彭海波，陈伟斌，徐戎，曾繁典

(华中科技大学同济医学院1.2006级八年制班;2.药理系，武汉 430030)

肿瘤严重威胁人类的生命健康及生活质量，其发病率逐年上升。目前，外科手术、放疗(放疗)及化学药物治疗(化疗)仍然是治疗肿瘤最主要手段。外科治疗及放射治疗在技术上日臻完善，很难再大幅度提高治愈率。化疗在综合治疗中的地位日益提高，比例日益增大，逐步成为癌症治疗中最具开发潜力的手段与方法之一［1-2］。因此，临床上迫切需要发现和开发新的、有效抗肿瘤药物［3］。目前，欧美国家约65%抗肿瘤药物来源于天然药物，大多数从微生物或植物中提取［4-5］。随着陆地生物资源的不断减少，世界发达国家在开发陆地天然药物和制取化学合成药物的同时，逐渐将重点转向从海洋生物中探索新的药物资源。目前，人们越来越重视从海洋中寻找潜在的抗肿瘤药物。

历代中药抗癌配方中的常用药物昆布为藻类植物海带科植物海带或翅藻科植物昆布、裙带菜的叶状体。其药用价值很早为人所知。梁代《名医别录》记载其具有“软坚散结、消痰、利水”功效，主治瘿瘤、瘰疬、睾丸肿痛、痰饮水肿［6］。我国现代中医药学研究表明，昆布提取物多糖成分具有抗肿瘤活性［7］。近年，日本科学家从褐藻中提取出一种类胡萝卜素称为岩藻黄质(fucoxanthin，3＇-乙酸基-5，6-环氧-3，5＇-双羟基-6＇，7＇-双去氧-5，6，7，8，5＇，6＇-6 氢-β，β-胡萝卜素-8-酮，分子式:C42H58O6)［7］。通过国外学者近年对岩藻黄质的研究，发现其具多种生物学活性，包括抗肿瘤［8］、抗炎［9］、抗氧化［10］、减肥［11］等，一些潜在的活性也正在探索之中，岩藻黄质已成为当今海洋药物研究与开发的热点之一。1990年 OKUZUMI等［8］首次报道，10 μg·mL-1岩藻黄质孵育成人神经母细胞瘤细胞株(neuroblastoma cells，GOTO)3 d后可降低62%的增殖，流式细胞术显示GOTO细胞周期阻滞于G0/G1期。岩藻黄质处理4 h后即可明显降低N-myc基因的表达。其后陆续有多篇文献报道其抗肿瘤药理作用。目前岩藻黄质抗肿瘤的确切作用及机制尚待阐明。笔者就近年来岩藻黄质抗肿瘤作用及其作用机制方面的研究作一综述。

1 皮肤癌

OKUZUMI等［12］研究证实，岩藻黄质可抑制由强皮肤促癌物十四烷酰佛波醋酸酯(tetradecanoylphorbol-13-acetate，TPA)诱导的小鼠表皮鸟氨酸脱羧酶活性增强，据此推测其可能对皮肤癌有抑制作用。其后YOSHIKO等［13］报道，岩藻黄质可抑制TPA诱导的人疱疹病毒活化，由此抑制由TPA诱导的皮肤肿瘤。若使用TPA促癌的同时使用岩藻黄质，发现有机自由基，如 12-氮氧自由基硬脂酸(12-doxylstearic acid，12-DS)、1，1-二苯基苦基苯肼(1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH)和亚麻酸自由基(NB-L)可被清除。通过ESR信号强度分析发现其可抑制超过50%12-DS和NB-L以及28%的DPPH生成。岩藻黄质作用20周可明显抑制皮肤癌的形成，抑制率达70%。

2 结肠癌

OKUZUMI等［14］报道，岩藻黄质对 N-乙基-N＇-硝基-N-亚硝基胍诱导的十二指肠癌形成具有抑制作用。其后JIN等［15］通过B6C3F1小鼠皮下注射致癌物1，2-二甲基联苯(dimethlhydrazine，DMH)构建结肠癌模型。在饮用水中添加0.01%岩藻黄质，连续给药7周。观察结直肠癌癌前病变——异常腺窝病灶(ACF)的形成情况，采用免疫组化和5-溴脱氧尿嘧啶核苷(5-bromo-2-deoxyuridine，BrdU)标记反映结肠癌细胞增殖情况。结果显示岩藻黄质给药可以明显抑制由DMH诱发的ACF，隐窝细胞增殖率亦明显下降。

