任静 戴秋芹 陈 燃 官成浓 刘 文 李祥勇

1.广东医科大学广东省教育厅医学活性分子重点实验室 广东医科大学生物化学与分子生物学研究所广东医科大学抗肿瘤活性物质研发协同创新中心，广东湛江 524023；2.广东医科大学附属东莞第一医院肿瘤科，广东东莞 523000

在当前社会中，肿瘤仍然是威胁人类健康的重要因素，更是导致死亡的首要原因[1]。目前，肿瘤的治疗主要有手术治疗、放射治疗、化学治疗和免疫治疗等，然而由于肿瘤细胞对放、化疗的不敏感及其严重毒副作用，不仅影响治疗效果更影响患者生活质量。因此，寻找高效低毒的抗癌活性物质，对于肿瘤的有效治疗具有重要的现实意义。异鼠李素是一种来源于天然植物的黄酮类药物，具有多种生物学活性。近年来，异鼠李素由于对肿瘤细胞潜在的细胞毒性和较小的副作用，已成为重要的天然抗癌药物而倍受关注。本文拟具体阐述异鼠李素的抗癌作用及其机制，旨在为肿瘤治疗提供新的思路和策略。

1 异鼠李素的来源与生物学功能

近年来，植物衍生药物在肿瘤治疗领域的使用显著增加，其中包括大约4000 种植物来源的黄酮类化合物。异鼠李素是一种天然的小分子黄酮类化合物，广泛存在于沙棘、银杏等多种植物中，其化学名为3，5，7-三羟基-2-（4-羟基-3-甲氧基苯基）苯并吡喃-4-酮，分子式为C16H12O7。研究发现，异鼠李素具有抗心肌缺氧缺血、抗心律失常、降低血清胆固醇等作用，目前已被广泛地用于心血管、风湿病等的临床治疗[2-3]。

2 异鼠李素的抗癌作用

大量的流行病学研究认为，黄酮类的摄入与癌症的发生呈负相关[4-5]，且黄酮类化合物被认为是治疗癌症的潜在和安全的化疗药物[6]。近年来，一些体外研究发现异鼠李素能有效抑制胃癌[7]、胰腺癌[8]、肺癌[9]、肝癌[10]和乳腺癌[11]等多种癌细胞的生长增殖。此外，体内实验也表明异鼠李素处理后，动物模型体内肿瘤细胞数目减少，增殖速度减慢，肿瘤体积显著缩小[9,12-14]（表1）。以上结果提示异鼠李素对多种癌症都具有广泛的药理作用。

表1 异鼠李素对不同异种移植瘤生长的抑制

3 异鼠李素的抗癌机制

对药物抗癌机制的探讨是明确药物机理不可或缺的一步，目前研究发现异鼠李素的抗癌作用主要有阻滞细胞周期、诱导细胞凋亡、促进细胞自噬、抑制其侵袭、转移以及增强化疗敏感性等。

3.1 阻滞癌细胞的细胞周期

细胞周期是真核细胞通过复制与分裂完成细胞生长增殖的全过程，包括G1期、S 期、G2期、M 期。细胞周期受细胞周期蛋白（Cyclin）、细胞周期蛋白依赖性激酶和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂等各种调节因子的平衡调控。当任何一种调控因子发生紊乱都将导致细胞周期活动异常，细胞增殖不受控制，从而诱发肿瘤[15]。Park 等[16]2019 年发现，异鼠李素可以诱导膀胱癌细胞中活性氧（reactive oxygen species，ROS）升高，同时降低膀胱癌细胞Cyclin B1 的表达，将细胞周期阻滞在G2/M 期，在使用抗氧化剂NAC 过后，G2/M 期细胞数目减少，提示异鼠李素可以通过活性氧干预膀胱癌细胞细胞周期变化，同样在肝癌[10]、乳腺癌[17]、宫颈癌[18]、结肠癌[19]及食管癌[20]的研究中也得到了类似的结果（表2）。

