李冲慧

（河南省中医院，河南 郑州 450000）

1 概述

木犀草素存在于菊花、金银花、白毛夏枯草、黄芩属、紫苏属等多种植物之中，是具有多种生物活性的天然黄酮类化合物，在各种植物主要以糖基化形式存在，其功能主要体现在消炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗纤维化、保护血管及神经、保护心脏和肝脏等脏器、改善认知等方面[1,2]。另有体外实验证实，木犀草素对于肝癌、结直肠癌、胃癌等肿瘤细胞的增殖具有明显的抑制作用，同时可以对实体肿瘤中的血管生成产生抑制效果。还有研究发现，胃癌细胞系在木犀草素的作用下，对化学、放射物质的敏感性得到提升。

分析木犀草素的抗肿瘤功效作用机制，主要如下：发生癌变期间，木犀草素能够对激酶进行抑制，对细胞周期进行调节，并可以诱导细胞凋亡，让转录因子得以减少，以此对癌变进程产生阻碍作用，其抗肿瘤活性主要与诱导细胞凋亡这一作用机制（调节脂质过氧化、损伤DNA、对具有促进癌细胞增殖作用的蛋白激酶进行抑制）有关[3]。研究显示，木犀草素能够诱导多种癌细胞系（如前列腺癌、胃癌、黑色素瘤）在G1细胞周期产生阻滞作用，该作用机制和抑制结直肠癌HT-29细胞和黑色素瘤OCM-1细胞中的细胞周期蛋白依赖性激酶2（CDK2）活性存在相关性[4]。

2 氧化还原调节活性

2.1 抗氧化活性

黄酮类化合物中的大多数都具有较好的抗氧化活性，而活性氧（ROS）为一种强氧化剂，主要特征是半衰期较短、反应性很强，常见的如过氧化氢（H2O2）、超氧化物(O2•−)、羟基自由基(•OH)。若ROS过量，可以导致氧化应激反应，进而对具有促进肿瘤形成、造成神经退行性病变、损害心血管等作用的脂质、DNA、蛋白质产生明显的损伤效果，而木犀草素经研究证实具有以上作用机制[5]。

对木犀草素发挥抗氧化作用的机制进行分析，主要如下：（1）利用自身氧化作用，可以作为ROS清除剂[6]。（2）对发挥氧化作用的氧化镁起到有效抑制的作用，如使黄嘌呤氧化酶活性得以降低，进而对O2•−的形成进行抑制。（3）能够使内源性抗氧化剂的抗氧化作用得以增强，如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）等[7]，让它们产生更强的抗氧化性。（4）直接对催化细胞组分氧化酶进行抑制。

2.2 促氧化活性

在诸多研究中，证实了木犀草素等黄酮类化合物能够通过抗氧化活性作用，使细胞得到保护，但是也有研究发现，其同时还具有亲氧化性[8]，通过分析，认为这可能与其过渡金属催化自氧化产生超氧阴离子的能力有关[9]。但是，在一些其他研究报告中，认为在过氧化物酶的代谢作用下，类黄酮苯酚环会形成具有较强反应活性的促氧化剂苯氧基自由基，以满足烟酰胺腺嘌呤氢（NADH）、氧化谷胱甘肽（GSH）的氧活性需求，同时可以摄入很多氧，并形成大量ROS[10]。当前已有研究证实，木犀草素能够对未转化细胞、癌细胞中ROS起到诱导作用[11]。另有研究发现，对于H2O2、黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶通过诱导作用促使细胞中产生较多ROS，或是造成氧化损伤的情况，木犀草素的使用能够让以上情况减弱。这一研究结果提示，木犀草素可以促使Bad在Ser112的磷酸化得到增强，让H2O2对caspase 3的激活作用得以减弱。这说明，对ROS、凋亡细胞死亡进行抑制，可以更好地保护神经。因此在氧化应激反应作用下导致的一些神经退行性病变，木犀草素可以起到一定程度的干预效果[12]。

