李梓盟,張佳彥,李菲,付麗娜,朱志敏,王剛
(上海市第八人民醫(yī)院,上海 200235)
腫瘤是目前臨床常見疾病之一,嚴重威脅著人類的生命安全,腫瘤治療快速發(fā)展,化療、內(nèi)分泌治療、基因治療等均取得一定進步,各種新藥層出不窮。然而,這些新藥費用昂貴,且2016年JAMA Oncology上發(fā)表的一篇文章顯示,2003—2013年歐美批準的癌癥藥物中,約1/5對患者無益[1]。中醫(yī)藥作為我國傳統(tǒng)文化的瑰寶,許多學者試圖從中草藥中尋找腫瘤治療的途徑[2]。
白花蛇舌草為茜草科耳草屬白花蛇舌草[Oldenlandiadiffusa(Wiliid.)Roxb.]的干燥全草,又稱白花十字草、蛇舌癀、龍舌草、鶴舌草,始載于《廣西中藥志》,分布于我國廣西、福建、安徽、云南等地區(qū),其味苦、淡,性寒,歸胃、大腸、小腸經(jīng),主要功效是清熱解毒、消腫散結(jié)、利尿除濕。具有抗腫瘤、神經(jīng)保護、消炎抗菌、抗氧化抗衰老、增強免疫力等多種藥理活性[3],為抗腫瘤復方治療中常見藥材,被廣泛應用于消化系統(tǒng)腫瘤、生殖系統(tǒng)腫瘤、呼吸系統(tǒng)腫瘤、骨髓瘤等多種抗癌治療[4]。研究報道其化學成分主要有蒽醌類、黃酮及其苷類、萜類、揮發(fā)性成分、甾醇類、有機酸類、多糖類、苯丙素類等[5]。
諸多學者對白花蛇舌草的化學成分及藥理作用進行大量研究,近年來,不斷有學者分離出新的化合物,完善白花蛇舌草的藥效物質(zhì)基礎。本文在系統(tǒng)查閱國內(nèi)外相關文獻的基礎上,對其中抗腫瘤化學成分及近年的抗癌臨床研究進行綜述,以期為今后白花蛇舌草的研究和癌癥的治療提供更多參考。
白花蛇舌草的化學成分極多,主要包括黃酮類、萜類、蒽醌類、甾醇類、多糖類、微量元素、氨基酸、揮發(fā)油等[6],現(xiàn)對其進行分類闡述。
現(xiàn)代藥理學研究發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物是白花蛇舌草的主要藥效成分之一,目前從白花蛇舌草中分離出的黃酮類化合物有十幾種,主要是山奈酚、槲皮素及其苷類。曾永長等[7]從白花蛇舌草中分離得到9種天然產(chǎn)物,其中槲皮素-3-O-[2″-O-(E-6?-O-阿魏?;?β-D-葡萄糖]β-D-葡萄糖苷為首次從該植物中分離得到;張秋梅等[8]采用硅膠色譜柱、LH-20色譜柱、重結(jié)晶等方法從白花蛇舌草中分離純化得到槲皮素(C15H10O7)、山奈酚(C15H10O6),其中槲皮素-3-O-[2″-O-(E-6?-O-阿魏酰基)β-D-葡萄糖]β-D-葡萄糖苷為首次從該植物中分離得到。目前已從白花蛇舌草中分離得到的黃酮類化合物有山柰酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷[9]、槲皮素-3-O-(2″-O-β-D-葡萄糖基 )-O-β-D-吡喃葡萄糖苷[9]、槲皮素-3-O-[2-O-(6-O-E-芥子?;?-β-D-吡喃葡萄糖基-β-D-吡哺葡萄糖苷[10]、山柰酚-3-O-[2-O-(6-O-E-阿魏?;?-β-D-吡喃葡萄糖基]-β-D-吡喃葡萄糖苷[11]等。張彥兵等[12]發(fā)現(xiàn)白花蛇舌草總黃酮具有逆轉(zhuǎn)TGF-β1誘導肝癌細胞MHCC97-H上皮細胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化,抑制肝癌的侵襲轉(zhuǎn)移能力。李佳林等[13]通過研究白花蛇舌草總黃酮聯(lián)合順鉑對肺癌A549細胞生長及機制,發(fā)現(xiàn)總黃酮具有抑制肺癌A549細胞增殖及促進細胞凋亡的作用。
