【关键词】  龙葵碱；作用机制；肿瘤；综述

龙葵(solanum nigrum l.)别名苦菜、苦葵、老鸦眼、天茄子,为茄科1年生草本植物,分布于全国各地,以东北、华北为多。龙葵具有清热解毒、活血消肿、利水通淋功效,临床上用龙葵水煎剂或注射剂治疗宫颈癌、食道癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、绒毛膜上皮癌、卵巢癌、肉瘤等多种恶性肿瘤,均取得了一定的疗效。其主要成分为生物碱,龙葵碱是从龙葵的全草或未成熟的果实中提取分离出的一种生物碱,研究表明其对s180、h22荷瘤小鼠有显著的抗肿瘤活性。现就龙葵碱抗肿瘤作用机制的研究进展综述如下。

　　1  对肿瘤细胞膜的作用

　　1.1  对肿瘤细胞膜流动性的影响

    膜脂流动性的变化是膜组成成分变化的体现,膜流动性的改变将影响细胞的正常生理功能。膜脂适合的流动性是膜蛋白正常功能表现的必要条件,如果超出正常范围,生物膜就会产生异常的变化。已经发现许多疾病病变细胞膜或红细胞膜的流动性异常。例如,急性淋巴细胞白血病患者淋巴细胞膜的流动性明显高于正常人。季氏等[1]研究发现,龙葵碱可显著降低h22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜流动性,其中高、中剂量组微粘度显著升高；环磷酰胺也有同样作用,但疗效较龙葵碱组弱。由此推断,龙葵碱可以恢复肿瘤细胞膜的流动性,从而恢复细胞的正常生理功能,起到抗肿瘤的作用。

　　1.2  降低肿瘤细胞膜蛋白水平

    膜蛋白是膜的重要组成部分,其与肿瘤密切相关。www.11665.com膜蛋白的变化将导致膜的通透性、渗透压、膜电位、跨膜转运能力、外信号向内传导的变化,导致细胞丧失正常的细胞内环境,使细胞核内信息指令异常,导致细胞分裂速度、细胞恶性行为的获得异常。季氏等[1]观察了龙葵碱对h22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜蛋白水平的影响,发现龙葵碱各剂量组膜蛋白含量显著降低,其中以高剂量组最为明显。从而推断,龙葵碱是通过影响肿瘤细胞膜上的一类或几类蛋白的数量和种类,恢复细胞的正常生理活性,达到抗肿瘤目的。

　　1.3  降低肿瘤细胞膜唾液酸水平

    细胞膜唾液酸(sa)是细胞膜上糖蛋白和糖脂链末端的残基,广泛分布于哺乳动物细胞膜表面,为细胞负电荷的主要来源,亦为细胞膜受体的重要成分,参与细胞分化,癌细胞的转移,细胞的识别、粘附和接触抑制等生理过程。因此,细胞膜上sa含量的改变将导致细胞内一系列生物学变化。研究发现,随着肿瘤的生长,腹水和血清中sa水平增加,并与肿瘤的生长和类型具有相关性,细胞膜表面sa水平与肿瘤的恶性程度有关。肿瘤细胞比正常细胞更易产生sa[2]。sa在肿瘤的病理过程中具有“抗识别作用”,许多癌化的细胞表面富含sa粘蛋白,其水平高达膜上蛋白总水平的0.5%,而在正常细胞表面,这类成分没有或很少,因此认为这是癌细胞逃避免疫攻击的机制,并且和癌细胞的转移有关[3]。将癌细胞分离出来,用唾液酸苷酶除去细胞表面的sa,再注入体内,结果导致体内原有的癌细胞解体或消失。龙葵碱使h22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜上sa水平明显降低[4],由此推测,龙葵碱可能属抗肿瘤药物中的代谢药,主要影响dna的合成。

　　1.4  降低肿瘤细胞膜封闭度

    细胞膜在等渗溶液中能重新封闭起来,恢复对大分子和阳离子的通透屏障,形成封闭影泡。测定红细胞膜重新封闭能力的指标即封闭度。龙葵碱与环磷酰胺均可明显降低h22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜封闭度,其结果有可能导致肿瘤细胞的解体和死亡[4]。

