劉紫薇　黃嬛　趙琳琪　周贏斌

摘 要：植物甾醇是植物中天然存在的一種活性成分，在結(jié)構(gòu)上與膽固醇相似，具有顯著的抗腫瘤活性。本文查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，從作用機(jī)制方面，分別綜述了植物甾醇的抗腫瘤及抑制腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：植物甾醇 抗腫瘤 轉(zhuǎn)移 機(jī)制

植物甾醇普遍分布于多種食用植物中，類似于動(dòng)物中的膽固醇，具有抗炎、保護(hù)心血管、抗氧化、延緩衰老、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤等多種功效。植物甾醇種類繁多，目前發(fā)現(xiàn)近250種，從結(jié)構(gòu)上可分為三類，其中以4-無甲基甾醇為主（如β谷甾醇、菜油甾烷醇、豆甾醇等）。近年來，廣大學(xué)者對(duì)植物甾醇在抗腫瘤活性方面進(jìn)行了較多的研究，發(fā)現(xiàn)其對(duì)于乳腺癌、前列腺癌、肺癌、結(jié)腸癌等都具有一定的防治作用。本文即對(duì)植物甾醇抗腫瘤及其抑制腫瘤轉(zhuǎn)移作用機(jī)制方面的研究進(jìn)展作一介紹。

一、植物甾醇抗腫瘤作用機(jī)制

1.腫瘤細(xì)胞膜的改變

植物甾醇能夠影響細(xì)胞膜的構(gòu)成、細(xì)胞膜的流動(dòng)性和與膜結(jié)合酶結(jié)合的能力。甾醇的結(jié)構(gòu)多與生物膜的一種必不可少的脂質(zhì)成分——膽固醇相似。研究表明，β-谷甾醇滲入人結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29并沒有直接影響膽固醇在磷脂中的比例，也沒有使磷脂的濃度的改變。但是，β-谷甾醇的滲入導(dǎo)致了一些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的改變，從而影響了兩種磷脂濃度發(fā)生顯著變化，磷脂酰膽堿增加了8 %，而鞘磷脂減少50% 。[1-2]

另一方面，植物甾醇能夠滲入細(xì)胞膜中，使膜的流動(dòng)性和膜結(jié)合酶的活性發(fā)生改變。細(xì)胞膜脂雙層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，會(huì)影響細(xì)胞的流動(dòng)性，A.I. Leikin等[3]發(fā)現(xiàn)，連續(xù)21天給大鼠喂養(yǎng)5% 的植物甾醇，由于β-谷甾醇滲入細(xì)胞膜，表現(xiàn)出肝細(xì)胞膜的流動(dòng)性降低。由于膜流動(dòng)性的降低代償性地引起一些肝脂肪酸去飽和酶活性的增加。研究表明，在給大鼠喂養(yǎng)混合在飲食中的2 %的植物甾醇，能夠引起肝和前列腺中5α-還原酶減少33-44 %，前列腺芳香酶減少55 %。這兩種膜結(jié)合酶能夠參與睪酮的代謝，導(dǎo)致雄激素和雌激素的水平升高，從而引起前列腺增生和前列腺癌[4-5]。并且，植物甾醇滲入腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜，改變膜的流動(dòng)性，提高膜結(jié)合酶PLD的活性，從而調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞凋亡 [6] 。

2.腫瘤細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的改變

植物甾醇通過作用于腫瘤細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，從而影響腫瘤細(xì)胞生長和凋亡的過程。研究表明，MAPK途徑、PKC途徑和鞘磷脂循環(huán)途徑三條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可能與植物甾醇參與腫瘤細(xì)胞生長和凋亡有關(guān)。Awad AB等發(fā)現(xiàn)，β-谷甾醇可能通過減少甲羥戊酸途徑合成的膽固醇和刺激MAPK通路來抑制MDA-MB-231細(xì)胞生長 [7] 。在體外試驗(yàn)中表明，植物甾醇滲入細(xì)胞膜并沒有改變PKC通路的活性[8]。磷脂酶 C是 PKC通路中參與信號(hào)傳導(dǎo)的關(guān)鍵酶，而在體外對(duì)人結(jié)腸癌 HT-29細(xì)胞系的實(shí)驗(yàn)中表明植物甾醇對(duì)磷脂酶 C的活性沒有影響[4]。植物甾醇能夠抑制HT-29細(xì)胞系的生長，其可能的機(jī)制是刺激鞘磷脂循環(huán)[9]。