萜類化合物在自然界中廣泛存在,目前從白花蛇舌草中分離到三萜類和環(huán)烯醚萜類兩大類化合物。三萜類化合物有齊墩果酸、熊果酸、雙香豆酸、異山柑子醇等[14]。熊果酸(UA)和齊墩果酸(OA)是抗腫瘤研究最深入的兩種物質(zhì)[15],其能夠上調(diào)p53表達從而抑制乳腺癌細胞生長,降低乳腺癌MCF-7細胞株對雌激素治療衍生物他莫昔芬的耐藥性[16]。李劍敏等[17]發(fā)現(xiàn)熊果酸對急性幼粒白血病HL-60細胞抑制增殖,誘導凋亡的作用機制可能與下調(diào)凋亡基因Bcl-2、Survivin有關。環(huán)烯醚萜類是白花蛇舌草主要萜類成分,常以苷的形式存在,主要有車葉草甘[18]、雞屎藤次苷甲酯、(E)-6-O-香豆酰雞屎藤次苷甲酯、(Z)-6-O-阿魏酰雞屎藤苷次甲酯、水晶蘭苷甲酯[19]。
蒽醌類化合物是白花蛇舌草的特征成分之一,藥材中的蒽醌類種類繁多,主要以茜草素型為主,也有少量大黃素型。最早由國外學者報道有2,3-二甲氧基-6-甲基蒽醌、2-甲基-3-羥基-4-甲氧基蒽醌、2-甲基-3-甲氧基蒽醌和2-甲基-3-羥基蒽醌四種[20]。隨著分離純化及鑒別技術手段不段發(fā)展,不斷有學者發(fā)現(xiàn)新的蒽醌類化合物。曾永長等將白花蛇舌草90%乙醇提取物通過大孔樹脂、硅膠柱、TLC、HPLC分離純化得到2-羥基-7-甲基-3-甲氧基蒽醌和1-甲醛-4-羥基蒽醌,體外抗腫瘤發(fā)現(xiàn)兩種新的天然化合物對CNE1、HT-29細胞具有一定抑制作用[7]。于亮等[21]采用硅膠柱色譜、SephadexLH-20凝膠柱色譜和薄層色譜對白花蛇舌草氯仿部位化合物進行分離純化,首次分離得到化合物2-羥基-3-羥甲基蒽醌。此外,劉艷群等[22]采用HPLC方法同時測定白花蛇舌草藥材中2種蒽醌化合物2-羥基-3-甲氧基-7-甲基蒽醌(蒽醌Ⅰ)和2-羥基-1-甲氧基蒽醌(蒽醌Ⅱ)的含量;曹廣尚等[23]建立HPLC-DAD測定白花蛇舌草藥材中2個蒽醌類成分2-甲基-3-甲氧基蒽醌(蒽醌Ⅰ)、2,3-二甲氧基-6-甲基蒽醌(蒽醌Ⅱ)含量的方法。這些研究結(jié)果都為白花蛇舌草藥材標準的建立及質(zhì)量控制提供依據(jù)。
甾醇類化合物是一類結(jié)構(gòu)中具有環(huán)戊烷駢多氫菲甾體母核的天然化合物,在自然界中廣泛存在,其生理活性主要取決于苷元部分。藥材中甾醇類化合物以β-谷甾醇、豆甾醇、胡蘿卜苷含量較高[3]。張玉梅等采用硅膠柱色譜等方法從白花蛇舌草中分離純化得到化合物β-谷甾醇[8],張碩等[24]從白花蛇舌草中提取出豆甾醇,其純度達83.57%,譚寧華等[25]從其中分離出豆甾醇-5,22-二烯-3β,7α-二醇、豆甾醇-5,22-二烯-3β,7β-二醇。
