梁曉暉，石海蓮，吳曉俊

（上海市復(fù)方中藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海中藥標(biāo)準(zhǔn)化研究中心，教育部中藥標(biāo)準(zhǔn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家中醫(yī)藥管理局中藥新資源與品質(zhì)評(píng)價(jià)重點(diǎn)研究室，上海中醫(yī)藥大學(xué)中藥研究所，上海 201203）

細(xì)胞糖代謝的主要途徑是糖酵解和線粒體有氧磷酸化。即使在有氧的情況下，腫瘤細(xì)胞也主要通過有氧糖酵解獲能（Warburg效應(yīng)），從而滿足增殖的腫瘤細(xì)胞對(duì)能量ATP的獲取。但線粒體氧化磷酸化仍能為細(xì)胞代謝活動(dòng)提供部分ATP，甚至在某些腫瘤的生長(zhǎng)過程中可能發(fā)揮重要作用?！把?癌轉(zhuǎn)化”即慢性非可控性炎癥惡性轉(zhuǎn)化。炎性微環(huán)境是腫瘤病變的重要誘因之一，慢性炎癥可影響腫瘤細(xì)胞糖代謝重編程，促進(jìn)腫瘤發(fā)生。炎癥細(xì)胞分泌炎癥因子如腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factorα，TNF-α）、白細(xì)胞介素16（interleukin-16，IL-16）和IL-17參與腫瘤細(xì)胞糖代謝重編程，促進(jìn)有氧糖酵解，從而介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和侵襲。因此，抑制炎癥的藥物可通過影響腫瘤細(xì)胞糖代謝重編程抑制腫瘤細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。中藥中多種生物活性物質(zhì)，如皂苷、黃酮、生物堿、多酚和醌類等可顯著抑制炎癥反應(yīng)，并能調(diào)控腫瘤糖代謝，抑制腫瘤細(xì)胞增殖和生長(zhǎng)。本文主要綜述“炎-癌轉(zhuǎn)化”與腫瘤細(xì)胞糖代謝重編程的關(guān)系以及靶向腫瘤糖代謝抗炎中藥抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展的研究進(jìn)展，總結(jié)可靶向腫瘤糖代謝的中藥及單體成分，為挖掘“炎-癌轉(zhuǎn)化”與糖代謝重編程之間的關(guān)系及從抗炎中藥中篩選具有重編程腫瘤細(xì)胞糖代謝作用的活性成分提供參考。

1 “炎-癌轉(zhuǎn)化”

炎癥細(xì)胞主要是通過在腫瘤微環(huán)境中提供活性分子以發(fā)揮促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用，慢性炎癥可影響腫瘤細(xì)胞糖代謝重編程促進(jìn)腫瘤發(fā)生[1]。炎癥與腫瘤相互關(guān)系的研究始于19世紀(jì)。1800年，Galenus率先提出腫瘤可在炎癥和損傷組織中發(fā)生的假說[2]。1863年，Virchow觀察到腫瘤組織中存在炎癥細(xì)胞，從而證實(shí)了這一假說，進(jìn)而又提出慢性炎癥可誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生的假說[3]。近期研究發(fā)現(xiàn)，高達(dá)20%的人類癌癥是由慢性炎癥和持續(xù)感染引起的，即使在尚無炎癥的癌癥中，炎性細(xì)胞也會(huì)滲入腫瘤基質(zhì)并促進(jìn)癌癥發(fā)展，這種“腫瘤引起的炎癥”進(jìn)一步揭示了炎癥在癌癥發(fā)生中的重要作用[4]。長(zhǎng)期的炎癥狀態(tài)可能會(huì)使免疫系統(tǒng)功能紊亂，影響其識(shí)別和清除腫瘤細(xì)胞的能力；還可能為腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)提供炎性微環(huán)境，加速腫瘤進(jìn)程。越來越多的證據(jù)表明，潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病患者大腸或回腸末端癌變發(fā)病率明顯升高[5]。幽門螺桿菌已被確認(rèn)是促進(jìn)胃癌發(fā)生發(fā)展的重要致癌因素[6]，慢性肝炎病毒感染亦可導(dǎo)致肝癌[7]。另外，慢性膽囊炎和膽囊癌、慢性食管炎和食管癌、人乳頭瘤病毒感染引起的宮頸感染和宮頸癌、前列腺炎和前列腺癌及胰腺炎和胰腺癌的發(fā)生，亦提示炎癥參與調(diào)控腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