　　1.5  对肿瘤细胞膜atp酶的影响

    atp酶存在于组织细胞膜及细胞器膜上,是细胞膜蛋白的组成部分。其作用在于保持细胞膜内外的离子平衡和离子浓度差,对细胞容积、渗透压、营养物质的进入起着重要作用。机体在疾病状态下atp酶的活性会发生改变,因此,atp酶的活性是各种细胞能量代谢及功能有无损伤的重要指标。近年来的大量研究表明,肿瘤细胞的atp酶活性显著升高,这可能是肿瘤组织异常增生的物质基础之一。

    季氏等[5-6]研究表明,龙葵碱可显著抑制s180和h22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜na+-k+-atpase及ca2+-mg2+-atpase的活性,其中37.50 mg/kg组s180和h22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜na+-k+-atpase活性显著降低,s180荷瘤小鼠肿瘤细胞膜ca2+-mg2+-atpase活性也显著降低,但h22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜ca2+-mg2+-atpase活性降低作用并不十分显著；中剂量组h22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜ca2+-mg2+-atpase活性降低作用十分显著；低剂量组则无统计学意义。龙葵碱对肿瘤细胞膜na+-k+-atpase及ca2+-mg2+-atpase的抑制作用使肿瘤细胞的异常增生受阻,使其细胞代谢的能量不足,无法进行细胞增殖,从而发挥抗肿瘤作用。

　　2  抑制肿瘤细胞增殖

    湛氏等[7]研究发现,龙葵碱与肝癌细胞株smmc7721、胃癌细胞株nkm45作用后的atp含量明显下降,与5-氟脲嘧啶无明显差异,提示龙葵碱能够抑制smmc7721、nkm45细胞的增殖。

    季氏等[8]将s180和h22荷瘤小鼠分为龙葵碱37.50、18.75、9.37 mg/kg组及阴性对照组和环磷酰胺30 mg/kg组。利用激光共聚焦扫描显微镜,分别测定各组肿瘤细胞中的dna和rna。结果表明,小鼠皮下注射龙葵碱剂量为37.50和18.75 mg/kg时,s180和h22荷瘤小鼠肿瘤细胞rna水平明显降低,dna水平明显增高,表明肿瘤细胞内dna转录形成rna的代谢受到抑制,这也意味着肿瘤细胞内基因产物——蛋白质的合成受阻,从而抑制肿瘤细胞的生长。给药组rna和dna的比值与阴性对照组比较差异有统计学意义,表明37.50、18.75 mg/kg龙葵碱对s180和h22荷瘤小鼠肿瘤细胞dna和rna的代谢有逆转作用。提示龙葵碱降低s180和h22荷瘤小鼠肿瘤细胞rna和dna的比值可能是其抗肿瘤作用机制之一。

　　3  诱导肿瘤细胞凋亡

    高氏等[9-10]研究发现,龙葵碱能够引起细胞膜电位降低,即pt孔道(线粒体通透性改变孔道,permeability transition)开放。pt孔道的开放导致细胞内ca2+被动转运,使细胞内[ca2+]升高,从而启动细胞凋亡机制,起到抗肿瘤的作用。

    pt开放的后果可导致膜内外离子趋于平衡的流动,引起线粒体基质高渗,使线粒体体积改变,由于线粒体内膜折叠面积比外膜大,而引起外膜断裂。伴随着线粒体外膜的断裂,原来位于线粒体内的细胞色素c就会被释放到胞浆中,激活caspases相关酶,从而导致细胞凋亡的发生。caspases酶家族现已发现14种以上家族成员,但并不是所有caspases都参与细胞凋亡反应,只有caspase-3、caspase-6、caspase-7是引起细胞凋亡的具体执行酶,其中的caspase-3处于枢纽地位,作用尤其重要。高氏等[11-12]采用激光共聚焦扫描显微术(confocal)和western blot方法观察龙葵碱对人肝癌hepg2细胞caspase-3的影响。confocal结果表明,龙葵碱组不同给药浓度均能够升高hepg2细胞内caspase-3的含量,并呈剂量依赖性。western blot实验结果表明,随着给药剂量的增加,caspase-3的量逐渐增加,这一结果是与confocal得出的结果是相同的。因此,龙葵碱可以上调caspase-3蛋白含量,促进细胞凋亡的发生。