由以上分析可知，黄酮类化合物可以是抗氧化剂，也可以作为促氧化剂，具体起到怎样的作用，还取决于当时的微环境、浓度依赖性[13]。对木犀草素的氧化还原活性进行分析，认为细胞微环境会对其作用机制产生重要影响。如细胞中的铜离子、钒离子、镉离子，会影响木犀草素的抗氧化活性，而铁离子浓度发生变化时，木犀草素的氧化还原调节活性也会受到明显影响，木犀草素在＜50μm的低铁离子浓度微环境可以作为抗氧化剂，而在＞100μm高铁浓度微环境中具有促氧化作用。

对致癌机制进行分析，认为氧化应激反应在癌变过程中发挥明显作用。木犀草素通过发挥抗氧化活性，对细胞进行保护，使其免于氧化应激反应的侵害，能够预防癌变的发生发展。另外，在促氧化活性作用方面，木犀草素能够对细胞中的DNA、RNA、蛋白质造成直接性损伤，从而发挥胃癌细胞凋亡的诱导作用。由于当前的研究成果有限，对于木犀草素在肿瘤发展各阶段到底发挥抗氧化还是促氧化作用还不十分明确，需要在今后作为研究重点。

3 抗肿瘤细胞活性

3.1 预防致癌物代谢活化

过往研究发现，木犀草素对CYP1B1、CYP1A 2、CYP1A 1等人类细胞色素P450（CYP）1家族酶具有明显的抑制作用，通过这种机制，能够让活性诱变剂分泌量减少，可以防止致癌物受到多种因素影响而被激活。这一研究发现提示，可以将木犀草素作为预防恶性肿瘤的重要物质[14]。

3.2 抑制肿瘤细胞增殖

黄酮类化合物的使用，能够促使细胞周期进入到停滞状态，进而对多种癌细胞增殖产生明显的抑制作用[15]。有研究发现，在正常肝细胞HL7702中，木犀草素几乎不发挥作用，而在肝癌细胞SMMC-7721和BEL-7402细胞中，木犀草素会影响细胞增殖。分析这种机制，可能是进行G1/S期细胞周期阻滞，促Bax水平提升，同时使抗凋亡蛋白Bcl-2水平降低，Bax/Bcl-2比值得以增加，casp ase-3酶被充分激活，与此同时，线粒体膜电位发生下降，从而促使肿瘤细胞凋亡[16]。除以上机制外，黄酮类化合物还可以结合并抑制DNA拓扑异构酶I和II——修复受损DNA所必需的酶，并直接插入底物DNA，导致DNA双链断裂[17]。

3.3 通过诱导细胞凋亡使转化细胞被消除

正常状态下的细胞凋亡可以使机体内环境保持稳定，但是当自主、有序的细胞凋亡状态被打破，出现不受正常程序控制的不断增殖的突变细胞，则会对肿瘤发生产生促进作用。木犀草素可以通过对肿瘤细胞的凋亡进行诱导，让肿瘤细胞能够被有效杀灭。目前研究证实，木犀草素在杀死癌细胞的作用中，对表皮癌、肝癌、前列腺癌、乳腺癌等均有效果[18]。

真核细胞进化期间的凋亡途径主要有如下两条：（1）外源性途径：由肿瘤坏死因子（TNF）家族细胞因子（TNFα、Fas、TRAIL）结合其同源死亡受体，将caspase 8激活，进而对其下游执行者caspase进行激活。（2）内源性途径：促凋亡Bcl-2家族成员，如Bax、Bak和Bik，出现对线粒体功能性失能情况，致使损失线粒体，同时会进行细胞色素c的释放，使caspase 9被激活并进一步使执行者caspase3、7被激活，进而导致细胞蛋白受到破坏[19]。（注：TRAIL为肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体）