2 炎癥促進(jìn)糖代謝重編程介導(dǎo)“炎-癌轉(zhuǎn)化”

代謝重編程是腫瘤細(xì)胞的的重要特征之一[8]。糖酵解和氧化磷酸化是一緊密偶聯(lián)的過程[9]。糖酵解是由一系列糖酵解酶介導(dǎo)，最后將葡萄糖轉(zhuǎn)化成乳酸、生成ATP的過程，是腫瘤獲得能量以及中間代謝產(chǎn)物的主要方式[10]。糖酵解的中間產(chǎn)物丙酮酸在有氧條件下，進(jìn)入線粒體被氧化成乙酰輔酶A，參與三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化。也有人提出有些腫瘤細(xì)胞兼具糖酵解和線粒體氧化磷酸化表型，即腫瘤周圍的腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞在癌細(xì)胞的作用下，能量獲取方式轉(zhuǎn)向有氧糖酵解，這些腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞釋放的乳酸、丙酮酸等轉(zhuǎn)移到上皮癌細(xì)胞后被其用作能量來源，然后進(jìn)入三羧酸循環(huán)，利用氧化磷酸化產(chǎn)生大量ATP[11]。大量研究表明，腫瘤細(xì)胞中的三羧酸循環(huán)存在某些缺陷，特別是三羧酸循環(huán)中的3種酶——異檸檬酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶和延胡索酸酶經(jīng)常發(fā)生突變，從而在一定程度上促進(jìn)腫瘤形成[12]。糖酵解受外源信號(hào)通路〔如Ras和磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）通路〕和糖酵解酶調(diào)控[13]，Ras通過激活絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）和PI3K，促進(jìn)c-Myc轉(zhuǎn)錄，后者直接誘導(dǎo)大量糖酵解相關(guān)基因表達(dá)，如葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體（glucose transporters，GLUT）1、己糖激酶 2（hexokinase 2，HK2）、磷酸果糖激酶（phosphofructokinase，PFK）、烯醇酶1和乳酸脫氫酶A（lactate dehydrogenase A，LDHA）；PI3K通路被配體結(jié)合受體酪氨酸激酶激活后，激活蛋白激酶B（protein kinase B，Akt），進(jìn)而直接激活c-Myc和低氧誘導(dǎo)因子1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α），從而促進(jìn)GLUT1和多種糖酵解酶如HK2、PFK、醛縮酶A和LDHA的表達(dá)[14-15]。研究表明，慢性炎癥促進(jìn)癌癥發(fā)生發(fā)展，即“炎-癌轉(zhuǎn)化”的分子機(jī)制涉及可溶性炎癥介質(zhì)、癌基因/抑癌基因表達(dá)異常及促炎轉(zhuǎn)錄因子如NF-κB、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducers and activators of transcription 3，STAT3）和HIF-1α介導(dǎo)的信號(hào)通路等之間的互作調(diào)控（crosstalk）的腫瘤細(xì)胞糖代謝重編程。

2.1 炎癥介質(zhì)介導(dǎo)“炎-癌轉(zhuǎn)化”過程相關(guān)細(xì)胞糖代謝重編程

2.1.1 白細(xì)胞介素1亞家族

IL-1亞家族如IL-1α，IL-1β和IL-33，是在免疫和炎癥反應(yīng)中起核心作用的細(xì)胞因子，同時(shí)也通過激活包括HK、葡萄糖激酶、PFK和LDHA在內(nèi)的糖酵解酶的活性調(diào)控糖酵解[13]。IL-1β主要由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞表達(dá)，當(dāng)免疫細(xì)胞受刺激激活后，NF-κB被激活，繼而誘導(dǎo)IL-1β合成[13]。IL-1β通過IL-1受體相關(guān)激酶通路激活NF-κB和激活蛋白1（activator protein-1，AP-1），也可通過激活PI3K通路激活NF-κB。在調(diào)控糖酵解方面，IL-1β可通過激活腺苷酸活化蛋白激酶（adenosine 5′-monophosphate-activated protein kinase，AMPK）增加GLUT4的轉(zhuǎn)位，從而增加葡萄糖攝取[16]。IL-1β可促進(jìn)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤HK2mRNA表達(dá)上調(diào)[17]?？谇击[狀細(xì)胞癌腫瘤微環(huán)境中分泌增加的IL-1β可促進(jìn)腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞HK2的表達(dá)，增加乳酸的生成，為口腔鱗癌細(xì)胞增殖提供所需的“燃料”。IL-33可通過IL-33/致癌抑制因子2（suppression of tumorigenesis 2，ST2）通路上調(diào)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞膜GLUT1的表達(dá)，從而促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[13]（圖1）。綜上所述，IL-1亞家族很可能成為腫瘤的潛在治療靶點(diǎn)。

