林 海，薛立群，楊 青

（湖南農業(yè)大學動物醫(yī)學院，湖南長沙410128）

血根堿（C20H15O5N）是一種苯菲啶喹啉類生物堿，主要存在于罌粟科、藍堇科及蕓香科的植物中。研究發(fā)現血根堿具有抗菌、消炎鎮(zhèn)痛、抗腫瘤及殺蟲等作用，目前已在人醫(yī)和獸醫(yī)臨床應用，在我國于2011年被批準為國家二類新獸藥。血根堿作為飼料添加劑，在生豬的保健中也取得了良好效果。由于其藥理作用多樣，對于其具體的作用機制還有待深入了解。近年來對于血根堿抗腫瘤作用及抗腫瘤作用機制進行了廣泛研究，本文就此進行了較全面綜述。

1 血根堿促進細胞凋亡抑制癌癥的作用

細胞凋亡是一種細胞死亡的自然生理過程，也是生物體在細胞水平上維持基因組穩(wěn)定，防止腫瘤發(fā)生的有效控制途徑之一。許多體外試驗證明血根堿能通過誘導細胞凋亡而抑制不同來源的癌細胞生長，包括人鱗狀細胞癌、肺癌、乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌和結腸癌等癌細胞，并對骨肉瘤（一種原發(fā)性的惡性骨腫瘤）也有抑制作用。

Ahmad N 等［1］研究表明，血根堿誘導鱗狀細胞癌的凋亡而影響癌細胞生長，正常細胞對血根堿的敏感性沒有相應癌細胞明顯。血根堿可以通過激活半胱天冬酶和改變Bcl-2／Bax比值來誘導口腔鱗狀細胞癌（鱗癌）細胞和HT-29人結腸癌細胞發(fā)生凋亡［2-3］。Park H 等［4］研究發(fā)現，血根堿能改變人骨肉瘤細胞株MG-63和SaOS-2的形態(tài)，對癌細胞存活率的減少呈濃度和時間依賴；用5μmol／L的血根堿孵育2株細胞，發(fā)現在24h內對細胞的致死率達100%；而且該劑量能在1h之內可以通過改變細胞的線粒體膜電位而導致染色質濃縮和凋亡小體的形成；血根堿能激活癌細胞中的多個半胱氨酸蛋白酶，包括caspase-8和caspase-9的活力，這些數據提示血根堿可作為一種治療骨腫瘤的潛在藥物。血根堿對人早幼粒細胞性白血病細胞株HL-60 的半數致死量IC50為0.37mmol／L，主要通過caspase-3／7依賴機制誘導細胞產生凋亡［5］。此外，血根堿誘導癌細胞的壞死和凋亡過程，與活性氧的產生和線粒體膜去極化相關，短時間處理細胞可抑制細胞的黏附以及G0／G1期細胞含量的升高［6-7］。

在體內抗腫瘤的臨床試驗中，將大鼠結腸癌細胞系DHD／K12／TRb皮下注射到大鼠，口服血根堿顯著抑制腫瘤的生長。通過定期監(jiān)測腫瘤的生長、重量、血液和臨床生化指標的檢測，發(fā)現血根堿對大鼠不產生任何毒性作用或副作用。對皮下移植形成的腫瘤進行病理組織學檢查沒有發(fā)現任何異常，而且血根堿處理過的大鼠腫瘤中，腫瘤細胞凋亡明顯增多，腫瘤周圍血管發(fā)生也降低［8］。血根堿可抑制人類前列腺癌細胞的生長和體內腫瘤的形成，在異位植入DU145人前列腺癌細胞的第3天開始服用血根堿，降低了腫瘤的重量和體積［9］。血根堿在治療癌癥的同時具有強細胞毒性作用，這可能是由于過早的谷胱甘肽耗盡效應而導致細胞的快速凋亡所致［10］，所以對于血根堿作為一種抗癌藥物在臨床中的應用還值得思考。

2 血根堿抑制Stat3的活化治療癌癥

研究發(fā)現一些基因如制瘤素（OSM）、血管內皮生長因子（VEGF）、低氧誘導因子-1α（HIF-1α）以及生存素（survivin）等在腫瘤組織中異常表達時伴隨著Stat3的磷酸化升高，從而影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展等。survivin在化療耐藥和去勢抵抗性前列腺癌的發(fā)展中起著重要作用，survivin表達的改變與癌癥的進展、耐藥性、抗輻射性、預后效果以及患者生存期密切相關［7］。血根堿被確定為一種新型的survivin抑制劑，可選擇性的殺死前列腺癌細胞，對正常的前列腺上皮細胞的作用比癌細胞小。血根堿通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)降解survivin 蛋白而抑制其表達，研究提示可通過過表達survivin來治療前列腺癌［8］。信號轉導和轉錄激活因子3（STAT3）是一種致癌的轉錄因子，在癌癥的發(fā)生和發(fā)展過程中起著至關重要的作用，是癌癥治療的一個重要靶點。血根堿可作為一種潛在Stat3 活化的抑制劑，可抑制前列腺癌細胞的生長、遷移和侵潤。在前列腺癌細胞中，血根堿可抑制Stat3在酪氨酸705（Tyr705）和絲氨酸727（Ser727）位點的磷酸化，血根堿對Stat3的這種抑制與Src基因的磷酸化和Janus活化激酶2（Jak2）的減少一致。血根堿可下調Stat3所介導的一些基因的表達如c-myc和survivin［11］。