多糖類成分也是白花蛇舌草抗腫瘤活性成分之一,具有增強免疫力、強抗氧化、抑制腫瘤細胞增殖的作用。寶爐丹等[26]采用微波提取法對多糖組成進行研究,發(fā)現(xiàn)白花蛇舌草多糖是由鼠里糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖及甘露糖組成的雜多糖。馬河等[27]通過超濾技術分離純化白花蛇舌草總多糖,得到1個單一多糖組分ODP-1,柱前衍生化HPLC分析其單糖組成為甘露糖-鼠李糖-半乳糖醛酸-葡萄糖-半乳糖-阿拉伯糖。
白花蛇舌草中尚含有一定數(shù)量的微量元素、氨基酸、揮發(fā)油等,王亞茹等采用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)法測定錳、鉻、鍶、鋅、硼、鎳 、銅、硒等14種人體必需微量元素[28]。周誠等[29]用氨基酸分析儀測定三產(chǎn)區(qū)白花蛇舌草中氨基酸含量,發(fā)現(xiàn)其中含有苯丙氨酸、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸等人體必需氨基酸,這些活性物質(zhì)可補充人體所必需的的營養(yǎng)元素,當身體患病期間協(xié)同其他活性物質(zhì)治療疾病,可加速身體康復。
魏麗慧等[30]研究白花蛇舌草乙醇提取物(EEHDW)體外對大腸癌淋巴管新生的抑制作用,發(fā)現(xiàn)EEHDW能抑制SW 620細胞的活力、遷移和蛋白VEGF-C、VEGF-D的表達;同時,亦可抑制人淋巴內(nèi)皮細胞(HLEC)的細胞遷移能力和管腔形成能力,且具有劑量依賴效應。靳祎祎等[31]通過體外培養(yǎng)大腸癌HCT-8細胞經(jīng)白花蛇舌草乙醇提取物干預的方法,采用MTT法檢測細胞活力、倒置顯微鏡觀察細胞形態(tài)和細胞密度、Western Blot檢測細胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)標志蛋白(E-cadherin、N-cadherin、Vimentin)及TGF-β/Smad通路相關蛋白(TGF-β、Smad2/3、Smad4、p-Smad2/3)的表達。結(jié)果顯示,EEHDW明顯抑制HCT-8細胞的生長,顯著降低HCT-8的細胞活力,抑制HCT-8細胞的遷移、侵襲,可通過抑制TGF-β/Smad信號轉(zhuǎn)導通路活化進而抑制大腸癌細胞上皮細胞EMT的發(fā)生。JIANYU FENG等[32]采用不同異種移植人大腸癌細胞模型,評估白花蛇舌草乙醇提取物對腫瘤生長的抑制作用,結(jié)果表明EEHDW可能通過抑制多種結(jié)直腸癌相關信號的激活,并調(diào)控多種炎癥和血管生成因子的表達發(fā)揮抗癌作用,EEHDW有望成為一種多效抗癌藥用于結(jié)直腸癌的臨床治療。
焦凱賀等[33]以人胃癌SGC-7901細胞為研究對象,顯微鏡下觀察不同濃度白花蛇舌草對胃癌SGC-7901細胞形態(tài)的影響、DNA laddy檢測到DNA出現(xiàn)片段化,細胞阻滯于G1期、Western Blot檢測發(fā)現(xiàn)Bax蛋白表達上調(diào)、Bcl-2的蛋白表達下調(diào),由此表明在一定濃度范圍內(nèi)白花蛇舌草能抑制人胃癌SGC-7901細胞增殖并誘導其凋亡,且呈時間和劑量依賴性。