圖1 白細(xì)胞介素1（lL-1）亞家族對(duì)糖酵解的調(diào)控作用.PI3K：磷脂酰肌醇3-激酶；IRAK：IL-1受體相關(guān)激酶；AMPK：腺苷酸活化蛋白激酶；HK2：己糖激酶2；ST2：致癌抑制因子2；GLUT：葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體；P：磷酸化.

2.1.2 白細(xì)胞介素6

IL-6在多種惡性腫瘤中均有顯著高表達(dá)，并促進(jìn)腫瘤的發(fā)生，同時(shí)IL-6是STAT3信號(hào)通路的主要觸發(fā)因子。STAT3含有SH2和SH3結(jié)構(gòu)域，可與特定的含磷酸化酪氨酸的肽段結(jié)合后被磷酸化，聚合成為激活的同源或異源二聚體，轉(zhuǎn)位入核與靶基因啟動(dòng)子序列的特定位點(diǎn)結(jié)合，促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄，參與調(diào)控細(xì)胞糖酵解。Ando等[18]研究表明，IL-6/STAT3途徑通過增強(qiáng)小鼠胚胎成纖維細(xì)胞（mouse embryonic fibroblast，MEF）糖酵解酶HK2和6-PFK-2/果糖-2，6-二磷酸酶3（6-PFK-2/fructose-2，6-bisphosphatase-3，PFKFB3）的表達(dá)來增強(qiáng)糖酵解。同樣在乳腺癌細(xì)胞中，STAT3被IL-6激活后可與HK2的啟動(dòng)子結(jié)合促進(jìn)HK2轉(zhuǎn)錄激活，調(diào)控乳腺癌細(xì)胞有氧糖酵解[19]。此外，Demaria等[20]將具有生理活性的STAT3突變體敲入小鼠，從STAT3c/c或STAT3WT/WT小鼠提取原代MEF細(xì)胞。分析發(fā)現(xiàn)，STAT3c/cMEF細(xì)胞糖酵解水平升高依賴于HIF-1α表達(dá)上調(diào)，且HIF-1α靶基因GLUT1，PFK1和ENO-1表達(dá)均顯著上調(diào)，STAT3c/cMEF細(xì)胞表現(xiàn)出Warburg表型，產(chǎn)生更多的乳酸。GO注釋分析發(fā)現(xiàn)，糖酵解相關(guān)基因如丙酮酸脫氫酶激酶1（pyruvate dehydrogenase kinase 1，PDHK1）在STAT3c/cMEF細(xì)胞中高表達(dá)，PDHK1可使線粒體丙酮酸脫氫酶（pyruvate dehydrogenase，PDH）復(fù)合物失活，從而降低丙酮酸生成乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)。STAT3c/cMEF細(xì)胞PDH活性降低50%，導(dǎo)致STAT3c/cMEF細(xì)胞線粒體呼吸功能減弱，但并不影響線粒體的形態(tài)和數(shù)量，其原因可能是由STAT3介導(dǎo)下調(diào)編碼線粒體蛋白質(zhì)核基因表達(dá)引起的。因此，炎癥環(huán)境下持續(xù)激活的STAT3可通過促進(jìn)糖酵解和抑制線粒體功能2個(gè)途徑，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞Warburg效應(yīng)的調(diào)控，促進(jìn)“炎-癌轉(zhuǎn)化”（圖2）。

圖2 白細(xì)胞介素6介導(dǎo)的信號(hào)通路對(duì)糖酵解的調(diào)控作用.PFKFB3：6-磷酸果糖激酶2/果糖-2，6-二磷酸酶；HIF-1α：低氧誘導(dǎo)因子1α；STAT3：信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3；PFK-1：磷酸果糖激酶1；ENO-1：烯醇酶1；PDHK1：丙酮酸脫氫酶激酶1.