研究证实，以上两种细胞凋亡途径，使用木犀草素后能够使其被激活。在前列腺癌、宫颈癌细胞中，TRAIL的功能性受体死亡受体5（DR5）的表达出现明显增加，同时会激活caspase-8、-3、-9、-10，裂解Bcl-2相互作用域（BID）。对DR5表达水平升高的机制进行分析，可能与DR5基因转录的激活有关[20]。在对木犀草素的实验研究中，发现其能够激活增强STAT3与SHP-1的结合，对STAT3高表达细胞产生靶向杀伤作用，进而对胃癌细胞的凋亡起到诱导作用。木犀草素还可以促使JNK持续被激活，对Bad、p53进行调节，以此对凋亡途径产生激活、促进作用[21]。

3.4 抗血管形成

在实体瘤的生长、转移过程中，血管生成会起到重要促进作用。若微环境处于缺氧状态，肿瘤细胞会分泌基质金属蛋白酶（MMP）、血管内皮生长因子（VEGF）等，进而导致肿瘤中的血管生成[22]。木犀草素可以通过减少VEGF分泌，对VEGF诱导的信号转导进行抑制，让VEGF受体及其下游PI3K/Akt激酶的信号通路的激活被阻断，进而达到抗血管生成的效果。

血管形成过程中，透明质酸会产生寡糖，这一成分结合内皮细胞膜上的受体，会触发血管形成。在细胞外基质中，拥有大量的透明质酸，其对新生空泡的形成、扩展能够产生阻止作用。随着分泌的透明质酸量增大，细胞外基质（ECM）会发生降解，从而突破屏障，促进血管生成，给细胞进行周围组织的侵袭提供便捷的通道。木犀草素可以通过进行透明质酸酶的抑制作用，减少透明质酸分泌，从而达到抗血管生成的效果。

3.5 抗转移

肿瘤细胞分裂、增殖速度较快，与此同时，其还会对周围组织、远端位置进行侵犯，导致病情更为复杂严重。对木犀草素的相关实验研究成果进行分析，发现其能够使E-钙粘蛋白在m RNA和蛋白质上的表达水平提升，而促使波形蛋白、N-钙粘蛋白在m RNA和蛋白质上呈现低表达状态，从而对上皮-间充质转化进行抑制。除此之外，木犀草素还可以让p-Akt、vegf-A、HIF-1α、MMP-2、p-VEGFR-2、MMP-9的蛋白表达水平下降，从而实现抗转移效果。木犀草素除了以上作用机制外，还能对癌细胞迁移、转移的关键信号传导途径进行阻断。如EGFR被激活之后，会促进肿瘤细胞迁移，而木犀草素会对EGFR信号通路进行阻断，从而使细胞转移、侵袭受到抑制[23]。

4 小结

我国对于中草药的研究以及使用均有十分悠久的历史，在抗肿瘤研究方面，对木犀草素的相关实验研究也比较多，加之目前对于许多临床常见的消化道相关肿瘤放化疗的局限性以及副作用的研究，可以考虑在木犀草素这种具有丰富生物学活性的天然提取物中探寻治疗肿瘤的新型方案。通过以上研究分析，可以知道木犀草素的生物学活性主要体现在如下几个方面：（1）对氧化还原反应进行调节；（2）诱导细胞凋亡；（3）对细胞转移进行抑制；（4）对肿瘤细胞的增殖以及肿瘤中血管的形成进行抑制。通过以上作用机制，能够有效杀伤多种癌细胞。同样有研究[24]证实，在胃癌细胞中使用木犀草素，其同源重组修复会受到明显抑制。从不同胃癌患者中获取肿瘤组织，发现木犀草素对相应细胞中发挥作用，能够在DNA损伤修复中诱导DNA双链断裂，使HR修复得以降低，从而能够对胃癌细胞的凋亡起到促进作用。由于当前的体内实验研究较少，因此木犀草素的一些作用机制还不十分清晰，而由于木犀草素的实验主要为体外实验，导致没有建立相关模型检测，因此今后的研究中可通过动物模型、类器官、临床研究等对木犀草素的使用效果进行进一步验证。随着我国近年来加大了对中医药学的重视和研究力度，在抗肿瘤研究工作中，木犀草素的作用机制和效果的研究也会取得更大的进展，这将为肿瘤疾病的治疗提供更多可靠、客观的理论依据[25]。