MASASHI等［9］报道岩藻黄质能明显抑制结肠癌细胞系细胞株，包括Caco-2，HT-29和DLD-1的生长。诱导结肠癌细胞DNA断裂，促进细胞凋亡，并可抑制凋亡相关蛋白Bcl-2的表达。其DNA片段化作用可被Caspase抑制剂Z-VAD-fmk所抑制，但其对Caco-2细胞生长的抑制作用仅减少40%，说明岩藻黄质诱导肿瘤细胞凋亡的信号通路可能既有Caspase依赖性，又有Caspase非依赖性的，对Bcl-2蛋白的抑制作用可能参与该过程。岩藻黄质和曲格列酮(PPARγ特异性配体)合用，可有效减慢Caco-2细胞的生长。但是，两者以相同浓度单用时却对肿瘤细胞生长无影响。说明岩藻黄质和曲格列酮联合应用具有协同作用。

SWADESH等［16］发现岩藻黄质可剂量依赖性抑制人结肠癌细胞系WiDr细胞增殖，并可阻滞细胞周期于G0/G1期，诱导凋亡。岩藻黄质可剂量依赖性地增加结肠癌细胞中CDK抑制蛋白p21WAF1/Cip1的mRNA和蛋白表达。岩藻黄质不能诱导p21-缺失型人结肠腺癌细胞HCT116出现G0/G1期停滞，但在野生型细胞中却可以。说明岩藻黄质抑制结肠癌细胞增殖的机制可能与上调p21WAF1/Cip使细胞周期停滞于G0/G1期有关。岩藻黄质可抑制pRb(视网膜母细胞瘤蛋白)Ser780和Ser807/811位点磷酸化，但对D型细胞周期调节蛋白(Cyclin D)和cyclin-依赖激酶-4蛋白(CDK-4)水平无影响，这一复合物与pRb的磷酸化有关。

3 血液系统肿瘤

MASASHI等［17］报道了岩藻黄质对急性髓性白血病HL-60细胞株的作用。结果显示岩藻黄质对HL-60细胞可发挥显著的抑制增殖作用。DNA条带显示岩藻黄质作用12 h后可明显诱导HL-60细胞凋亡。但β-类胡萝卜素和全反式维甲酸未见此作用。因此，不同类型的类胡萝卜素对HL-60细胞的凋亡诱导作用存在差异。岩藻黄质对HL-60细胞的凋亡诱导作用在作用后24 h达到平台，但是肿瘤细胞的存活数目一直到96 h后仍在下降，说明岩藻黄质发挥肿瘤抑制作用的机制除诱导凋亡外，还可能存在其他机制。

EIICHI等［18］发现HL-60细胞中岩藻黄质的凋亡诱导作用与早期线粒体电位的丢失相关，但活性氧并未增加。药物可导致 Caspase-3原和 PARP多聚(ADP-核糖)聚合酶的分裂，但是对 Bcl-2、Bcl-XL和Bax蛋白水平并无影响。岩藻黄质诱导HL-60细胞凋亡作用可能与增加线粒体膜通透性和活化Caspases通路有关。

ISHIKAWA等［19］研究了岩藻黄质对成人T淋巴细胞白血病的作用。结果发现岩藻黄质及其代谢物岩藻黄质醇可抑制人T细胞白血病病毒1型(human T-cell lymphotropic virus type 1，HTLV-1)感染的T细胞和成人T细胞白血病细胞的存活。而β类胡萝卜素和虾青素对此仅有微弱作用。更关键的是未感染HTLV-1和正常的外周血单核细胞对岩藻黄质及其代谢产物岩藻黄质醇并不敏感。这些类胡萝卜素都可以将肿瘤细胞周期阻滞在 G1期，降低Cyclin D1、Cyclin D2、CDK4和 CDK6的表达，诱导 GADD45a的表达。通过降低Bcl-2、X连锁凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor of apoptosis protein，XIAP)、细胞凋亡抑制子2(cellular inhibitor of apoptosis 2，cIAP2)和生存素(survivin)的表达诱导凋亡，活化 Caspase-3，Caspase-8和 Caspase-9。岩藻黄质和岩藻黄质醇也能抑制IkBa的磷酸化以及JunD的表达，导致NF-κB和活性蛋白-1的失活。通过在体动物实验也证实，HTLV-1感染T细胞荷瘤小鼠给予岩藻黄质醇后，可明显抑制肿瘤的生长。而通过血液中的药物检测分析也发现其中的岩藻黄质醇可达到有效治疗浓度。