2.1.3 腫瘤壞死因子 α和白細(xì)胞介素17

TNF-α和IL-17經(jīng)常存在于急、慢性炎癥中，與結(jié)腸癌密切相關(guān)，是結(jié)腸炎相關(guān)癌癥發(fā)病機(jī)制中最重要的炎癥因子。TNF-α和IL-17可通過激活腫瘤細(xì)胞中NF-κB信號(hào)通路，促進(jìn)HIF-1α和c-Myc共同的靶基因GLUT1和HK2表達(dá)，協(xié)同增加結(jié)直腸癌HT-29細(xì)胞糖酵解和乳酸生成，進(jìn)而促進(jìn)“炎-癌轉(zhuǎn)化”[21]。IL-17和TNF-α共同刺激可增強(qiáng)結(jié)直腸癌CaCo-2細(xì)胞LDHA活性，促進(jìn)糖酵解和乳酸生成，而LDH抑制劑通過抑制LDHA活性可阻止炎癥誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞Warburg效應(yīng)，但不影響正常細(xì)胞的葡萄糖代謝[21-22]（圖3）。

圖3 腫瘤壞死因子 α（TNF- α）和白細(xì)胞介素17對(duì)糖酵解的調(diào)控作用.LDHA：乳酸脫氫酶A.

2.1.4 谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶2

很多研究表明，乳腺癌、胰腺癌、宮頸癌和卵巢癌中谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶2（transglutaminase 2，TG2）表達(dá)上調(diào)均與NF-κB激活有關(guān)。促炎癥蛋白TG2異常表達(dá)是乳腺癌細(xì)胞中Warburg效應(yīng)的重要調(diào)節(jié)因子，TG2通過促進(jìn)葡萄糖代謝途徑的多個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄來重編程乳腺癌細(xì)胞的能量代謝。TG2的異常表達(dá)啟動(dòng)一個(gè)正反饋回路，即TG2通過與NF-κB抑制因子（inhibitor of NF-κB，IκB）聚合導(dǎo)致NF-κB活化，活化的NF-κB又可與HIF-1α啟動(dòng)子結(jié)合，即使在常氧條件下也可誘導(dǎo)其表達(dá)。HIF-1α可上調(diào)糖酵解蛋白如GLUT1，HK2和LDHA的表達(dá)，進(jìn)而影響耗氧速率，通過糖酵解促進(jìn)葡萄糖的攝取和代謝，增加乳酸的生成，促進(jìn)葡萄糖代謝的改變。因此，TG2誘導(dǎo)的糖代謝改變有助于乳腺癌細(xì)胞在應(yīng)激條件下生存。抑制TG2或HIF-1α的表達(dá)可恢復(fù)正常的葡萄糖攝取、乳酸生成、線粒體呼吸速率和糖酵解蛋白的表達(dá)[23]（圖4）。綜上所述，TG2/NF-κB/HIF-1α通路在炎癥與腫瘤糖代謝重編程之間起著重要作用，促進(jìn)“炎-癌轉(zhuǎn)化”。

圖4 谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶2（TG2）對(duì)糖酵解的調(diào)控作用.IκB：NF-κB抑制因子.

