APP下载

生姜抗肿瘤作用研究进展

2015-12-09许靖

右江民族医学院学报 2015年3期
关键词:姜辣素庚烷生姜

许靖

(右江民族医学院,广西 百色 533000 E-mail:1010822574@qq.com)

生姜为姜科植物姜(Zingiber officinale Rosc.)的新鲜根茎,在我国东部、中部、南部及西南诸省广为栽培。生姜是老百姓日常生活中普遍使用的调味品,许多菜肴均用生姜作为佐料,民间还常用它来解鱼蟹毒和生半夏、生南星之毒。在我国,食用生姜已经有3000多年的历史,春秋时期,孔子就把生姜当作养生食物进行长期服用,如《论语·乡党》有记载:“每食不撤姜”;《神农本草经》也记载生姜“久服去臭气,通神明”,是一种能够长期服用的保健食品。生姜同时还是一种使用率非常高的中药,味辛性温,具有散寒解表、温中止呕、温肺化饮、祛痰止咳、行水解毒之功效。现代药理研究证实,生姜具有抗氧化、抗肿瘤、强心、保护胃黏膜、镇咳、消炎、防晕止吐等多种功效。国外的人群流行病学调查表明,由于日常饮食中有大量酚类物质的生姜等,东南亚地区直肠癌等多种恶性肿瘤的发病率均低于西方国家[1]。近10年来国内国外学者对生姜的药理作用包括抗肿瘤作用进行了较为广泛的探究,下面就其抗肿瘤方面的作用进行综述。

1 主要化学成分

目前发现生姜有100余种化学成分,主要有姜辣素等3类[2]:①挥发油:主要成分是单萜类物质,如α-蒎烯、β-倍半萜类等37种成分[3]。②姜辣素:可分为姜酚类、姜烯酚类、姜酮类、姜二酮类等,主要的辛辣成分是6-姜烯酚、8-姜烯酚、10-姜烯酚、6-姜二酮和6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚等7种[4]。③二苯基庚烷:包括环状二苯基庚烷类和线性二苯基庚烷类化合物。

2 抗肿瘤作用

2.1 诱导肿瘤细胞凋亡 6-姜酚可以通过调控凋亡基因的途径,使肿瘤细胞基因的异常表达得以逆转、关闭或降低表达水平,从而达到治疗肿瘤的效果。姜酚也能够影响细胞凋亡信号转导的途径进而诱导凋亡的发生。国外学者发现6-姜酚通过PKCε与GSK-3β通路来调高NAG-1 的表达,从而诱导肿瘤细胞死亡[5]。姜酚还可以利用阻滞肿瘤细胞增殖周期的途径来诱导凋亡。Gan等[6]在研究人结肠癌细胞HCT116中发现,6-姜烯酚透过下调细胞周期蛋白cyclin B、cdc25C、cdk1和纺锤体装配蛋白cdc20、mad2 和survivin的表达,造成G2/M 期周期阻滞的不可逆转,促使细胞死亡。王庆忠[7]认为生姜醇提取物可以应用于睾丸癌的预防和治疗,因为生姜醇提取物能够抑制TM4细胞的增殖和诱导TM4细胞灭亡。

2.2 细胞毒性作用 实验证实姜酚浓度在微摩尔到毫摩尔的范围内对许多种类的肿瘤细胞都有毒性作用。在针对细胞毒性的实验中,发现姜酚对HL-60细胞的IC50<50μmol/L[8]。对皮肤癌、乳腺癌细胞株所进行的实验中,也证实了姜酚具有削弱肿瘤细胞增殖的效果。

2.3 自我吞噬作用 国外学者[9]在研究中揭示了6-姜烯酚可以通过抑制AKT/mTOR 信号的方式,诱使非小肺癌细胞A549 完成自我吞噬,最后导致癌肿瘤细胞死亡。在应用3-甲基嘌呤等抑制剂进行处理后,6-姜烯酚介导的抑制增殖作用明显减弱,说明介导该细胞死亡的主要途径是自我吞噬作用。

2.4 抑制肿瘤形成新血管 姜酚能够抑制肿瘤形成新的血管,控制肿瘤生长、转移[10]。在肿瘤的发生过程中,血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的作用非常重要,在人的脐带静脉上皮细胞的研究过程中,国外学者发现6-姜酚能够使VEGF 诱导的上皮血管细胞增殖受到抑制[11]。

2.5 抑制肿瘤转移 有研究表明[12],6-姜烯酚能够通过调控人基质金属蛋白酶组织抑制因子1(tissue inhibitor metalloproteinase protein,TIMP-1)和基质金属蛋白酶9(MMP-9),来激活尿激酶型纤溶酶原的活性,进而使肿瘤肝转移受到抑制。