    bcl-2是一种抗凋亡基因,与细胞凋亡密切相关,同时与线粒体有着紧密的联系。bcl-2蛋白位于核膜、内质网膜和线粒体膜等细胞膜结构上,其中在线粒体外膜上分布最多。但hockenbery等认为bcl-2蛋白是一个线粒体内膜蛋白,线粒体上的bcl-2多位于pt孔处,具有抑制线粒体通透性变化的能力,并通过此途径抑制细胞凋亡。同时bcl-2还能抑制线粒体释放细胞色素c,从而阻止caspase酶的激活,同样抑制细胞凋亡的发生。

　　confocal结果表明,龙葵碱能够抑制bcl-2的活性,随着龙葵碱浓度的增大,荧光强度呈剂量依赖性减小,western分析bcl-2蛋白含量也得到了相同的结论,即随着给药剂量的增加,bcl-2蛋白含量呈剂量依赖性降低。龙葵碱对bcl-2的抑制作用最终从直接和间接两个方面激活caspase-3蛋白,诱导hepg2细胞凋亡。同时,通过激光共聚焦对bcl-2和caspase-3蛋白采集的图像可以看出,龙葵碱只是影响蛋白的含量,对蛋白在细胞内的分布没有影响[11-12]。

　　4  对红细胞免疫功能的作用

    由于红细胞结构简单,因此在很长一段时间里,人们认为红细胞的功能仅在于氧气及二氧化碳的体内运输功能。随着研究的不断深入,发现红细胞具有免疫粘附能力,并具有促进白细胞吞噬作用；有学者在发现红细胞有多种免疫能力后,提出了“红细胞免疫系统”这一概念,使红细胞免疫学得以迅速发展。后又有学者提出红细胞在阻止恶性肿瘤转移方面甚至比其他细胞起着更重要的作用。这些发现及以后的许多研究均证实了红细胞免疫系统是一个完整的免疫体系,同时也是一个至关重要的免疫子系统。

    红细胞膜sa的减少,导致红细胞免疫活性降低。同时,sa的减少促进红细胞的老化,使红细胞凝集性、胞膜的脆性增加,细胞崩解破裂、数量减少,从而影响红细胞的正常生理生化功能,可能导致肿瘤患者常伴有贫血的发生。由于sa的减少,使其不能有效地清除循环免疫复合物,致使其大量沉积血管基,最终激活补体造成免疫损伤。季氏等[13]研究发现,龙葵碱升高了红细胞表面的sa,这可能是龙葵碱抗肿瘤的作用机制之一。
   
　　红细胞封闭度是测定红细胞重新封闭能力的指标,红细胞封闭度改变即可体现出红细胞膜功能改变。龙葵碱对红细胞膜的封闭度具有升高作用,说明龙葵碱可增加荷瘤小鼠红细胞膜的重新封闭能力,增加红细胞膜的稳定性,改善红细胞膜的结构和功能,从而提高红细胞的免疫能力[13]。

    红细胞膜流动性实际上是指红细胞膜脂流动性(lfu),其中也包含膜中蛋白质的运动。lfu对红细胞的形态结构、酶活性、受体活性及物质转运均有影响。大量研究表明,许多疾病与生物膜脂的流动性变化有关,在细胞周期的不同时相、代谢过程中、疾病条件下以及药物作用后,细胞膜都会有流动性的变化,而且发现许多疾病除实质性器官的细胞膜病变外,常伴有红细胞膜的异常。红细胞的正常功能也与红细胞膜的流变性质有很大关系,对细胞形态、物质运输、酶活性、抗原性及受体活性等均有影响。膜流动性增大,微粘度下降,血流流速加快,红细胞免疫粘附肿瘤细胞的能力则会随之增强。龙葵碱可增强s180与h22荷瘤小鼠的红细胞免疫粘附肿瘤细胞的能力；同时,荷瘤小鼠红细胞微粘度升高,lfu下降；在经过龙葵碱处理后,不同荷瘤小鼠机体内红细胞微粘度均有不同程度降低,即lfu提高。表明龙葵碱对肿瘤的扩散和转移具有重要的作用,提示龙葵碱可能是通过提高红细胞的膜流动性和增强红细胞对肿瘤细胞的免疫粘附作用,从而增强红细胞免疫功能来进一步激活整个机体免疫系统,进而达到综合的治疗效果,这可能是龙葵碱抗肿瘤的一个重要机制[14]。