2.2 炎癥因子介導(dǎo)“炎-癌轉(zhuǎn)化”過程相關(guān)細(xì)胞糖代謝重編程的作用機(jī)制

2.2.1 微RNA上調(diào)HK2

微RNA（microRNA，miRNA，miR）是一類長(zhǎng)18～25個(gè)核苷酸的RNA分子，它通過結(jié)合靶基因mRNA的3′非編碼區(qū)（3′UTR）而抑制基因轉(zhuǎn)錄后的表達(dá)，在細(xì)胞發(fā)育、免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)和腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中均起到重要調(diào)控作用[24]。多種腫瘤相關(guān)的非可控性炎癥狀態(tài)或疾病中均發(fā)現(xiàn)miRNA的異常表達(dá)，如miR-105通過激活Myc依賴通路，調(diào)節(jié)腫瘤基質(zhì)細(xì)胞能量代謝重編程，促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)，介導(dǎo)非可控性炎癥誘導(dǎo)的癌變[25]。miRNA在NF-κB信號(hào)通路的調(diào)控中也起著重要作用，可抑制或激活該通路[26]。有研究報(bào)道，炎癥誘導(dǎo)的miR-155通過2種不同的機(jī)制上調(diào)HK2，進(jìn)而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的有氧糖酵解。一方面miR-155可激活STAT3/HK2軸，另一方面其可通過抑制HK2的負(fù)調(diào)控因子（miR-143的轉(zhuǎn)錄激活因子），進(jìn)而抑制miR-143的表達(dá)，從而導(dǎo)致HK2表達(dá)上調(diào)，最終共同促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的有氧糖酵解[19]。此外，miR-155也可使肝癌和肺癌細(xì)胞中HK2表達(dá)上調(diào)，且miR-155是一種炎癥普遍誘導(dǎo)的miRNA，提示miR-155/miR-143/HK2軸可能代表一種將炎癥與癌細(xì)胞中能量代謝改變相聯(lián)系的共同機(jī)制。

2.2.2 p53抑制NF- κB

最初被鑒定出來時(shí)，p53便被當(dāng)做一個(gè)促癌基因，后來才慢慢發(fā)現(xiàn)p53具有強(qiáng)大的抑癌作用[27]。NF-κB有促進(jìn)GLUT表達(dá)、增加葡萄糖攝取的作用。Ando等[18]研究發(fā)現(xiàn)，敲除小鼠胚胎成纖維細(xì)胞的p53基因，可激活NF-κB進(jìn)而使GLUT3基因表達(dá)上調(diào)，糖酵解速率增加。Gudkov等[28]也發(fā)現(xiàn)，p53基因缺失小鼠NF-κB活性明顯增加，并伴有炎癥因子升高。上述結(jié)果提示，p53抑制NF-κB的表達(dá)后有可能通過抑制腫瘤細(xì)胞糖代謝重編程，進(jìn)而阻止腫瘤的發(fā)展。

2.2.3 低氧誘導(dǎo)因子1 α表達(dá)上調(diào)

實(shí)體瘤的快速生長(zhǎng)易導(dǎo)致低氧和細(xì)胞壞死。低氧和腫瘤的壞死區(qū)域反過來產(chǎn)生促炎癥介質(zhì)，進(jìn)而招募更多的免疫細(xì)胞，從而抑制腫瘤部位的免疫反應(yīng)以及促進(jìn)細(xì)胞的增殖、血管生成和轉(zhuǎn)移[29]。HIF-1α既是一種關(guān)鍵的致癌基因又是調(diào)控線粒體有氧磷酸化轉(zhuǎn)變成糖酵解代謝途徑的轉(zhuǎn)錄因子，一氧化氮和炎癥細(xì)胞因子（TNF-α和IL-1β）可上調(diào)HIF-1α的表達(dá)[30]。Jung等[30]研究顯示，IL-1β通過PI3K/Akt/mTOR途徑激活A(yù)549細(xì)胞中NF-κB，并伴隨HIF-1α蛋白水平顯著升高；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，IL-1β可激活 NF-κB/環(huán) 氧 合酶 2（cyclooxygenase-2，COX-2）信號(hào)通路進(jìn)而導(dǎo)致HIF-1α表達(dá)上調(diào)（圖5）。在胰腺癌和前列腺癌中均發(fā)現(xiàn)PI3K/Akt/NF-κB途徑激活導(dǎo)致HIF-1α表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)新生血管的生成和能量的供應(yīng)，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的發(fā)生發(fā)展[31-32]。此外，HIF-1α和c-Myc共同參與介導(dǎo)TNF-α和IL-17共刺激結(jié)腸癌細(xì)胞有氧糖酵解，并促進(jìn)能夠刺激成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)和存活的生長(zhǎng)因子的生成，從而促進(jìn)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展[21]。綜上所述，促炎因子如IL-1β通過PI3K/Akt途徑激活NF-κB，進(jìn)而上調(diào)HIF-1α表達(dá)，調(diào)控腫瘤糖代謝重編程，促進(jìn)“炎-癌轉(zhuǎn)化”。

