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黄酮的抗癌活性及作用机制研究进展

2015-03-24吴瑶

大家健康(学术版) 2015年8期
关键词:黄酮类抗癌细胞周期

吴瑶

(湖北工程学院生命科学技术学院 湖北 孝感 432000)

黄酮的抗癌活性及作用机制研究进展

吴瑶

(湖北工程学院生命科学技术学院 湖北 孝感 432000)

黄酮类化合物广泛存在于植物界中,由于其良好的抗癌活性而被广泛研究。黄酮的抗癌活性作用机制包括雌激素/抑制雌激素机制,抗增殖机制,细胞周期阻断,抗氧化等。本文综述了黄酮的抗癌活性及其作用机制研究进展,为黄酮的研究和利用提供了理论依据。

黄酮;抗癌;作用机制

黄酮类化合物广泛存在于各种药用植物中,是许多中草药的活性成分。它与黄酮苷共同组成了自然界最大的一类多酚类物质,对黄酮类物质的研究始于对黄

酮的提取分离和活性机制研究,其活性主要包括抗心血管疾病、抗氧化、抗炎等,而黄酮的良好抗肿瘤活性更是受到国内外学者的广泛关注。

黄酮类化合物抑制癌症的机制很多,包括雌激素/抑制雌激素机制,抗增殖机制,细胞周期阻断,抗氧化,调整宿主免疫系统和细胞间信号传导机制等。为了进一步研究和开发利用该类物质,现对其抗癌作用和机制进行综述。

1.雌激素/抑制雌激素机制

雌激素紊乱可能导致乳腺癌等疾病的发生。科学家们用各种异黄酮类物质来研究其雌激素活性。Miksicek对比了各种黄酮类物质的雌激素活性,发现其活性强弱依次为金雀异黄素>kampherol>柚皮素>5,7,4'-三羟(基)黄酮>大豆黄酮>鹰嘴豆素A>芒柄花素>木犀草素>漆树黄酮>儿茶素>陈皮素[1]。由于黄酮的雌激素活性以及雌激素受体结合的能力,猜测其抗癌活性部分基于其雌激素活性机制。

2.抗增殖机制

增殖失调是癌症发生的一个显著特征,因此癌症预防也与细胞增殖的抑制,逆转和延缓有着密切的关系。大多数黄酮类物质对人和动物是没有毒性的,但其对多种人类癌细胞株却有显著的抑制增殖作用。Hung等从自香泽兰叶重提取了一系列的黄酮类化合物,这些化合物均具有HL-60细胞增殖抑制活性,其中活性最高的化合物IC50为10.8μmol/L[2]。

3.抗氧化机制

黄酮类化合物的抗癌活性在很大程度上依赖其抗氧化活性。DNA的氧化是其突变的主要原因之一。黄酮类化合物从化学结构上是一个强大的电子供体,它们的共轭环结构及多羟基团使其具有强氧化性,可在体内或体外细胞中发挥清除过氧化物阴离子,单重态氧及氧化代谢产物的作用。外界环境的影响通常会造成DNA损伤并引发细胞的癌变,黄酮类化合物的抗氧化活性能有效的阻止DNA产生由氧化引发的DNA突变,从而阻止正常细胞发生癌变。

4.细胞周期阻断和细胞凋亡机制

4.1 细胞周期与细胞周期调控因子

细胞周期是一个非常复杂和精细的调控过程。调控细胞周期的调控因子包括细胞周期蛋白(cyclin)、细胞周期依赖性蛋白激酶(CDK)、细胞周期蛋白依赖激酶抑制剂(CKI),这些基因被称为细胞周期基因。通过这些调控因子的协同作用来推动或抑制细胞周期的进行。

细胞周期调控网络的异常与肿瘤的发生发展密切相关,Cyclin、CDK、CDK抑制蛋白(CKI)的缺失,以及检验点的异常等都有可能使细胞周期紊乱,从而使正常细胞失控发生癌变,药物对肿瘤细胞的作用也可以通过直接或间接影响肿瘤细胞周期调控因子来抑制肿瘤细胞的生长[3]。

4.2 黄酮抑制细胞周期的机制

黄酮类化合物对肿瘤细胞的抑制作用是通过多种机制产生的,而细胞周期是其重要机制之一。黄酮类物质的抗细胞增殖活性提示其或许能通过抑制细胞周期和诱导细胞凋亡阻止肿瘤的发生和发展。Traganos等发现,5~20μg/mL的染料木黄酮作用于白血病细胞株HL-60和淋巴白血病细胞MOLT-4后,能增加G1/S和G2/M期细胞的数量,阻断细胞周期,抑制细胞的增殖[4]。Li等从菝契的根茎中分离出一种类黄酮苷,通过体外实验发现此化合物能将人体肿瘤细胞阻滞于G1期,同时诱导细胞凋亡[5]。

通过抑制肿瘤细胞中的周期蛋白(Cyclins)和内源性周期素依赖性蛋白激酶(CDKs)活性来阻止癌症细胞周期的进行,已经成为癌症治疗的一个主要途径。Flavopiridol是一种黄酮类抗肿瘤药物,现已作为第一个癌症细胞CDK抑制剂进入临床二期实验。它是一个有效的CDKs竞争性抑制剂,对各种CDKs以及蛋白络氨酸激酶显示出较强的无选择性抑制活性,并且对表皮生长因子酪氨酸激酶有部分抑制活性。

黄酮类化合物还可以作用于Ⅱ型DNA拓扑异构酶,使肿瘤细胞中的DNA无法复制,从而影响肿瘤细胞周期的进行。从葡萄中提取得到的杨梅酮和白藜芦醇等黄酮的混合组分可以明显抑制Ⅱ型DNA拓扑异构酶活性,并且对DNA解旋的抑制作用呈明显地剂量依赖特征。

综上所述,黄酮类化合物的抗癌活性与其激素抑制、抗氧化、抗增殖和细胞周期调控等机制都是十分密切的,对这些领域的研究也非常重要。其中细胞周期的阻断和凋亡机制尤其重要,而阻止肿瘤细胞的异常增殖,同时保护正常细胞防止其恶变,是肿瘤治疗的新思路,因此,从黄酮类化合物中筛选有这种作用的新药,将是抗肿瘤治疗的新策略之一。

[1]R J Miksicek.Estrogenic flavonoids:structural requirements for biological activity[J].Proc Soc Exp Biol Med,1995,(208):44-50.

[2]T M Hung.Flavonoid Glycosides from Chromolaena odorata Leaves and Their in Vitro Cytotoxic Activity[J].Chemical and Pharmaceutical Bulletin,2011,59(1):129-131.

[3]李志琴.细胞周期调控与肿瘤(2)[J].癌症进展,2004,(2):146-150.

[4]F Traganos.Effects of genistein on the growth and cell cycle progression of normal human lymphocytes and human leukemic MOLT-4and HL-60cells[J].Cancer research,1992,52(22):6200-6208.

[5]Li YL,Gan GP,Zhang HZ,et al.A flavonoid glycoside isolated from Smilax china L.rhizome in vitro anticancer effects on human cancer cell lines[J].Journal of ethnopharmacology,2007,113(1):115-124.

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1009-6019(2015)08-0284-02

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