2.6 抑制肿瘤生长 刘辉[13]在实验研究中发现,生姜醇提物能明显抑制肿瘤的生长,延长半数死亡时间,给药组生命延长率达到30%~60%,高剂量组抑瘤率为32.4%。国内有学者[14]从健康的生姜块根中分离出内生菌,观察内生菌发酵液对Smmc-7721人肝癌细胞存活率的影响,发现多酚含量较高的内生菌发酵液对Smmc-7721 人肝癌细胞的生长有明显抑制作用。张亚莉等[15]利用MTT 法测定脱氢姜酮和姜酮对A549细胞的生长作用,结果表明:脱氢姜酮对A549细胞增殖具有一定的抑制作用,在40~300μmol/L之间呈剂量依赖性。

3 抗肿瘤辅助作用

生姜在以下方面虽然没有直接的抗肿瘤作用,但是能够明显改善患者的饮食和营养,增强患者的体质和抗病能力,对于提高肿瘤患者的生存质量所起到的辅助作用不容忽视。

3.1 提高免疫力作用 刘辉等[16]的实验结果表明,生姜的乙醇提取物能显著提升荷瘤鼠脏器的指数和增强巨噬细胞的吞噬率,显著提升IgM 的数量,提高T淋巴细胞转化的能力。生姜的乙醇提取物,能够使动物因为肿瘤疾病而造成的特异性和非特异性免疫能力下降得到明显改善。

3.2 健胃与抗胃溃疡作用 生姜能显著提高小鼠小肠黏膜的消化酶、脂肪酶、二糖酶、蔗糖酶、麦芽糖酶的活性,具有促进消化的作用。给大鼠服用姜辣素(6-ngero1)、姜烯(Zingiberene)和姜的丙酮粗提物,能够显著抑制乙醇、盐酸造成的胃损害。6-姜烯酚对幽门螺旋杆菌CagA+具有抑制作用[17],可以预防胃癌形成。

3.3 增强心肌收缩力 生姜能够兴奋麻醉猫的心脏和血管运动中枢,使血管扩张,改善血液循环[18]。静脉注射6-姜酚(1 mg/kg),狗的心肌收缩力提高30%,持续4min;静脉注射8-姜酚(1 mg/kg),狗的心肌收缩力提高50%,持续30 min;静脉注射10-姜酚(0.3mg/kg),狗的心肌收缩力增强30%[19]。

3.4 抗炎和抗氧化作用 肿瘤的生成与炎症及氧化应激密切相关,因此,生姜的抗炎和抗氧化作用也起到辅助抗肿瘤作用。在肿瘤的形成、分化、生长、迁移、凋亡过程中,均有活性氧族(reactive oxygen species,ROS)的参与。而6-姜酚能够促进ROS 水平的提高,使Bax/Bcl-2 的基因表达水平发生改变,上调细胞凋亡激活因子-1 和细胞色素C 的水平,导致caspases的释放和凋亡的发生[20]。

3.5 抗微生物作用 10%生姜水对空气中的细菌和培养的真菌都具有抗菌活性,生姜和适量食盐进行组合,能够增强抗菌效果;目前公认“食盐+乙醇”“食盐+乳酸”“食盐+醋酸”等组合具有协同抗菌的效果,各组合中再加入生姜,则能够提高这种协同抗菌的功效[21]。生姜乙醇提取物则能够显著地抑制和灭杀常见的呼吸道病菌以及常见的皮肤癣菌-须癣毛癣菌、红色毛癣菌、絮状表皮癣菌、犬小孢子菌[22]。

4 存在问题与展望

目前,从天然药物中寻找抗肿瘤成分,以这些活性成分为母体,根据需要进行适当改造,获得高效果、低毒性的新药,仍然是研究抗肿瘤药物的重要途径之一。就成分而言,生姜的化学成分相当复杂,哪些成分具有抗肿瘤作用,哪些没有,尚未有定论。目前对于生姜的抗肿瘤作用的研究主要集中在姜辣素方面,尤其是姜酚、姜烯酚、姜酮等成分上,这些已知的有效成分中是单独发挥作用还是协同发挥作用,是直接抗肿瘤还是通过增强体质来发挥抗肿瘤作用等依然不清楚,还需要进一步研究。除了姜辣素,目前研究发现,生姜油有抗菌、抗炎、抗过敏、抗氧化、镇痛等功效,二苯基庚烷有良好的抗氧化活性,生姜油和二苯基庚烷虽然没有直接抗肿瘤的报道,但是他们与姜辣素是否有协同作用,增强姜辣素的抗肿瘤功效呢?

目前提取生姜主要成分的方法有溶剂浸提法、压榨法、超临界二氧化碳萃取法、水汽蒸馏法等。如生姜醇提物的主要成分是脂肪酸和姜辣素等,单萜烯类化合物基本上没有[23],由此可见这些方法各有利弊,但是并不能完全提取生姜的有效成分。至于生姜的研究材料,目前多种多样,有各种溶剂提取物、生姜粉、姜油树脂、挥发油等等;给药的途径也各不相同,因此试验结果就没有可比性,生姜的药理特性就难以从本质上反映出来。

综上,前人虽然对生姜进行了比较广泛的研究,但是还不够细致深入,诸多问题仍然期待后来者加强研究。总而言之,生姜抗肿瘤作用具有广谱性、安全性和有效性的特点,未来极有可能研制成抗肿瘤的一个新药来替代目前使用的高毒性、高损伤的肿瘤治疗方法。

[1] Shukla Y,Singh M.Cancer preventive properties of ginger:a brief review[J].Food Chem Toxicol,2007,45(5):683-690.

