叶栋才，赵玉婉，莫介荣，柳建军

(广东医科大学附属医院，广东湛江524000)

癌症是全世界面临的公共卫生问题，其中胸部肿瘤的发病率、病死率在所有肿瘤中均居首位。化疗在胸部肿瘤的治疗中有着举足轻重的作用，但是化疗过程中肿瘤患者一旦出现化疗药物耐药，可导致肿瘤的复发和转移，严重影响预后。为了减少化疗药的用量及其毒副作用，增加化疗的敏感性，从天然植物中寻找高效、低毒的辅助抗癌药物成为抗肿瘤研究的焦点。紫檀芪是一种植物抗毒素，是从紫檀木的中心部分分离的植物次级产物，具有多种药理活性，能够预防和治疗炎症、糖尿病和血脂异常疾病[1～3]。近年研究发现，紫檀芪在抗肿瘤方面也发挥着重要的作用，可抑制胸部多种肿瘤细胞的增殖、诱导细胞凋亡和死亡。本文对近年来紫檀芪在抑制胸部肿瘤研究中的进展进行综述，为胸部肿瘤的综合治疗提供新的思路和策略。

1 紫檀芪生物学活性

紫檀芪是日常饮食中蓝莓、葡萄的主要成分之一，其成分为一种反式二苯乙烯类化合物，是白藜芦醇的天然二甲基化类似物，与白藜芦醇相比紫檀芪在结构上具有两个甲氧基和一个羟基基团，这也赋予了紫檀芪更高的亲脂性和容易被细胞摄取的特性。药代动力学分析表明，当口服给药时，紫檀芪具有比白藜芦醇更长的半衰期[1]。大量研究表明，紫檀芪具有多种药理活性，能够预防和治疗炎症、糖尿病和血脂异常疾病[1～3]。

2 紫檀芪在胸部肿瘤研究中的应用

2.1 紫檀芪在肺癌研究中的应用 紫檀芪可显著抑制非小细胞肺癌(NSCLC)细胞的增殖，并促进NSCLC细胞的凋亡和死亡。紫檀芪通过增加肌醇依赖激酶1(IRE1)、磷酸化RNA样内质网激酶蛋白激酶(p-PERK)、转录激活因子6(ATF4)和CCAAT增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)的表达，并激活p53和内质网应激(ERS)-活性氧(ROS)相关细胞死亡信号级联反应，从而影响NSCLC细胞内质网和细胞质中的Ca2+稳态水平，诱导内质网和细胞溶质中的Ca2+上调，释放的Ca2+对细胞功能具有不可逆转的作用，并最终导致细胞凋亡或死亡[4]。这一研究结果表明，紫檀芪可能是通过激活ERS相关信号通路抑制NSCLC细胞的增殖，促进细胞的凋亡。其他的研究表明，紫檀芪不仅可以通过降低线粒体膜电位(MMP)和降低细胞内谷胱甘肽含量，也可通过增加细胞凋亡指数和ROS水平来实现对NSCLC细胞的抑制效应，其中Notch1信号通路在其中发挥着重要作用，主要是通过激活Notch1信号通路响应NSCLC细胞的保护机制。也有研究表明，紫檀芪可通过溶酶体膜透性依赖机制促进癌细胞死亡。虽然紫檀芪可以促进溶酶体组织蛋白酶和其他水解酶的释放进入细胞质，但用药物蛋白酶抑制剂抑制溶酶体组织蛋白酶的作用并未延缓死亡过程，说明溶酶体膜透性改变可能是细胞死亡过程的一个偶然现象，而溶酶体水解酶大量释放诱导的细胞毒作用不可能通过阻断组织蛋白酶的活性来得到抑制，主要是因为大量的蛋白酶体隐藏在溶酶体中。同时，紫檀芪是通过抑制NSCLC细胞中热休克蛋白70(HSP70)的表达，增加对肺癌细胞的毒性和溶酶体组织蛋白酶释放。该研究表明，紫檀芪可以优先诱导肺癌细胞溶酶体膜透性的改变，但这一过程依赖于细胞中HSP70的表达水平。

紫檀芪还能够抑制NSCLC干细胞的产生。将M2型肿瘤相关巨噬细胞与NSCLC细胞共培养，然后加入不同浓度的紫檀芪，发现NSCLC细胞的自我更新能力减弱，并且紫檀芪药物浓度越高，抑制能力越强。经过检测发现，紫檀芪处理后NSCLC细胞中MUC1的表达明显下调，同时NF-κB、CD133和Sox2的表达水平也降低，抑制了M2型肿瘤相关巨噬细胞的极化并减少了NSCLC细胞中的侧群细胞的数量[5]。在多种因素的参与和调节下，使NSCLC干细胞的分化受阻，从而抑制NSCLC的再生能力。