　　5  抑制血管新生

    病理性血管新生是肿瘤浸润和转移的必要条件之一。1971年folkman提出肿瘤的生长和转移依赖于血管新生的观点。1976年,gullino指出,癌变前的组织需要具有血管新生能力,才能发展成肿瘤组织。近年来,对抑制血管内皮细胞生长因子等作用于肿瘤新生血管为主的药物已进行了大量的研究,抗肿瘤血管新生药物的研制已经成为攻克肿瘤的重要手段之一。许氏等[15]研究发现,龙葵水提物可明显抑制鸡胚绒毛尿囊膜血管新生,并可见大血管结构破坏迹象。提示龙葵抑制血管新生的机制可能在于导致血管内皮细胞凋亡和抑制内皮细胞的增殖,但龙葵碱是否有此作用还有待于进一步研究。

　　6  结语

    民间较早就将龙葵作为抗肿瘤药使用。近年来的研究表明,龙葵碱通过影响肿瘤细胞膜、抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡和影响红细胞免疫功能等多种途径发挥抗肿瘤作用。通过进一步的全面而深入的研究,龙葵碱有望成为一类新型的天然抗癌新药。

【参考文献】
  　　[1] 季宇彬,王胜惠,高世勇,等.龙葵碱对h22荷瘤小鼠细胞膜流动性和膜蛋白水平的影响[j].中草药,2005,36(2)：239－241.

　　[2] feijoo cc, rodriguez bfj, paez de la cm, et al. clinical significance of preoperative serum sialic acid levels in colorectal cancer：utility in the detection of patients at high risk of tumor recurrence[j]. int j biol markers,2004,19(1)：38－45.

　　[3] marquez m, nilsson s, lennartsson l, et al. charge-dependent targeting：results in six tumor cell lines[j]. anticancer res, 2004,24(3a)：1347－1351.

　　[4] 季宇彬,王胜惠,高世勇,等.龙葵碱对h22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜唾液酸和封闭度的影响[j].中草药,2005,36(1)：79－81.

　　[5] 季宇彬,王宏亮,高世勇.龙葵碱对肿瘤细胞膜atp 酶活性的影响[j]. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版),2005,21(2)：127－129.

　　[6] 季宇彬,高世勇,王宏亮,等.龙葵总碱对肿瘤细胞膜钠泵及钙泵活性影响的研究[j].世界科学技术－中医药现代化,2006,8(4)：40－43.

　　[7] 湛学军,徐燕萍,谢大泽,等.发光法分析莪术油等中药对肝、胃癌细胞增殖活性抑制作用的实验研究[j].中国肿瘤临床,2007,34(1)：30－33.

　　[8] 季宇彬,王宏亮,高世勇.龙葵碱对荷瘤小鼠肿瘤细胞dna和rna的影响[j].中草药,2005,36(8)：1200－1202.

　　[9] 高世勇,季宇彬.龙葵碱对hepg2细胞线粒体膜电位及细胞内[ca2+]i的影响[j].中国药理通讯,2007,24(3)：11－13.

　　[10] gao sy, wang qj, ji yb. effect of solanine on the membrane potential of mitochondria in hepg2 cells and [ca2+]i in the cells[j]. world j gastroenterol,2006,12(21)：3359－3367.

　　[11] 高世勇,王秋娟,季宇彬.龙葵碱对hepg2细胞内caspase-3及bcl-2蛋白含量的影响[j].中国天然药物,2006,4(3)：224－229.

　　[12] ji yb, gao sy, ji cf, et al. induction of apoptosis in hepg2 cells by solanine and bcl-2 protein[j]. j ethnopharmacol,2008, 115(2)：194－202.

　　[13] 季宇彬,万梅绪,高世勇,等.龙葵碱对s180小鼠红细胞膜唾液酸和封闭度的影响[j].中草药,2006,37(7)：1052－1053.

　　[14] 季宇彬,万梅绪,高世勇,等.龙葵碱对荷瘤小鼠红细胞免疫功能的影响[j].中草药,2007,38(3)：412－414.

　　[15] 许 扬,潘瑞乐,常 琪,等.龙葵抑制鸡胚绒毛尿囊膜血管新生的研究[j].中国中药杂志,2008,33(5)：549－552.