[2] 孙永金.生姜药理作用研究进展[J].现代中西医结合杂志,2007,16(4):561-564.

[3] 武彩霞,丁华.生姜药理作用研究进展[J].临沂医学专科学校学报,2004,26(6):445-447.

[4] 卢传坚,欧明,王宁生,等.姜的化学成分分析研究概述[J].中国新药与临床药理,2003,14(3):215-217.

[5] Lee SH,Cekanova M,Baek SJ.Multiple mechanisms are involved in 6-gingerol-induced cell growth arrest and apoptosis in human colorectal cancer cells[J].Mol Carcinog,2008,47(3):197-208.

[6] Gan FF,Nagle AA,Ang X,et al.Shogaols at proapoptotic concentrations induce G2/M arrestand aberrant mitotic cell death associated with tubulin aggregation[J].Apoptosis,2011,16(8):856-867.

[7] 王庆忠.生姜醇提取物诱导TM4细胞凋亡的研究[J].潍坊学院学报,2012,12(4):60-63

[8] Wei QY,Ma JP,Cai YJ,et al.Cytotoxic and apoptotic activities of diaryl heptanoids and gingerol-related compounds from the rhizome of Chinese ginger[J].J Ethnopharmacol,2005,102(2):177-184.

[9] Hung JY,Hsu YL,Li CT,et al.6-Shogoal,an active constituent of dietary ginger,induces autophagy by inhibiting the AKT/mTOR pathway in human non-small cell lung cancer A549cells[J].J Agric Food Chem,2009,57(20):9809-9816.

[10] Kim SO,Kundu JK,Shin YK,et al.6-Gingerol inhibits COX-2expressionby blocking the activation of p38 MAP kinase and NF-kappaB in phorbol esterstimulated mouse skin[J].Oncogene,2005,24(15):2558-2567.

[11] Kim EC,Min JK,Kim TY,et al.6-Gingerol,apungent ingredient of ginger,inhibits angiogenesis in vitro and in vivo[J].Biochem Biophys Res Commun,2005,335(2):300-308.

[12] Weng CJ,Wu CF,Huang HW,et al.Anti-invāsioneffects of 6-shogaol and 6-gingerol,two active components in ginger,on human hepatocarcinoma cells[J].Mol Nutr Food Res,2010,54(11):1618-1627.

[13] 刘辉.生姜醇提物诱导荷瘤鼠HepA 细胞凋亡的研究[J].广东医学,2011,32(8):969-970.

[14] 徐霖,罗华,杨印.生姜内生菌抑癌活性菌株筛选[J].河南农业大学学报,2013,47(4):457-460.

[15] 张亚莉,程宏明,许鹏翔,等.脱氢姜酮对人肺癌细胞A549 细胞毒活性的研究[J].厦门大学学报:自然科学版,2010,49(4):548-551.

[16] 刘辉,朱玉真.生姜醇提物对荷瘤鼠免疫功能的影响[J].卫生研究,2002,31(3):208-209.

[17] Mahady GB,Pendland SL,Yun GS,et al.Ginger(Zingiber officinale Roscoe)and the gingerols inhibit the growth of CagA+strains of Helicobacter pylori[J].Anticancer Res,2003,23(5A):3699-3702.

[18] 张雪红,刘红星.姜酚的研究进展[J].广西师范学院学报:自然科学版,2009,26(1):110-113.

[19] 蒋苏贞,宓穗卿,王宁生.姜酚心血管药理作用研究进展[J].时珍国医国药,2007,18(1):219-211.

[20] Nigam N,Bhui K,Prasad S,et al.6-Gingerol induces reactive oxygen species regulated mitochondrial cell death pathway in human epidermoid carcinoma A431 cells[J].Chem Biol Interact,2009,181(1):77-84.

[21] 关洪全.生姜与食盐协同对食品防腐作用的基础研究[J].中国微生态学杂志,2002,12(3):139-141.

[22] O’Mahony R,AI-Khitheeri H,Weerasekera D,et al.Bactericidal and anti-adhesive properties of ouinary and medicinal plants against Helicobacter pylori[J].World J Gastroenterol,2005,11(47):7499-7507.

[23] 余珍,张荣平,吴曙光,等.姜的辣味成分分析[J].昆明医学院学报,2001,22(4):57-60.

猜你喜欢

姜辣素庚烷生姜
生姜姜辣素的分离及对HepG2细胞胰岛素抵抗的预防作用
初始油温对变压器油点燃特性的影响实验研究
夏吃生姜益健康
甲烷-正庚烷双燃料二阶段着火的动力学特性
6-姜辣素对人乳腺癌细胞增殖、凋亡的影响及机制
地龙生姜平喘
姜辣素的超声波法提取及其抑菌活性研究
微型圆管中正庚烷/空气预混催化燃烧特性实验
萃取精馏分离甲苯-正庚烷混合物的模拟研究
文武小生姜德子