植物甾醇刺激鞘磷脂循環(huán)能夠?qū)е律窠?jīng)酰胺的增加，從而抑制腫瘤的生長[10]。Atif B.Awad等[6]發(fā)現(xiàn)，植物甾醇作用于前列腺癌LNCaP細(xì)胞，增加了SPh的活性并且減少了SPh-ase，因此神經(jīng)酰胺的增加，能夠抑制腫瘤細(xì)胞的生長。這個(gè)過程與兩種關(guān)鍵酶有關(guān)——蛋白磷酸酶2A（PP2A）和磷脂酶D（PLD），神經(jīng)酰胺的增加能夠促進(jìn)PP2A和PLD的活性和表達(dá)。與膽固醇對(duì)照組相比，用16μM的植物甾醇處理LNCaP細(xì)胞，通過激活鞘磷脂途徑，PP2A的活性增加了50% 。但另一方面，PLD也顯著增加，可能是由于β-谷甾醇滲入細(xì)胞膜改變了膜流動(dòng)性，加強(qiáng)了膜結(jié)合酶的活性。另外，有研究表明，Akt/PKB絲氨酸 - 蘇氨酸激酶家族（Akt1-3/PKBα，β，γ）是鞘磷脂循環(huán)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵[11]。植物甾醇能夠影響腫瘤細(xì)胞中microRNA的表達(dá)，作用于靶基因SKT4，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。SKT4是一種絲氨酸 - 蘇氨酸激酶家族的一員，能夠使髓鞘堿性蛋白磷酸化和經(jīng)受自身磷酸化。SKT4自身磷酸化后，會(huì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中，使FOXO、LATS1/2、組蛋白H2B、JNK這些分子磷酸化，從而促進(jìn)凋亡 [12] 。

3.腫瘤細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡即細(xì)胞程序性死亡，主要通過激活內(nèi)源性DNA內(nèi)切酶而發(fā)生的自動(dòng)死亡過程，它是機(jī)體清除衰老或?qū)C(jī)體有害細(xì)胞的重要機(jī)制。誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡已成為植物甾醇治療腫瘤的方向。在細(xì)胞凋亡過程中，半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（caspase）起著重要的調(diào)控作用。張忠泉等[13]研究了β-谷甾醇誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞 HepG2細(xì)胞凋亡的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)β-谷甾醇能上調(diào) Bax及 tBid和下調(diào) Bcl- XL表達(dá)，通過caspase-8、 caspase-9等激活線粒體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞凋亡。同時(shí)，檢測(cè)到胞漿中cytochrome c表達(dá)逐漸增加而線粒體中的cytochrome c表達(dá)逐漸減少，表明β-谷甾醇也能通過膜死亡受體途徑誘導(dǎo)該細(xì)胞凋亡。王娟等[14]研究發(fā)現(xiàn)，β-谷甾醇上調(diào)共刺激細(xì)胞 PFP、 GraB、 IFN-γ的表達(dá)，活化 p- ERK1/2、 Bcl-2，在一定濃度范圍內(nèi)促進(jìn)共刺激細(xì)胞的增殖，從而加強(qiáng)其對(duì)胃癌 SGC-7901細(xì)胞的殺傷活性。 Shanthi Sri Vundru等[15]證實(shí)，植物甾醇作用于人乳腺癌 MDA- MB- M231細(xì)胞能引起該細(xì)胞線粒體細(xì)胞膜電位去極化，使 Bax/ Bcl-2的比例上升，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

