熊果酸和齐墩果酸抗性器官和呼吸系肿瘤作用
文章导读:熊果酸和齐墩果酸是化学立体结构相同的同分异构体。它们广泛存在于各种植物之中,是一类生物活性广、毒副作用甚低的活性成分。具有促进机体免疫功能和广谱抗肿瘤作用,如具有抗乳腺癌、抗宫颈癌、子宫内膜癌、抗前列腺癌和抗鼻咽癌、抗肺癌等作用。熊果酸和齐墩果酸对肿瘤细胞既有选择性细胞毒作用、引起肿瘤细胞坏死,又有诱导凋亡和分化作用。本文综述它们的抗性器官和呼吸系肿瘤作用及机制研究进展。 |
熊果酸(Ursolic acid, UA)和齐墩果酸(Oleanolic acid, OA)是化学立体结构基本相同的同分异构体,它们广泛存在于各种植物之中,是一类生物活性广(如抗微生物、原虫和抗糖尿病)、毒副作用甚低的活性成分。而同属五环三萜酸的甘草酸具有抗肿瘤和促进机体免疫功能。夏国豪对UA的抗肿瘤及促进免疫功能作用作过介绍。本文仅综述UA和OA抗性器官和呼吸系肿瘤的作用。
抗性器官肿瘤作用
1 抗乳腺癌作用
最近Dai Z等用来自小鼠MMTV-Wnt-1乳腺肿瘤的WA4癌干细胞(系原发性和继发性乳腺癌的根源之一)实验,发现石榴中所含的UA、并没食子酸(ellagic acid)和木犀草素(luteolin)都能浓度和时间依赖性提高WA4细胞半胱天冬酶-3活性,使细胞周期滞留在G0/G1期,诱导凋亡,从而抑制癌细胞增殖和存活。该大学的其他研究工作者给卵巢切除3 wk后乳房脂肪垫内注射同基因乳腺癌MMTV-Wnt-1细胞小鼠分别喂饲含0.05%、0.10%或0.25% UA饲料分别约为54、106或266 mg/(kg.d),UA的所有3个剂量都抑制癌细胞增殖,其中0.10% UA组抑制肿瘤生长和降低肿瘤体积的作用最强。进一步研究显示,UA是通过调控Akt/mTOR信号转导,阻滞MMTV-Wnt-1细胞的细胞周期,诱导凋亡而抑制肿瘤生长。
韩国学者用多种实验方法证实UA和OA对体外培养的正常大鼠乳腺上皮细胞有诱导分化和凋亡的双重作用。OA(25-125μM)浓度依赖性抑制人乳腺癌MCF-7细胞增殖,作用24 h的IC50为88μM。TUNEL法和流式细胞仪法都证明OA是通过诱导凋亡抑制MCF-7细胞增殖,而上调细胞内游离Ca2+水平是OA诱导凋亡的机制之一。
UA作用72 h抑制MCF-7细胞生长的IC50为4.9 mg/L,作用24 h的IC50为22.6 μM。机制研究发现UA显著增加MCF-7细胞p53蛋白、半胱天冬酶-3、多聚ADP核糖多聚糖蛋白、细胞色素C蛋白、Bax蛋白表达和提高Bax/Bcl-2比值,使MCF-7细胞滞留在G1期和亚G1期。由于p53蛋白对细胞凋亡和坏死都有介导作用,推测p53既可通过调节p21WAF1表达,使细胞周期滞留在G1期,诱导细胞坏死。也可通过线粒体调控细胞凋亡:使Bax蛋白表达增加,Bax/Bcl-2比值升高,在线粒体膜上形成同源二聚体,使膜通透性改变,导致线粒体中细胞色素c合成和释放增加,激活细胞色素c依赖的半胱天冬酶-3,使细胞周期滞留在亚G1期,诱导细胞凋亡。最近报道UA能与糖皮质激素受体结合并移位到细胞核,从而减少MCF-7细胞内Bcl-2蛋白表达和裂解多聚ADP核糖多聚糖蛋白,诱导乳腺癌细胞凋亡。芳香酶能使雄激素芳香化成雌激素。UA抑制芳香酶活性(IC50为32 μM),可能也是其抗乳腺癌的作用机制。
