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药用真菌三萜抗肿瘤作用及机制的研究进展

2014-03-29田慧敏

赤峰学院学报·自然科学版 2014年19期
关键词:三萜类三萜灵芝

田慧敏,朱 月

(赤峰学院 生命科学学院,内蒙古 赤峰 024000)

药用真菌三萜抗肿瘤作用及机制的研究进展

田慧敏,朱 月

(赤峰学院 生命科学学院,内蒙古 赤峰 024000)

三萜类化合物是由数个异戊二烯去掉羟基后首尾相连构成的萜类化合物,其烃及醇、醛、酮、酸等衍生物广泛存在于药用真菌中,尤其是多孔菌类真菌,是继真菌多糖后最重要的抗肿瘤活性成分之一,本文综述了几种药用真菌三萜在抗肿瘤作用和机制的研究进展.

药用真菌;三萜;抗肿瘤机制

三萜类化合物是由数个异戊二烯去掉羟基后首尾相连构成的萜类化合物,其烃及醇、醛、酮、酸等衍生物广泛存在于药用真菌中,尤其是多孔菌类真菌,是继真菌多糖后最重要的抗肿瘤活性成分之一,近十多年来国内外学者已从赤芝Ganoderma lucidum、茯苓Wolfiporia cocos、樟芝Antrodia camphorata等担子菌中提取得到近三百种三萜类化合物,其中很大一部分通过动物实验具有抗肿瘤活性和提高免疫的作用[1-3].本文综述了几种药用真菌三萜在抗肿瘤作用和机制的研究进展.

1 灵芝三萜的抗肿瘤作用

灵芝三萜主要来源于赤芝Ganoderma lucidum.目前,从赤芝子实体和孢子粉中已分离到的三萜类化合物约有107种[1],主要有灵芝酸、灵芝醛和灵芝萜烯酮醇等,许多种可直接毒杀或间接抑制各种肿瘤细胞,如灵芝酸可抑制小鼠肝肉瘤细胞株A60和乳腺癌MCF-7[4],灵芝萜烯酮醇可抑制小鼠肺癌细胞株LLC,纤维肉癌Meth-A,肉瘤S-180、人乳腺癌T-47D和肝癌BEL-7402等[5];而灵芝三萜酸可抑制淋巴瘤细胞株CA46、人早幼细胞白血病HL60、胃癌SGC-7901及人肝癌HepG-2等[6].GLZ对人结肠癌SW620和HCT116、人鼻咽癌CNE2、人慢性粒细胞白血病细胞株K562等具有明显的抑制作用[7].灵芝三萜抗肿瘤机制主要有以下四种:

1.1作 用于线粒体导致其功能紊乱

研究表明,灵芝酸-T可引起线粒体功能紊乱,提高p53蛋白表达而诱导肺癌细胞株95-D和瘤转移细胞的凋亡[8].灵芝醛5和7以及灵芝酸B和C可增强人孕烷X受体hPXR介导诱导大鼠细胞色素酶CYP3A4的表达能力,导致癌细胞线粒体功能障碍,抑制癌细胞的生长[9].

1.2 作用于血管抑制肿瘤细胞血管生成能力

Kimura等[10]发现灵芝三萜可抑制小鼠体内脾原发性实体肿瘤的生长和转移及肝转移瘤在肝脾内路易斯肺癌的生长,进一步实验表明三萜通过抑制血管内皮生长因子对基底血管膜的补充来抑制肝脏中肿瘤细胞血管的再生.

1.3 干扰细胞循环及信号转导导致癌细胞程序化凋亡

赤芝三萜WEES-G6抑制人肝瘤细胞菌株Huh-7生长,主要通过迅速下调蛋白激酶PKC,增强C-Jun N端激酶JNK和p38丝裂原活化蛋白激酶(P38 MAPK)活性,延长了G2期,使癌细胞生长受到抑制,而正常细胞不受影响.随后的研究中发现灵芝三萜GLT对HT-29的毒杀作用是通过增加抑制子SB202190抑制P38 MAPK活性使细胞信号通路受阻.同时GLT可促进自噬泡的形成和自噬基因Beclin-1和自噬标记蛋白LC-3的表达,从而阻滞癌细胞G0/G1期,导致细胞发生程序化死亡Ⅱ-自噬作用的发生[12].此外GNDT抑制HCT116和HT-29是通过抑制癌细胞中β-catenin及其靶基因cyclin D1蛋白表达活性使癌细胞生长停滞[13].而灵芝酸促进鼻咽癌CNE2和结肠癌SW620凋亡是下调了MEK/ERK/c-myc及NF-KB信号转导通路,同时使细胞内Bcl-2基因的表达下降,影响细胞增殖及凋亡相关蛋白的表达[7].

1.4直 接作用于肿瘤细胞

研究表明灵芝三萜可以直接作用于癌细胞抑制其粘附及迁移侵袭运动,干扰侵润和转移,因而具有干扰血管生成的作用,从而达到抗肿瘤转移的目的[7].