表2 异鼠李素对不同肿瘤细胞细胞周期的影响及其机制

3.2 调控癌细胞的凋亡与自噬

细胞凋亡是细胞接受内外源死亡信号后发生的细胞死亡，是包括异鼠李素在内的多种药物发挥抗肿瘤作用的主要机制，其过程涉及对凋亡相关的蛋白（如Bcl-2 家族成员）的表达调控。Cai 等[21]2020 年研究异鼠李素在前列腺癌细胞中的作用时发现，异鼠李素可以下调抗凋亡相关蛋白Bcl-2 的表达，增加促凋亡相关基因Bax 的表达，促进PI3K/Akt/mTOR 通路的激活，从内源性线粒体途径促进细胞凋亡。Duan 等[12]也发现，异鼠李素可以升高Bax 的水平，降低Bcl-2 的表达，与此同时还发现糖酵解相关蛋白6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2，6-二磷酸酶4（6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2，6-biphosphatase，4PFKFB4）的表达也下调，PI3K/Akt 通路激活，核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB）入核减少，提出异鼠李素可以抑制PI3K/Akt 通路和NF-κB 通路，且抑制作用与PFKFB4相关。此外，半胱氨酸天门冬氨酸蛋白酶（caspase）也与细胞凋亡有密切联系，其中caspase9 和caspase3 是参与细胞凋亡过程中重要的启动者和参与者，是典型的内源性凋亡因子。异鼠李素能通过增强caspase3、caspase9 蛋白的切割来诱导癌细胞的凋亡。Park 等[16]2019 年的研究发现，异鼠李素不仅对细胞周期有影响，同时也可以降低pro-caspase9和pro-caspase3 的表达，通过AMPK/mTOR 途径诱导膀胱癌细胞凋亡。与此同时，异鼠李素在肺癌[22-23]、乳腺癌[24]、食管癌[25]、胃癌[26]、皮肤癌[27]等癌细胞中也发挥促进细胞凋亡的作用（表3）。

表3 异鼠李素对不同肿瘤细胞细胞凋亡的影响及其机制

除细胞调亡外，自噬也是细胞死亡的主要形式。当自噬启动时，微管相关蛋白1 轻链3（LC3）被切断，产生LC3-Ⅱ蛋白，从而诱导细胞发生自噬并促进死亡，因此，诱导自噬也被认为药物发挥抗癌作用的重要机制[28]。有研究发现，异鼠李素处理后的A549 细胞中LC3-Ⅱ的表达水平以剂量依赖的方式显著增加，同时自噬标志蛋白Beclin1 蛋白也呈上升趋势，提示异鼠李素在肺癌细胞中可通过诱导自噬发挥抗肿瘤作用[9]。

3.3 抑制癌细胞的侵袭、迁移

癌细胞的侵袭转移是癌症预后不良和患者死亡的最主要因素，而上皮间质转化（Epithelial-mesenchymal transition,EMT）被认为是恶性肿瘤恶性转移和复发的最关键步骤之一。目前认为EMT 主要受激酶信号通路调控，包括PI3K/Akt 和MAPK 家族成员（JNK1/2、ERK1/2 和p38）[29]。在异鼠李素的抗肿瘤研究中，Luo等[30]2019 年发现，异鼠李素可以抑制Akt 和ERK1/2的激活,却不影响p-JNK1/2 和p-p38 的活性，表明异鼠李素可选择性阻断Akt/ERK1/2 信号通路抑制EMT，从而抑制肺癌细胞的侵袭和转移。此外，基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases,MMPs）通过降解细胞外基质中的各种蛋白成分,破坏肿瘤细胞侵袭的组织学屏障，在肿瘤侵袭转移中起关键性作用。Li等[31]2015 年发现异鼠李素能通过下调MMP2和MMP9的表达和活性来显著抑制MDA-MB-231 细胞的迁移和侵袭。同时，也有研究表明异鼠李素可以通过升高HIF-1α 水平抑制肿瘤细胞的迁移侵袭[32]，这也为异鼠李素的抗肿瘤研究提供了新思路（表4）。