4 前列腺癌

ELICHI等［20］研究了类胡萝卜素对人前列腺癌细胞(PC-3、DU145和 LNCaP)增殖的影响。发现岩藻黄质可明显降低前列腺癌细胞存活率，并诱导细胞凋亡。研究者认为岩藻黄质分子式中的5，6-环氧化物结构对其发挥抗肿瘤效应可能有作用，丙二烯键也可能降低细胞存活率。因这两种结构更容易受酸、碱和氧的影响，它们的促氧化作用可能诱导凋亡。

2005年研究者［21］还发现在15种饮食类胡萝卜素中岩藻黄质对前列腺癌细胞的抑制作用最强。岩藻黄质及其代谢物岩藻黄质醇皆可抑制PC-3细胞的增殖，活化Caspase-3从而诱导凋亡。

5 肝癌

SWADESH等［22］研究发现岩藻黄质对人肝癌HepG2细胞的生长具有抑制作用，可阻滞细胞于G0/G1期，抑制Rb蛋白Ser780位点磷酸化。下调Cyclin D和CDK4复合物的激酶活性，这一抑制作用可部分被所共存的Cyclin抑制剂MG132所抵消。Cyclin D的mRNA和蛋白表达也会受到岩藻黄质的抑制。

YOSHIKO等［23］在研究中发现，岩藻黄质对HepG2和DU145细胞的抑制作用与细胞G1期阻滞有关，但是并未出现凋亡。可提高GADD45的蛋白质表达，采用构建siRNA干扰GAAD45的表达，会影响岩藻黄质对人肝癌细胞G1期的阻滞作用。

SATOMI等［24］发现岩藻黄质可抑制HepG2细胞的p38MAPK，上调GADD45a表达，阻滞细胞周期于 G1期。抑制ERK活性会增强GADD45a的表达，但是对细胞周期G1期比例并无影响。在DU145细胞中岩藻黄质诱导 GADD45a表达和 G1期阻滞的作用可被SAPK/JNK所抑制。这些数据表明GADD45a与岩藻黄质诱导的G1期阻滞密切相关，在不同类型的肿瘤细胞中可能会有不同的MAPK参与诱导GADD45a表达和细胞G1期阻滞。

LIU等［25］发现在人肝癌SK-Hep-1细胞中，岩藻黄质(1～20μmol·L-1)可明显并剂量依赖性抑制细胞增殖。但在小鼠胚胎肝细胞(BNL CL.2)体外培养模型中，岩藻黄质共孵育24 h可促进其生长，共孵育48 h后其增殖稍减慢。岩藻黄质可诱导SK-Hep-1细胞周期阻滞于G0/G1期并诱导细胞凋亡，表现为G1期细胞增加和DNA断裂。此外，岩藻黄质可促进SKHep-1细胞的细胞间隙连接通讯但不影响BNL CL.2细胞。岩藻黄质可诱导间隙连接蛋白(connexin，Cx)43和32的蛋白及mRNA表达增加。由此推测岩藻黄质对SK-Hep-1细胞具有生长抑制作用与上调Cx32和Cx43，并由此增加细胞间隙连接通讯(gap junctional intercellular communication，GJIC)有关。增强的 GJIC可能会上调胞外钙离子水平，促进细胞周期阻滞和凋亡。

6 对肿瘤血管生成的影响

TATSUYA等［26］对岩藻黄质及其乙酰化代谢产物岩藻黄质醇的抗血管形成作用进行了研究。研究发现岩藻黄质及岩藻黄质醇可抑制胚胎血管的生成，推测其可能具有抗肿瘤血管生成的效用。

7 结束语

近年来，海洋药物在肿瘤研究方面极受重视，其来源广泛，毒副作用小，作为新药开发的潜力很大。细胞实验和动物实验均证明岩藻黄质对多种肿瘤具有较好的抗肿瘤活性，如能对其作用靶点及作用机制进行深入研究，有望应用于人类肿瘤的治疗和预防。

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