江靜等[34]基于Caspase信號通路探討白花蛇舌草對胃癌凋亡的影響,實驗結(jié)果顯示,白花蛇舌草80 mg/L組的含藥血清對于人胃癌SGC-7901細胞的誘導凋亡作用最強,可能在S期發(fā)揮作用,通過阻止細胞分裂進入G2/M期,從而抑制細胞增殖。白花蛇舌草加速腫瘤細胞凋亡進程,可能通過上調(diào)控制細胞凋亡的主要影響因子Caspase-8的方式,從而使得下游執(zhí)行蛋白Caspase-3的表達增加。
孫超等[35]觀察白花蛇舌草有效成分2-羥基-3-甲基蒽醌(HMA)對人肝癌HepG2細胞生長的抑制作用,結(jié)果顯示HMA能下調(diào)凋亡基因Bcl-2 mRNA的表達,上調(diào)促凋亡基因Bax和Caspase-9 mRNA的表達,從而促進HepG2細胞凋亡,其機制可能與抑制IL-6/STAT-3信號通路有關。陳晨等[36]建立荷瘤小鼠肝癌模型,將造模成功小鼠隨機分為空白對照組、白花蛇舌草組和5-氟尿嘧啶溶液組,觀察各組荷瘤小鼠腫瘤生長情況,采用ELISA法檢測血清中干擾素-γ(IFN-γ)、白細胞介素-12(IL-12)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)、甲胎蛋白(AFP)的分泌水平,觀察中藥白花蛇舌草對肝癌細胞的抑瘤作用。結(jié)果表明白花蛇舌草通過提高荷瘤小鼠體內(nèi)IgG、IgM、INF-γ、IL-12的水平,降低AFP含量,增強了機體細胞免疫及體液免疫能力,使機體可有效的識別并清除腫瘤細胞,抑制腫瘤血管生成。
孫曉春等[37]從白花蛇舌草中提取總黃酮、總蒽醌提取物,采用亞硝酸鈉-硝酸鋁比色法檢測總黃酮含量1.19%,紫外吸收法檢測總蒽醌含量7.81%,兩種提取物對肺癌細胞A549均具有抗腫瘤活性。郭洪梅等[38]研究發(fā)現(xiàn),白花蛇舌草水提物對人肺癌細胞株A549和PC-9細胞具有顯著的劑量依賴的增殖抑制,促進細胞凋亡。荷瘤裸鼠實驗表明白花蛇舌草水提物有顯著的延緩腫瘤生長活性,且毒副作用較弱。白花蛇舌草水提物促進肺癌細胞凋亡及抑制腫瘤的生長和侵襲作用機制,可能與抑制促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK) 通路中關鍵分子 ERK、jnk、p38的磷酸化表達有關。呂昕等[39]以吉非替尼單藥為對照,觀察白花蛇舌草乙醇提取物(EEHD)聯(lián)合吉非替尼對TGF-β1誘導的肺腺癌細胞H358上皮間質(zhì)化的干預作用,結(jié)果表明EEHD聯(lián)合吉非替尼組的細胞生長抑制率和細胞凋亡率顯著高于吉非替尼單用組,具有聯(lián)合抑制作用,白花蛇舌草可部分逆轉(zhuǎn)H358細胞上皮間質(zhì)化狀態(tài)。
南錫浩等[40-41]將白花蛇舌草提取物加入在膀胱癌EJ細胞株、T24細胞株,利用 MTT法測定細胞的增殖抑制作用,發(fā)現(xiàn)白花蛇舌草對兩種細胞株均具有明顯抑制細胞增殖作用,對EJ細胞株作用機制與降低端粒酶的含量有關,抑制人膀胱癌T24細胞株生長繁殖的作用機制是通過干擾細胞分化、增殖及凋亡調(diào)控的主要途徑JAK2/STAT3來實現(xiàn)的。程偉等[42]同樣探討了白花蛇舌草對膀胱癌T24細胞凋亡的影響及其潛在機制,結(jié)果顯示濃度越高對膀胱癌細胞T24的凋亡誘導作用越強,Western Blot檢測膀胱癌細胞中凋亡相關蛋白表達情況表明,不同濃度白花蛇舌草均能夠上調(diào)Bax和Caspase-3的表達,抑制Bcl-2蛋白表達,同樣印證了抑制膀胱癌細胞的增殖以及誘導其凋亡可能與抑制其JAK2/STAT3信號通路有關。