3 血根堿穩(wěn)定端粒DNA 抑制癌癥

端粒DNA 的單鏈突出部分可以形成G-四鏈（G4）結構，G4的形成可以避免端粒的降解、端端融合、重排和丟失而引起基因不穩(wěn)定和細胞衰老，并能夠防止癌基因的過表達、抑癌基因的缺失以及其他基因的異常表達而導致癌癥的發(fā)生。血根堿能誘導單鏈人體端粒DNA 形成G4結構，從而抑制端粒酶活性使腫瘤細胞的增殖得到抑制，這可能是博落回抗腫瘤的分子機制之一［12］。血根堿對人G4結構包括端粒DNA d（TTAGGG）（4）（H24）和Pu27有很高的結合力，在乳腺癌細胞系MDAMB-231的細胞提取物中，血根堿能以濃度依賴方式有效地阻斷端粒酶的活性［13］。端粒DNA 和C-myc22是與腫瘤發(fā)生相關的G4形成序列。許多配體作為潛在治療癌癥的藥物有利于G4 的形成并提高其穩(wěn)定性，從而阻止腫瘤細胞的增殖。Ji X 等研究認為，血根堿通過插入或末端堆疊而結合到G4，誘導G4的形成并提高其穩(wěn)定性；而且，它還是一種細胞周期的阻斷劑，是一種潛在的抗癌藥物［14］。血根堿以其亞胺形式與DNA 相互作用［15］，與tRNA（苯丙氨酸）的結合部分也是其亞胺形式［16］。

在鉀離子的存在下，血根堿與人類端粒H24顯示出2種不同的相互作用。當H24（10μmol／L）與血根堿的摩爾比達到1∶2時，2個分子的血根堿結合1個分子的H24。當高于這個比值時，血根堿誘導H24的構象從鉀離子形式轉變?yōu)殁c離子形式。血根堿誘導由人類端粒序列形成的G-四鏈體構象的轉變，可以為四鏈DNA 結構與藥物相互的作用提供新的見解［17］。

綜上所述，血根堿抗癌作用機理包括激活細胞凋亡通道、抑制生存素蛋白的表達、抑制致癌的轉錄因子信號轉導和轉錄激活因子3（STAT3）、激活天冬氨酸酶、誘導端粒DNA 的G-四鏈體結構的形成與穩(wěn)定、以亞胺形式與tRNA 結合等，這些豐富的作用機理同時解釋了血根堿多樣的抗癌活性。但也有研究表明血根堿雖然明顯抑制細胞的生長，對正常細胞與腫瘤細胞無特異性。此外，彗星試驗發(fā)現血根堿具有遺傳毒性，能促進皮膚腫瘤的啟動［18］。薊罌粟油和其生物堿血根堿可導致小鼠“流行性水腫”，其分子機制研究表明血根堿的這種特性與MAPK／NF-κB信號通路相關［19］。薊罌粟油污染的食用油造成的遺傳毒性和皮膚腫瘤啟動作用可能與血根堿的大劑量長期使用有關，啟動了癌基因的同時還抑制了細胞凋亡。雖然血根堿對腫瘤發(fā)生具有有效調節(jié)作用，但有可能隨劑量變化呈雙向調節(jié)作用，值得臨床用藥者注意。

4 展望

自從罌粟科植物中提取到血根堿的單體以來，國內外學者全面深入的研究了血根堿在人類方面的藥效及毒性作用，特別是在治療人類的細菌性疾病、消炎、抗腫瘤以及提高免疫力等方面，但關于血根堿在獸醫(yī)臨床中的應用還不是很多。在仔豬日糧中添加少量的博落回提取物能夠改善仔豬生長性能，從而提高經濟效益［20］。隨著養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，疾病發(fā)生的復雜化，抗生素的長期大量使用所導致的藥物殘留、耐藥性等對人類健康造成的危害也日益受到關注。開發(fā)高效、無殘留、無抗藥性及無污染的中獸藥飼料添加劑將會有很好的前景。

［1］Ahmad N，Gupta S，Husain M M，et al.Differential antiproliferative and apoptotic response of sanguinarine for cancer cells versus normal cells［J］.Clin Cancer Res，2000，6（4）：1524-1528.