2 樟芝三萜的抗肿瘤作用

三萜是樟芝药理活性的主要来源,存在于菌丝体和子实体中.目前约有近30种三萜化合物,主要为羊毛甾烷和麦角甾烷两大母体结构[3].樟芝三萜组分(ACT)对HepG2、结肠癌细胞Colon205和MCF-7、小鼠白血病细胞P-388均表现出明显的抑制作用,其中羊毛烷型三萜camphoratins2-6对表皮样口癌异倍体细胞系KB有抑制作用,其他如去氢齿孔酸和齿孔酸和15α-硫色多孔菌酸也能显著抑制癌细胞的增殖.而麦角甾烷型三萜MAA)和MAK不仅对口腔癌和肝癌细胞株有毒性,也可抑制乳腺癌细胞MCF转移和扩散,主要通过抑制热休克蛋白Hsp27的表达,增强核因子Kb-IKBα和p53的表达,来抑制癌细胞菌株自我更新能力和转移能力.樟芝三萜抗肿瘤作用主要通过以下三种方式:

2.1扰 乱细胞周期,诱导细胞程序化死亡

樟芝三萜扰乱细胞周期首先是通过诱导G0/G1期的停滞及凋亡,如对非小细胞肺癌细胞株H441GL的抑制.其次是通过诱导G2/M期的停滞,导致细胞凋亡,抑制癌细胞的浸润和转移,如对胰腺癌细胞株BxPC3和人白血细胞株U937的抑制作用.

2.2通 过对关键酶的磷酸化造成DNA损伤影响细胞增殖、促进细胞凋亡

樟芝三萜对HL60增殖的机制主要是将组蛋白H2AX和细胞周期检测点激酶Ⅱ(ChkⅡ)的磷酸化造成DNA损伤,阻止细胞DNA合成,然后抑制拓扑异构酶Ⅱ的活性,增强DNA修复酶PARP的裂解作用,活化天冬氨酸蛋白水解酶CaspaseⅢ,促进细胞的凋亡.

2.3 通过干扰细胞信号传导,促进癌细胞的凋亡

樟芝三萜类物质能促进肝癌细胞PLC/PRF/5和Hep G2的凋亡,主要是通过增强细胞质中IkappaBalpha的量,减少NF-KB活性,使Bcl-x基因的表达减少,从而降低细胞的生长,诱导癌细胞凋亡;此外提高p53信号传导路径中细胞凋亡抑制因子Fas APO-1的表达水平,增加泛素膜蛋白、可溶性泛素配体的含量,同时减少细胞色素C含量,激活半胱天冬酶-9从而引起线粒体途径的凋亡.

2.4破 坏线粒体正常功能

去氢齿孔酸DeEA抑制人脑胶质瘤U87的机理是DeEA诱导癌细胞增大,使大量的胞浆空泡化,破坏线粒体膜的完整性,同时激活Ca蛋白酶,使Ca2+超负荷,减少线粒体膜电位和细胞内ATP水平,导致线粒体功能障碍.

3 茯苓三萜的抗肿瘤作用

茯苓三萜(PCT)对多种癌细胞菌株具有抗性或细胞毒作用,如肺癌A549,前列腺癌DU145、皮肤癌CRL1579、胰腺癌PANC-1、HL60、A549、黑色素瘤crl1579、卵巢NIH: OVCAR-3、乳腺癌SK-BR-3、HepG2株、宫颈癌Caski和神经瘤母细胞SH-SY5等,其中对HepG2、SH-SY5Y和caski抑制率高达90%以上.PCT抑制肿瘤的机制主要作用在细胞膜上,显著抑制肿瘤细胞的核苷转运,抑制DNA合成的补偿途径,来抑制DNA合成.其次,抑制DNA聚合酶α和β来抑制肿瘤细胞DNA合成,也可通过下调NF-KB,抑制血管再生,促进巨噬细胞诱生肿瘤坏死因子的活性.

4 桦褐孔菌三萜的抗肿瘤作用

桦褐孔菌Inonotus obliquus属担子菌门Basidiomycota多孔菌科Polyporaceae褐孔菌属Inonotus,近些年来,其抗肿瘤作用日益受到重视.氧化型三萜类化合物是桦褐孔菌主要的药效成分,主要来源于菌核.桦褐孔菌三萜类物质(IOT)对多种肿瘤细胞都有抑制作用.早在1987年,Kahlos发现桦褐孔菌醇对Walker256癌肉瘤细胞、MCF-7和P388有明显的抑制作用,后分离到的羊毛甾二烯二醇均具有很强的抑制肿瘤生长活性的作用.其中羊毛烷型三萜对皮肤癌细胞、小鼠白血病P38、L1210、HL-60和KB细胞等都有抑制作用.朱春玉等对来源于菌丝体和子实体的三萜化合物进行了研究发现二者对癌细胞都具有抑制作用,来自菌丝体的三萜对MGC-803的抑制作用最高.Dong等等发现该菌抑制小鼠黑色素瘤细胞B16 BL6主要机制机制可能是通过抑制蛋白质的生物合成及抗有丝分裂来影响肿瘤细胞的增殖而实现的.

5 展望

综上所述,真菌三萜类化合物具有抗肿瘤作用,主要通过诱导肿瘤细胞程序化死亡、破坏线粒体正常功能及控制关键酶活性造成DNA损伤无法修复等途径造成肿瘤细胞凋亡,有可能在抗癌药物的开发中发挥重要作用,与真菌多糖相比,三萜类化合物可以直接或间接杀死肿瘤细胞,呈现出多部位、多环节、多靶点、见效快等特点,同时可以抑制肿瘤细胞血管生成能力,阻断肿瘤细胞的转移、扩散;与化学药物相比,三萜化合物来源于自然,毒副作用小,减少药物对患者身体其他组织的毒害作用.药用真菌在自然界广泛存在,种类丰富,如果重视起来加大开发力度,可能会收到意想不到的效果,在抗肿瘤药物开发或辅助治疗过程中具有很大潜力.然而目前药用真菌开发利用的仅是很小一部分,在抗肿瘤方面的研究应用相对滞后,我们应该发挥资源优势在抗肿瘤药物的研发及肿瘤治疗方面发挥更大的作用.

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R281.3

A

1673-260X(2014)10-0047-02

内蒙古自然科学基金项目(2012MS0501);内蒙古高等学校科学研究项目(NJZY12309)

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