紫檀芪在诱导肺癌细胞的衰老过程中也发挥重要作用。在细胞衰老过程中，端粒酶作为保护端粒的一类酶，可以维持染色体末端结构和保护染色体稳定性[6]。相关研究表明，紫檀芪可诱导p53表达水平的增高，抑制端粒酶活性和相关蛋白(hTERT)的表达，并导致DNA损伤修复受阻，使肺癌细胞阻滞于S期，严重影响DNA的合成，最后导致细胞衰老的发生[7]。另一项研究运用蛋白质芯片和生物信息学分析结合，并进行验证表明，紫檀芪可激活ATM和CHK1/2，诱导p53表达增加，导致细胞周期停滞在S期，干扰DNA的合成，促进肺癌细胞的衰老[8]。随着研究的深入，Tippani等[9]对具有端粒酶晶体结构(3DU6)的紫檀芪进行分子对接研究，结果表明紫檀芪与端粒酶活性位点之间有良好的相互作用，紫檀芪的对接能量约7.10 kcal/mol，且紫檀芪以剂量依赖性方式对肺癌细胞系中的体外端粒酶活性和细胞生长均显示出强烈的抑制作用。这一研究表明，紫檀芪可以通过抑制端粒酶促进肺癌细胞的衰老作用，丰富了紫檀芪在抑制肺癌细胞作用中的机制，为进一步认识紫檀芪抗肿瘤的机制打下理论基础。

另外，Hsieh等[10]研究表明，紫檀芪可有效抑制多西紫杉醇诱导的NSCLC细胞增殖，并介导细胞周期阻滞和促进细胞凋亡。紫檀芪联合自噬抑制剂可以增强化学敏感性和化学耐药性NSCLC细胞的化疗效率，其具体机制主要是紫檀芪通过抑制AKT和JNK信号通路和ERK1/2通路的激活，抑制NSCLC细胞的增殖和促进细胞的凋亡。

体内实验表明，紫檀芪在抑制肺癌的生长方面有突出表现。在小鼠体内研究表明，紫檀芪能抑制小鼠体内瘤体的生长，ERS信号分子(p-PERK、CHOP)表达增加和凋亡相关调节蛋白Bax、Caspase-3、p53水平显著上调，Bcl-2蛋白表达的下调是其抑制瘤体生长的主要原因[4]。另外，紫檀芪对氨基甲酸酯诱导小鼠肺癌的发生具有化学预防作用，对小鼠肺肿瘤体积的抑制率为34%，并使每只小鼠的肿瘤负荷降低63%，其机制主要是通过抑制表皮生长因子受体(EGFR)及其下游通路的相关蛋白(Akt/mTOR、ERK1/2、STAT3和NF-κB)的表达，发挥紫檀芪介导的体内化学预防作用，诱导细胞周期相关蛋白(Cyclin D1、Cyclin A和PCNA)阻滞引起肺癌细胞死亡、凋亡或自噬。该研究还指出，紫檀芪的毒性相对较低，可以考虑长期使用。鉴于紫檀芪高效低毒这一特点，众多科研工作者建议将其用于肺癌的预防性用药。

2.2 紫檀芪在乳腺癌研究中的应用 紫檀芪也能促进乳腺癌细胞的凋亡，并抑制其增殖。研究表明，紫檀芪可促进肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)抵抗的三阴性乳腺癌(TNBC)细胞的凋亡。单用紫檀芪处理TNBC细胞诱导细胞凋亡率而为14.68%±3.78%，而对照组为1.98%±0.25%，紫檀芪联合TRAIL诱导TNBC细胞的凋亡率为29.38%±6.35%，联合后明显促进细胞的凋亡。其机制主要是紫檀芪通过ROS/ER/ERK 1/2和p38/CHOP信号通路诱导DR4和DR5表达的上调，同时下调抗凋亡Bcl-2家族成员，包括Bcl-2、Bcl-xL、cFLIP-L、cFLIP-S、survivin和XIAP，从而促进TNBC细胞的凋亡。而其他的研究则表明，紫檀芪可使线粒体膜去极化，增加的超氧阴离子，激活下游凋亡相关蛋白Caspase-3/7，促进乳腺癌细胞的凋亡。另外，紫檀芪与异硫氰酸酯形成的复合物(PTER-ITC)也可促进乳腺癌细胞的凋亡。Nikhil等运用分子对接分析表明，PTER-ITC与PPARγ配体内的5个极性和8个非极性残基相互作用，促进PPARγ转录和翻译水平的表达，并上调Caspase-9、下调Bcl-2和Survivin的表达水平，诱导乳腺癌细胞的凋亡。体内研究同样也表明，PTER-ITC可通过阻滞AKT和ERK信号通路引发一系列连锁反应，使Caspase-9活化，细胞色素-c释放到细胞溶质中，Bax表达上调，Bcl-2表达下调，从而促进小鼠体内乳腺癌细胞的凋亡、抑制肿瘤的生长[11]。