馮懿賡等[43]觀察白花蛇舌草提取物對人前列腺癌DU145細胞增殖和凋亡的影響,實驗結(jié)果顯示,白花蛇舌草提取物對DU145細胞增殖抑制率隨著作用時間的延長和劑量的增加明顯提高,其抑制細胞增殖可能與阻滯腫瘤細胞的增殖關鍵蛋白COX-2 mRNA、PCNA mRNA、CyclinD1的表達有關,促進細胞凋亡的機制在于降低Bcl-2/Bax比率,促進Caspases蛋白酶級聯(lián)激活。
膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤,中藥在延長生存期及改善生活質(zhì)量中發(fā)揮積極作用。張焱等[44-45]采用不同濃度的白花蛇舌草含藥培養(yǎng)基處理膠質(zhì)瘤U87細胞株,觀察發(fā)現(xiàn)一定濃度白花蛇舌草處理后U87細胞凋亡率明顯增加,其發(fā)揮作用的機制可能與白花蛇舌草干擾線粒體途徑,能顯著上調(diào)促凋亡蛋白Caspase-3、Bax基因的表達并降低抗凋亡蛋白Bcl-2/Bax比率有關,且白花蛇舌草中黃酮等抗腫瘤有效成分能通過血腦屏障,使得應用于膠質(zhì)瘤臨床治療成為可能。
王信林等[46]觀察白花蛇舌草醇提物對乳腺癌細胞株MCF-7增殖的影響,與空白對照組比較,白花蛇舌草醇提物與半枝蓮醇提物配伍組能不同程度的抑制 MCF-7細胞的增殖,且呈現(xiàn)明顯劑量效應關系。王宇等[47]探索不同濃度的白花蛇舌草提取物對人乳腺癌MCF-7細胞增殖和凋亡的影響,結(jié)果顯示白花蛇舌草能顯著抑制乳腺細胞的增殖并促進細胞凋亡,并存在顯著的“量-效”關系。劉志華等[48]采用CCK-8試劑盒、HE染色等方法觀察白花蛇舌草提取物對乳腺癌細胞株MDA-MB-231細胞的抑制作用,結(jié)果顯示白花蛇舌草提取液對細胞增殖抑制作用呈時間-劑量依賴關系,HE染色觀察到細胞凋亡變小,核固縮深染,染色質(zhì)邊集,呈不規(guī)則型等凋亡形態(tài)的改變。
文雪梅等[49]制備白花蛇舌草動物血清,然后作用于Hela細胞,原位末端標記法(TUNEL)檢測不同濃度、不同作用時間對細胞的凋亡率的影響,結(jié)果顯示藥物作用濃度越高,凋亡率也越高;藥物作用時間越長,凋亡率越高,其作用機制可能與降低Hela細胞中Ki-67 mRNA的表達有關。劉穎等[50]探討白花蛇舌草(HD)對人宮頸癌Hela細胞端粒酶活性和hTERT基因表達的影響,一定濃度的HD作用于Hela細胞一定時間后可誘導細胞凋亡,端粒酶活性明顯降低,hTERT mRNA的表達水平下降,進而誘導細胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤作用。
萬小旭等[51]應用臺盼藍染色法檢測不同作用時間、不同濃度的中藥白花蛇舌草有效成分2-羥基-3-甲基蒽醌對卵巢癌細胞株HO-8910細胞的生長抑制情況。結(jié)果表明,隨著2-羥基-3-甲基蒽醌濃度的升高、作用時間的延長,卵巢癌HO-8910細胞的死亡率不斷上升,呈劑量-時間依賴關系。