表4 异鼠李素对不同肿瘤细胞侵袭转移的影响及其机制

3.4 增强化疗药物的敏感性

当前化学疗法仍是肿瘤患者临床治疗的首要手段，然而耐药能使肿瘤细胞逃避化疗药物的杀伤从而影响治疗效果，甚至导致治疗失败。顺铂和卡铂是临床治疗中广泛使用的化疗药物，近年来也面临耐药影响治疗效果的问题[33]。Zhang 等[23]2015 年发现，与单独使用顺铂/卡铂相比，异鼠李素联合顺铂/卡铂处理，能有效使A549 的细胞周期阻滞在G2/M 期，激活凋亡信号caspase 家族,使细胞存活率降低，表明异鼠李素提高了A549 细胞对顺铂/卡铂的药物敏感性。除铂类药物外，卡培他滨也是一种常用的化疗药物，主要适用于对紫杉醇和包括有蒽环类抗生素化疗方案治疗无效的晚期乳腺癌，直肠癌和胃癌的治疗，其抗肿瘤作用可能涉及对转录因子NF-κB 的表达调控[34]。有研究发现，在胃癌细胞SNU-5 和SNU-16 中，异鼠李素可以抑制NF-κB 调控的多种基因产物的表达，并诱导了PARP 蛋白的裂解，由此增强卡培他滨对胃癌细胞的凋亡作用。进一步，在体内实验中发现，与卡培他滨处理比较，卡培他滨联合异鼠李素处理可以显著抑制胃癌异种移植瘤的体内生长，而且联合处理组的肿瘤组织中癌基因Ki-67 的表达明显下降，同时与NF-κB活性相关的分子p65、VEGF、COX2 和MMP9 也显著下调[7]。以上结果表明，异鼠李素可以通过调控NF-κB增强卡培他滨对胃癌细胞的抗肿瘤作用。

3.5 增强放疗敏感性

放射治疗是治疗癌症的常用方法，肿瘤细胞对放射治疗的敏感性是影响放疗效果主要因素。研究发现，异鼠李素处理后可明显降低接受放射治疗的肺癌细胞的体外存活率，表明异鼠李素可提高肺癌细胞对放射治疗的敏感性。进一步的机制研究显示异鼠李素的放射增敏作用可能与细胞IL-13 表达增加，NF-κB激活抑制和细胞DNA 损伤增强密切相关，表明异鼠李素处理可显著提高肺癌细胞的放射敏感性，在辅助放射治疗中具有潜在的应用价值[35]。

4 总结与展望

黄酮类药物临床应用中具有广泛的前景，近年来不断有研究认为黄酮类药物（如槲皮素、木犀草素等）在多种肿瘤中发挥较强的抗癌作用[36-37]。异鼠李素是来源于沙棘、银杏等多种植物的黄酮类物质，目前研究发现其可通过细胞周期阻滞，诱导凋亡和抑制细胞侵袭转移等方式发挥抗癌作用[16,12,21]。异鼠李素还被发现可作为放射治疗/化学治疗增敏剂，通过提高放射治疗和化学治疗的有效率实现对肿瘤的有效治疗[24,35]。然而，目前对于异鼠李素的抗癌研究还存在研究范围有限、研究深度不够等局限，而对于异鼠李素在抗肿瘤过程中是如何调控肿瘤相关基因的表达或相关代谢通路的具体作用机制仍不明确，存在较大空白。因此，未来关于异鼠李素抗癌作用的探讨应重点放在异鼠李素具体作用靶点的研究以明确其作用机制，这将为异鼠李素后期的肿瘤临床治疗提供理论基础和实验依据。此外，肿瘤发生是多方面综合影响的结果，单一药物的抗肿瘤作用可能难以达到较理想的抗癌目的，因此，开展包括异鼠李素在内的多种药物联合作用可能是未来抗肿瘤治疗的重要方向。