在抑制乳腺癌细胞侵袭转移方面，紫檀芪也表现出其独特的优势。Ko等[12]研究表明，紫檀芪减弱核因子jB(NF-jB)转录活性和NF-jB在尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA)启动子上的结合，阻断Rac1/WAVE/Arp2/3信号通路，抑制乳腺癌细胞的迁移和侵袭。Su等[13]研究也表明，紫檀芪处理TNBC细胞后使miR-205明显上调，通过抑制Src / Fak信号通路使E-cadherin表达上调和Snail、Slug、Vimentin和ZEB1表达下调，干扰TNBC细胞的上皮间质转化(EMT)，最后抑制乳腺癌细胞侵袭转移，而且在体内实验中也得到了一致的结果。也有研究认为，紫檀芪是通过影响乳腺癌细胞中基质金属蛋白酶(MMP)2和9的表达，这些因子可能会影响伪足的形成，抑制乳腺癌细胞的转移。侵袭性乳腺癌作为引起女性死亡的主要原因，它的发生与HER2过度表达密切相关；而紫檀芪可以通过下调MMP-9、p38激酶和AKT的活化来抑制HRG-β1/HER2介导的乳腺癌侵袭转移。

紫檀芪还可以在TNBC细胞中触发自噬，在运用自噬抑制剂后，不仅紫檀芪诱导的EMT被抵消，而且明显抑制TNBC细胞的增殖[14]。这一研究结果表明，紫檀芪诱导的自噬与EMT密切相关。进一步研究表明，紫檀芪诱导乳腺癌细胞产生自噬反应与ROS的调节有关。紫檀芪处理乳腺癌细胞后，一方面可以使ROS的水平升高，相应的使中性脂质和甘油三酯增加2倍，c/EBPα(脂肪形成分化标志物)表达增加4倍；另一方面，可以抑制3β-羟基甾醇Δ7还原酶(酶催化7-脱氢胆固醇向胆固醇的转化)引起前甾醇的细胞内积累。这一过程明显促进自噬相关蛋白Beclin 1和LC3 Ⅱ的表达。间接说明了，ROS水平的升高与乳腺癌细胞的自噬呈正相关。

乳腺癌干细胞(BCSCs)是原发肿瘤发生的重要组成部分，可自我更新并成为耐药细胞群，从而限制化疗药物的治疗效果。前期研究表明，紫檀芪降低BCSCs表面抗原CD44的表达，使BCSCs产生受限，并通过抑制hedgehog/AKT/GSK3β信号传导促进β-catenin磷酸化使其在细胞质中被降解，β-catenin进入细胞核的量明细减少，从而降低下游c-Myc的蛋白表达，诱导细胞坏死现象的发生。正是这一机制促进了紫檀芪对化学治疗药物的敏感性，并显着提高了紫杉醇的抗癌活性[15]。其次，紫檀芪可抑制M2 TAMs与乳腺癌共培养细胞中BCSCs的产生，主要是通过阻滞NF-κB，上调microRNA 448表达水平，有效抑制M2 TAMs产生的BCSCs和转移潜能。因此，紫檀芪在临床实践中可能通过改变肿瘤微环境抑制BCSCs的产生。

紫檀芪还能抑制乳腺癌细胞端粒酶的合成。研究发现，紫檀芪能够抑制乳腺癌细胞hTERT的表达，并呈时间和剂量依赖性，进而阻滞cMyc转录和转录后水平的表达，使乳腺癌细胞阻滞于G1期和G2期/M期，促进细胞的凋亡，从而抑制乳腺癌细胞的增殖。另外，该研究也表明紫檀芪对正常的乳腺上皮细胞无明显毒性。这表明了紫檀芪不仅能抑制乳腺癌细胞的增殖，而且对正常乳腺上皮细胞在一定浓度范围内无明显毒副作用[16,17]。