4.對(duì)腫瘤細(xì)胞周期的影響

植物甾醇能影響細(xì)胞周期動(dòng)力學(xué)，導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯。研究表明，植物甾醇能誘導(dǎo)人肺癌A549細(xì)胞周期在G2期到M期停滯[16] 。β-谷甾醇使人肝癌細(xì)胞SMMC-7721阻滯在G2/M期，豆甾醇則使其阻滯在S期或G2/M期，從而抑制細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[17]。 Awad AB等證實(shí)β-谷甾醇可將人乳腺癌細(xì)胞 MDA- MB-231阻滯在 G2/ M期[18]，然而，有研究證實(shí)β-谷甾醇在 G0/ G1期對(duì)其也有阻滯作用[15]。王莉[19]發(fā)現(xiàn)，β-谷甾醇作用于人子宮頸癌細(xì)胞 SiHa，具有一定的抑制微管聚合和裝配作用，使細(xì)胞周期的S期積聚，因此抑制SiHa細(xì)胞的生長。

5.調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)

現(xiàn)代免疫學(xué)認(rèn)為，人體免疫系統(tǒng)具有免疫監(jiān)視的功能，具有識(shí)別、殺傷并及時(shí)清除機(jī)體內(nèi)環(huán)境出現(xiàn)的突變細(xì)胞，防止腫瘤發(fā)生的功能。因此，腫瘤與機(jī)體的免疫系統(tǒng)狀態(tài)關(guān)系密切，增強(qiáng)免疫功能對(duì)于腫瘤的預(yù)防與治療有著重要的意義。

植物甾醇能增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能，通過阻斷Th1細(xì)胞分泌細(xì)胞因子IL-10和IL-4進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)[20]。IL-2與IL-10是兩種重要的細(xì)胞因子，在機(jī)體免疫調(diào)控方面有著關(guān)鍵的作用。IL-10由Th2細(xì)胞分泌，腫瘤發(fā)生時(shí)IL-10的分泌增加，導(dǎo)致免疫功能抑制[21]。IL-2由Th1細(xì)胞分泌，被認(rèn)為是最具有抗腫瘤活性的細(xì)胞因子[22]。陳浩等[23]發(fā)現(xiàn)，通過建立 HepG2荷瘤小鼠動(dòng)物模型，對(duì)植物甾醇的體內(nèi)抗腫瘤機(jī)理作用進(jìn)行了初步探討研究，植物甾醇具有良好的抗腫瘤作用， IL-2升高（ P<0.01）與 IL-10降低（ P<0.01），提示了植物甾醇能增加荷瘤機(jī)體的抗腫瘤細(xì)胞因子（IL-2）的分泌，降低荷瘤機(jī)體的免疫抑制因子（IL-10）的分泌，從而達(dá)到抑制腫瘤的效果。

二、植物甾醇抗腫瘤轉(zhuǎn)移作用機(jī)制

腫瘤轉(zhuǎn)移是指腫瘤細(xì)胞離開原發(fā)生長部位，穿過細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜構(gòu)成的組織屏障，侵襲到鄰近正常組織的過程，轉(zhuǎn)移的方式有通過淋巴管轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)端組織并形成新的病灶、通過血管轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)端組織和從原發(fā)病灶直接向周圍組織轉(zhuǎn)移[24]。腫瘤轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的重要的生物學(xué)信號(hào)標(biāo)志，也因此導(dǎo)致了多數(shù)癌癥患者病情惡化甚至死亡。因此，腫瘤轉(zhuǎn)移的有效抑制對(duì)降低癌癥死亡率具有重要的意義。

1.抑制細(xì)胞外基質(zhì)的降解

腫瘤轉(zhuǎn)移是多因素、多基因參與的多步驟的復(fù)雜過程，而惡性腫瘤細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移能力是其與機(jī)體正常細(xì)胞相區(qū)別的最基本特征。目前研究表明[25-26]，腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移分為四個(gè)過程：①腫瘤轉(zhuǎn)移脫離原發(fā)病灶；②腫瘤細(xì)胞遷移運(yùn)動(dòng)；③腫瘤細(xì)胞著床；④腫瘤新生血管形成。轉(zhuǎn)移灶的腫瘤細(xì)胞又能向新的組織轉(zhuǎn)移，從而在體內(nèi)形成多處腫瘤。因此，只需阻斷上述4個(gè)重要環(huán)節(jié)的其中一個(gè)或多個(gè)環(huán)節(jié)，即可抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移。

