，caspases在细胞内以无活性的酶原形式存在，具有半胱氨酸激活位点和底物裂解位点，caspases c端同源区具有半胱氨酸激活位点和底物裂解位点，当作用于胞内特异性底物后将引起细胞凋亡[14]。在细胞发生凋亡时，核纤层蛋白作为底物被caspase在一个近中部的固定部位所裂解，从而使核纤层蛋白崩解，导致细胞染色质的固缩。caspase可作用于几种与细胞骨架调节有关的酶或蛋白，改变细胞结构。导致其活性下降，如caspase可裂解凝胶原蛋白而产生片段。caspase还能灭活或下调与dna修复有关的酶、mrna剪切蛋白和dna交联蛋白。由于dna的作用，这些蛋白功能被抑制，使细胞的增殖与复制受阻并发生凋亡。细胞凋亡受到严格调控在正常细胞caspase处于非活化的酶原状态,凋亡程序一旦开始，caspase被活化后发生凋亡蛋白酶的级联反应，发生不可逆的凋亡。现已发现多种凋亡抑制分子，包括p35，crma，iaps，flips以及bcl一2家族的凋亡抑制分子，这些凋亡抑制分子对肿瘤细胞的凋亡过程有重要的调节作用。
3 临床应用
皂角刺是我国传统中药材，在临床上已经有很久的应用历史，中医临床上作为治疗癌症的配伍药之一，主要是与其它中药组成方剂，常被用来治疗乳腺癌、肺癌、食管癌、肠癌和宫颈癌等多种癌症。有学者研究针剂对移植性肿瘤的抑制实验[15]，将肿瘤细胞移植到小鼠身体，研究按中医理论研制的由皂角刺等中药组成的注射剂814静脉注射液，发现其对5种移植性肿瘤有明显的效果，抑制率均大于30%其中对ul4、eac、hsc的抑制率超过了50%。还有很多临床研究发现皂角刺可用于治疗肺痈、卵巢癌、胃癌、鼻咽癌等。张娟[16]采用黄芪、皂角刺等组成复方治疗肺癌，疗效显著。熊燕子[17]等采用黄芪、皂角刺等中药结合西医方法治疗32例中晚期肺癌患者，与32例单纯化疗肺癌患者比较，前者不但提高疗效，且毒副作用减少。皂角刺和皂角树枝水煎剂可用来治疗鼻咽癌。皂角刺还可治疗软腭乳头状癌、鼻咽癌淋巴结转移及胃癌，均取得很好的疗效。
4 展望
皂角刺作为传统中药材，来源广泛，价格低廉，具有较好的抗肿瘤作用及其它抗肿瘤药物及抗肿瘤治疗手段所不具备的一些优点，它的毒副作用小，疗效确切，抗肿瘤机制从多个层面、多个环节、多个部位发挥作用，显示出明显的多靶点效应，表明皂角刺是一种具有巨大开发潜力的抗肿瘤的药物。目前皂角刺的抗肿瘤作用研究并不多，我国主要偏重于生药学鉴定及临床应用，尤其是作用成分提取分析还仅限于醇类的提取分离，随着对其化学成分的生物活性和抗肿瘤机制研究的不断深入，皂角刺将广泛应用于医药学领域，为治疗人类疾病做出更大的贡献。
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