陳智等[52]觀察白花蛇舌草中對香豆酸組合物 (TCHDW)對急性髓系白血病Kasumi-1細胞株生長抑制作用。與空白組比較,0.02~0.10 mg/mL的TCHDW可使Kasumi-1細胞存活率明顯降低(P<0.01),Kasumi-1細胞核內(nèi)凋亡小體隨著藥物濃度的增加逐漸增多,其抑制增殖誘導凋亡的機制與干擾Caspase家族蛋白、Bcl-2家族蛋白和IAPs家族蛋白表達以及MAPKs信號通路的激活相關。朱大誠等[53]以不同濃度的白花蛇舌草水提物作用于白血病CEM細胞,發(fā)現(xiàn)藥物對細胞生長抑制作用的強度與藥物劑量及作用時間具有依賴性;檢測逆轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR)p53基因的表達情況,從分子水平說明,白花蛇舌草水提物抑制白血病CEM細胞生長機制可能與促進p53基因高表達,加速細胞凋亡有關。
方鵬等[54]報道白花蛇舌草注射液對鼻咽癌CNE-2細胞具有體外抑制增殖作用,且呈時間濃度依賴性,Western Blot檢測相關蛋白表達發(fā)現(xiàn),白花蛇舌草可抑制Bcl-2、Servivin蛋白表達,增加Bax及Caspase-3蛋白表達,其誘導細胞凋亡的作用機制可能與之相關。
蘇芳等[55]分別用不同濃度的白花蛇舌草作用于體外培養(yǎng)的人喉癌Hep-2細胞,MTT法檢測藥物對細胞增殖抑制作用,流式細胞術檢測細胞凋亡和細胞周期變化。結(jié)果顯示,經(jīng)80 mg/mL HD處理72 h后Hep-2細胞的存活率顯著減低,G0/G1期細胞減少,S期細胞顯著增高,細胞阻滯在S期,并誘導細胞發(fā)生凋亡,說明白花蛇草對喉癌Hep-2細胞具有較好的抗腫瘤活性。
白花蛇舌草作為一種傳統(tǒng)中藥材,在臨床上很多癌癥治療經(jīng)典方劑中都有使用,但中藥化學組分復雜,作用靶點多樣,因此對其抗腫瘤化學成分及抗腫瘤機制實驗研究進行梳理歸納就顯得十分有必要。
本文對近年來白花蛇舌草的相關文獻進行整理,歸納其中新發(fā)現(xiàn)抗腫瘤化學組分及臨床抗腫瘤治療的機制研究。目前研究現(xiàn)狀來看,白花蛇舌草中萜類、蒽醌類、甾醇類、黃酮類、多糖類等化學成分抗癌作用較為突出,抗腫瘤治療效果與機制實驗研究多采用白花蛇舌草水提取或醇提物作用于不同腫瘤細胞來觀察體外抗腫瘤作用,這也契合中醫(yī)藥多靶點整體治療的觀念。白花蛇舌草在消化系統(tǒng)腫瘤、肺癌、前列腺癌、膠質(zhì)瘤、宮頸癌及急性白血病等體外實驗研究中,通過調(diào)控不同信號通路及靶基因的表達,均表現(xiàn)出抑制腫瘤細胞增殖,誘導細胞凋亡的作用。
白花蛇舌草因其化學成分及抗惡性腫瘤的藥理作用具有廣闊的應用前景,然而在《中華人民共和國藥典》中,白花蛇舌草僅作為中成方制劑中藥材組成之一 ,收載于第四部中[56],并無相應的質(zhì)量控制標準。因此,今后的研究重點可以放在質(zhì)量標準的建立完善、物質(zhì)構(gòu)效關系和活性物質(zhì)作用機理等方面,用現(xiàn)代化的方法進行科學研究也是傳統(tǒng)中醫(yī)藥的必然之路。