腫瘤細(xì)胞通過與細(xì)胞膜表面受體結(jié)合，再利用自身分泌的蛋白酶使基底膜降解，以便自身穿越破損的基底膜向遠(yuǎn)處遷移。在轉(zhuǎn)移過程中腫瘤細(xì)胞分泌的蛋白酶為IV型膠原酶（MMPS），MMPS能降解IV型膠原，而IV型膠原是構(gòu)成基底膜的主要成分，因此有利于腫瘤細(xì)胞侵襲。Awad AB等[18]證實(shí)，通過 Matrigel體外侵襲試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，植物甾醇可減少M(fèi)DA- MB-231細(xì)胞粘附在膠原Ⅰ、膠原Ⅳ、纖連蛋白和層粘連蛋白上，抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲。也有研究表明，在體內(nèi)試驗(yàn)中，連續(xù)飼喂混有2%植物甾醇的食物的 SCID小鼠體內(nèi)腫瘤比對(duì)照組的小40-43%，淋巴轉(zhuǎn)移和肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生率也比對(duì)照組少20%。體外試驗(yàn)中，菜油甾醇和β-谷甾醇都分別將 PC-3細(xì)胞的生長抑制了14%和70%，植物甾醇抑制了78%的 PC-3細(xì)胞侵入 Matrigel基底膜。PC-3細(xì)胞在含有植物甾醇的培養(yǎng)基中，腫瘤細(xì)胞穿越微孔的遷移率減少了60-93%，與粘連蛋白結(jié)合率降低了15-38%，與纖連蛋白結(jié)合率降低了36%[27]。

2.抑制腫瘤血管形成

腫瘤中的血管生成后，腫瘤細(xì)胞的營養(yǎng)供給和代謝物清除加快，為腫瘤的侵襲性生長和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移創(chuàng)造了條件。研究表明，腫瘤細(xì)胞釋放多種促血管生成旁分泌因子包括血管生成素、成纖維細(xì)胞生長因子（ FGF）、血管內(nèi)皮生長因子（ VEGF）和轉(zhuǎn)化生長因子-β（ TGF-β），而這些分泌因子促進(jìn)了血管的生成。植物甾醇通過抑制bFGF的分泌和表達(dá)，抑制血管纖維生長，導(dǎo)致癌細(xì)胞營養(yǎng)供應(yīng)減少和細(xì)胞壞死 [28] 。

結(jié)語

到目前為止，從廣大學(xué)者的研究成果來看，植物甾醇在抗腫瘤方面顯示出了很大的潛力和廣闊的前景。植物甾醇抗腫瘤作用機(jī)制主要有改變腫瘤細(xì)胞膜的性質(zhì)、與膜結(jié)合酶結(jié)合、改變信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、改變細(xì)胞周期、調(diào)節(jié)控制細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)等。另外，也有學(xué)者認(rèn)為，植物甾醇對(duì)性激素的調(diào)節(jié)作用也能抑制腫瘤的生長。[29-30]在植物甾醇抑制腫瘤轉(zhuǎn)移方面的研究，目前發(fā)現(xiàn)的機(jī)制主要在抑制細(xì)胞外機(jī)制的降解和抑制腫瘤血管生成。雖然植物甾醇對(duì)多種癌癥有明確的體內(nèi)外抗腫瘤作用，但確切抗腫瘤作用及抑制其轉(zhuǎn)移的機(jī)制研究卻很少。所以，植物甾醇抗腫瘤作用靶點(diǎn)和信號(hào)通路等，還需要更深入、更規(guī)范的研究。

參考文獻(xiàn)

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