雌激素受体α(ERα)阴性乳腺癌患者在临床上侵袭性更强，且对常规激素疗法无反应，这就使得本来就有限的治疗手段更加局限。而已有研究表明，紫檀芪联合白藜芦醇可使ERα阴性乳腺癌细胞再次激活，恢复乳腺癌细胞ERα的阳性表达，且呈时间依赖性。主要是因为紫檀芪联合白藜芦醇后使ERα阴性乳腺癌细胞中DNA甲基转移酶活性和5-甲基胞嘧啶水平的显著降低；其次，紫檀芪联合白藜芦醇激活ERα受体后，使ERα阴性乳腺癌细胞对ERα依赖性17β-雌二醇(促进细胞的增殖)和拮抗剂4-羟基三苯氧胺(抑制细胞的增殖)的敏感增强，同时17β-雌二醇和4-羟基三苯氧胺进一步影响ERα反应性下游孕酮受体(PGR)基因表达。该研究运用植物中提取的化学物质，在表观遗传水平调节来恢复ERα阴性乳腺癌细胞，使ERα表达阳性，这有可能为ERα阴性乳腺癌患者的治疗提供了新的思路和新的选择。另外，ER-α36(ER-α66的变体)不仅在ER-α66阴性乳腺癌患者中广泛表达，而且在ER-α66阳性莫昔芬治疗耐药的乳腺癌患者中也高表达。紫檀芪可以通过阻断MAPK/ERK和PI3K/AKT信号通路抑制乳腺癌细胞中ER-α36的表达。针对ER-α36表达阳性的乳腺癌，紫檀芪有可能为其个体化治疗提供解决方案。

脑转移是乳腺癌患者死亡的主要原因之一，在治疗乳腺癌脑转移方面，紫檀芪也有着突出的表现。研究发现，在脑转移的乳腺癌患者中c-Met表达明显增加，高表达c-Met的脑转移细胞通过炎性细胞因子上调和血管重编程促进转移过程，主要是通过诱导IL-8和CXCL1的分泌促进肿瘤细胞与脑内皮细胞的黏附并增强新血管形成；另外，通过激活c-Met刺激IL-1β分泌诱导肿瘤相关星形胶质细胞分泌c-Met配体肝细胞生长因子(HGF)。因此，由c-Met启动和维持的细胞因子释放的前馈机制产生恶性循环，其为转移细胞产生有利的微环境。而紫檀芪能够透过血脑屏障，并靶向阻滞c-Met和其下游信号分子MAPK、IL-1β、IL-8和CXCL1的表达，从而抑制乳腺癌细胞发生脑转移，且其抑制作用远远强于白藜芦醇[18]。这一研究奠定了紫檀芪作为一种天然的化学药物预防乳腺癌细胞脑转移的可能性。

2.3 紫檀芪在食管癌研究中的应用 紫檀芪可以抑制食管癌细胞的增殖，且呈剂量和时间依赖性。而进一步研究表明，紫檀芪处理食管癌细胞后，可增加ERS相关分子(GRP78、ATF6、p-PERK、p-EIF2α和CHOP)的表达水平，上调促凋亡相关蛋白PUMA，并下调抗凋亡相关蛋白Bcl-2，同时促进细胞色素C从线粒体向细胞质的转运以及Caspase-9和Caspase-12的活化，不仅使食管癌细胞凋亡比例增加，而且还抑制其黏附性和迁移的能力。同时，紫檀芪还能降低食管癌细胞中谷胱甘肽的水平和增加ROS的水平，参与到食管癌细胞凋亡的过程[19]。该研究表明，紫檀芪可以通过多种途径促进食管癌细胞的凋亡，显示出了广泛而高效的抗癌活性。

紫檀芪已在胸部肿瘤中进行了深入研究，为紫檀芪用于胸部肿瘤的预防和治疗提供了有力证据。紫檀芪具有更高的生物利用度、更高的生物活性以及对正常细胞较低的毒性，使其成为胸部肿瘤化学预防和化学治疗理想的候选药物。但目前紫檀芪在胸部肿瘤中的研究主要以基础研究为主，尚缺乏临床实践方面的资料。后期的研究应该重点关注多中心、随机、前瞻性的临床研究来证实其有效性，同时兼顾其生理、药理作用以及安全性，并进行综合评估其疗效。