［2］Tsukamoto H，Kondo S，Mukudai Y，et al.Evaluation of anticancer activities of benzo phenanthridine alkaloid sanguinarine in oral squamous cell carcinoma cell line［J］.Anticancer Res，2011，31（9）：2841-2846.

［3］Lee J S，Jung W K，Jeong M H，et al.Sanguinarine induces apoptosis of HT-29human colon cancer cells via the regulation of Bax／Bcl-2ratio and caspase-9-dependent pathway［J］.Int J Toxicol，2012，31（1）：70-77.

［4］Park H，Bergeron E，Senta H，et al.Sanguinarine induces ap-optosis of human osteosarcoma cells through the extrinsic and intrinsic pathways［J］.Biochem Biophys Res Commun，2010，399（3）：446-451.

［5］Aburai N，Yoshida M，Ohnishi M，et al.Sanguinarine as a potent and specific inhibitor of protein phosphatase 2Cin vitroand induces apoptosis via phosphorylation of p38in HL60cells［J］.Biosci Biotechnol Biochem，2010，74（3）：548-552.

［6］Chang M C，Chan C P，Wang Y J，et al.Induction of necrosis and apoptosis to KB cancer cells by sanguinarine is associated with reactive oxygen species production and mitochondrial membrane depolarization［J］.Toxicol Appl Pharmacol，2007，218（2）：143-151.

［7］Burgeiro A，Bento A C，Gajate C，et al.Rapid human melanoma cell death induced by sanguinarine through oxidative stress［J］.Eur J Pharmacol，2013，705（1-3）：109-118.

［8］Pica F，Balestrieri E，Serafino A，et al.Antitumor effects of the benzophenanthridine alkaloid sanguinarine in a rat syngeneic model of colorectal cancer［J］.Anticancer Drug，2012，23（1）：32-42.

［9］Sun M，Lou W，Chun J Y，et al.Sanguinarine suppresses prostate tumor growth and inhibits survivin expression ［J］.Genes Cancer，2010，1（3）：283-292.

［10］Debiton E，Madelmont J C，Legault J，et al.Sanguinarine-induced apoptosis is associated with an early and severe cellular glutathione depletion ［J］.Cancer Chemother Pharmacol，2003，51（6）：474-482.

［11］Sun M，Liu C，Nadiminty N，et al.Inhibition of Stat3activation by sanguinarine suppresses prostate cancer cell growth and invasion［J］.Prostate，2012，72（1）：82-89.

［12］Yang S，Xiang J，Yang Q，et al.Distinct G-quadruplex structures of human telomeric DNA formed by the induction of sanguinarine and nitidine under salt-deficient condition［J］.Fitoterapia，2010，81（8）：1026-1032.

［13］Ghosh S，Pradhan S K，Kar A，et al.Molecular basis of recognition of quadruplexes human telomere and c-myc promoter by the putative anticancer agent sanguinarine［J］.Biochim Biophys Acta，2013，1830（8）：4189-4201.

［14］Ji X，Sun H，Zhou H，et al.The interaction of telomeric DNA and C-myc22 G-quadruplex with 11 natural alkaloids［J］.Nucle Acid Ther，2012，22（2）：127-136.

［15］Ferraroni M，Bazzicalupi C，Bilia A R，et al.X-Ray diffraction analyses of the natural isoquinoline alkaloids Berberine and Sanguinarine complexed with double helix DNA d（CGTACG）［J］.Chem Commun（Camb），2011，47（17）：4917-4919.

［16］Hossain M，Kabir A，Suresh Kumar G.Binding of the anticancer alkaloid sanguinarine with tRNA（phe）：spectroscopic and calorimetric studies［J］.J Biomol Struct Dyn，2012，30（2）：223-234.

［17］Pradhan S K，Dasgupta D，Basu G.Human telomere d（TTAGGG）4undergoes a conformational transition to the Na＋-form upon binding with sanguinarine in presence of K＋［J］.Biochem Biophys Res Commun，2011，404（1）：139-142.

［18］Ansari K M，Dhawan A，Khanna S K，et al.Protective effect of bioantioxidants on argemone oil／sanguinarine alkaloid induced genotoxicity in mice［J］.Cancer Lett，2006，244（1）：109-118.

［19］Ansari K M，Das M.Skin tumor promotion by argemone oil／alkaloid in mice：evidence for enhanced cell proliferation，ornithine decarboxylase，cyclooxygenase-2 and activation of MAPK／NF-kappaB pathway［J］.Food Chem toxicol，2010，48（1）：132-138.

［20］蔡 鵬，孫志良，曾建國，等.不同劑量博落回提取物對斷奶仔豬生長性能的影響［J］.中國畜牧獸醫(yī)，2010，37（5）：41-43.