Yeh CT等发现UA在非细胞毒浓度时浓度和时间依赖性抑制高转移性乳腺癌MDAMB231细胞迁移和侵袭,UA的这种抗转移作用与其增强组织金属蛋白酶-2(MMP-2)抑制因子和纤溶酶原活化抑制因子-1表达,从而降低MMP-2和u-PA活性有关。机制研究认为UA是通过抑制Jun氨基末端激酶、Akt和rapamycin的哺乳动物靶点的磷酸化,降低MDAMB231细胞核内核因子-κB蛋白水平,最后导致MMP-2和u-AP表达下降,而产生抗侵袭作用。UA还时间依赖性降低胞液中血管内皮细胞生长因子、Ras、生长因子受体结合蛋白2和Rho样GTP酶蛋白水平,都提示UA有可能用于预防乳腺癌转移。
2 抗宫颈癌作用
OA能对抗佛波醇酯促进无机磷(32p)掺入人宫颈癌HeLa细胞的磷脂之中,抑制HeLa细胞生长。UA浓度和时间依赖性抑制乳头瘤病毒阳性宫颈癌HeLa细胞、CaSki细胞和SiHa细胞生长,不抑制乳头瘤病毒阴性宫颈癌C33A细胞生长。UA使HeLa细胞出现典型的凋亡过程,诱导死亡蛋白Fas表达,裂解半胱天冬酶-8和-3以及多聚ADP核糖多聚酶蛋白,并抑制HeLa细胞中的乳头瘤病毒-18的E6/E7基因表达。
3 抗子宫内膜癌作用
UA浓度和时间依赖性抑制子宫内膜癌HHUA细胞增殖,使癌细胞呈典型的凋亡形态学特征:核质浓集、出现凋亡小体,使细胞周期滞留在G0/G1期,作用机制可能与UA诱导半胱天冬酶-3蛋白表达增加、bcl-2蛋白表达减少有关。UA也浓度和时间依赖性抑制子宫内膜癌SNG-Ⅱ细胞生长,出现DNA断裂片段和凋亡小体等凋亡形态学特征。在25和50 μM浓度时诱导SNG-Ⅱ细胞增加Bax表达,减少Bcl-2表达,促进线粒体细胞色素c释放,使半胱天冬酶活性提高约5倍,并使多聚ADP核糖多聚糖蛋白和多聚ADP核糖多聚酶裂解,从而造成癌细胞凋亡。UA也以上述相同的机制抑制低分化型子宫内膜癌HEC180细胞生长。UA也可通过降低上述2种癌细胞中的磷脂酰肌醇3-激酶和磷酸-Akt、磷酸-P44/42水平,阻滞磷脂酰肌醇3-激酶-Akt通路和丝裂原激活蛋白激酶通路,诱导凋亡。
4 抗前列腺癌作用
UA在大于40 μM时浓度和时间依赖性抑制原代恶性人前列腺癌RC-58T/h/SA#4细胞生长,提高细胞周期中的亚-G1期比例。促进核凝缩、DNA断片和凋亡小体形成。由于UA显著提高半胱天冬酶-3、-8和-9活性,上调前凋亡蛋白Bax水平和下调抗凋亡蛋白Bcl-2水平,也促进半胱天冬酶-8介导的Bid裂解的凋亡作用,提示细胞内外2种信号转导通路参与了UA的癌细胞凋亡作用。又由于UA还提高RC-58T/h/SA#4细胞内不依赖半胱天冬酶的线粒体凋亡因子(AIF)表达,提示UA还可通过半胱天冬酶依赖性和不依赖性2条通路诱导癌细胞凋亡。
用MMT法检测发现UA对不同浓度雌激素培养下的雄激素依赖性前列腺癌LNCaP细胞呈浓度和时间依赖性生长抑制,使该细胞生长的最适雄激素浓度上升10倍。UA也浓度和时间依赖性抑制雄激素非依赖性前列腺癌DU145细胞和PC-3细胞生长。由于抑制半胱天冬酶-8和-9活性,可阻滞UA诱导PC-3细胞凋亡,也提示UA能激活细胞内外2种凋亡通路。UA是通过激活c-Jun氨基末端激酶,使前列腺癌细胞中的Bcl-2磷酸化并降解,和下调bcl-2表达,引起癌细胞凋亡。UA还抑制Akt通路,上调Fas配体(FasL)表达,从而启动PC-3细胞中的死亡受体介导的细胞凋亡。此外,UA也通过抑制Akt,下调基质金属蛋白酶-9,抑制PC-3细胞的侵袭功能,产生抗癌细胞转移作用。不影响DU145细胞生长的雌激素阻断剂氟他胺能增强UA的抑制生长作用。提示UA在抗前列腺癌时不仅加强了激素依赖性前列腺癌对雄激素的依赖性,也诱发了激素非依赖性前列腺癌对雄激素的反应性,延缓或阻止雄激素非依赖性的发生。