圖5 轉(zhuǎn)錄因子對(duì)糖酵解的調(diào)控作用.PI3K：磷脂酰肌醇3激

2.2.4 c-Myc表達(dá)失調(diào)

c-Myc蛋白作為核轉(zhuǎn)錄因子，可參與調(diào)控糖酵解途徑中多種酶的表達(dá)，同時(shí)也是STAT3信號(hào)途徑的一部分，其表達(dá)受上游基因STAT3的調(diào)控[33]。STAT3在腫瘤組織中通常被異常激活，導(dǎo)致其下游靶基因c-myc轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)，進(jìn)而促使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞。炎癥因子可通過激活腫瘤細(xì)胞中NF-κB信號(hào)通路，促進(jìn)HIF-1α和c-Myc共同的腫瘤代謝相關(guān)靶基因GLUT1和HK2的表達(dá)，協(xié)同增加結(jié)直腸癌細(xì)胞的Warburg效應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)“炎-癌轉(zhuǎn)化”[21]。c-myc基因在炎癥中也常失調(diào)，且在散發(fā)性和結(jié)腸炎相關(guān)的結(jié)腸腺癌中過度表達(dá)[34]。因此，STAT3可能通過調(diào)控c-Myc調(diào)節(jié)炎癥相關(guān)腫瘤糖酵解途徑相關(guān)基因的表達(dá)（圖5）。

3 靶向腫瘤糖代謝的抗炎中藥

腫瘤治療問題在全世界范圍內(nèi)依然是一個(gè)難題，人們?cè)噲D在探索腫瘤與炎癥關(guān)系的同時(shí)，開始從“炎癥”的角度尋找治療腫瘤的新途徑。研究發(fā)現(xiàn)，很多抗炎中藥或從中提取的單體成分具有顯著的抗腫瘤作用。

3.1 具有抗腫瘤活性的抗炎中藥

具有抗腫瘤活性的抗炎中藥主要包括解表藥（如柴胡）、清熱藥（如黃連和苦參）、瀉下藥（如大黃）、祛風(fēng)濕藥（如獨(dú)活和雷公藤）、芳香化濕藥（如蒼術(shù)和草豆蔻）、利水滲濕藥（如茯苓、茵陳和薏苡仁）、止血藥（如三七）、化痰止咳平喘藥（如苦杏仁）、開竅藥（如麝香）、補(bǔ)虛藥（如甘草）、活血化瘀藥（如姜黃）和驅(qū)蟲藥（如苦楝皮）等[35]。已有研究報(bào)道，抗炎中藥中的單體成分可通過一些潛在靶點(diǎn)或通路調(diào)控腫瘤糖代謝（表1），提示這些潛在靶點(diǎn)可能代表一種將炎癥與癌細(xì)胞中能量代謝改變聯(lián)系起來的共同機(jī)制，尚待深入研究。

表1 抗炎抗腫瘤中藥調(diào)控糖代謝重編程的潛在靶點(diǎn)

3.2 抗炎中藥的活性單體成分

大黃酸對(duì)癌細(xì)胞的糖酵解有抑制作用[36]。化濕中藥草豆蔻黃酮類活性成分小豆蔻明、柚皮素、白楊素、高良姜素和（+）-兒茶素等均有抗腫瘤活性，且均能改善胰島素抵抗、調(diào)節(jié)糖代謝[37]。小豆蔻明通過抑制HIF-1α依賴性代謝重編程抑制乳腺癌的生長(zhǎng)[38]。

雷公藤的主要活性成分之一雷公藤紅素與另一種中藥單體漢黃芩素聯(lián)用，可明顯降低人胃癌細(xì)胞SGC-7901內(nèi)HIF-1α和單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4蛋白表達(dá)，降低HK2和LDH活性，抑制糖酵解產(chǎn)生能量和乳酸生成。此外，二者聯(lián)用可抑制胃癌細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸供能，最終抑制胃癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[39]。同時(shí)也有研究表明，雷公藤紅素能通過靶向NF-κB顯著抑制細(xì)胞促炎癥反應(yīng)，提示雷公藤紅素在“炎-癌轉(zhuǎn)化”進(jìn)程中可能通過抑制NF-κB進(jìn)而抑制與能量代謝相關(guān)的癌基因，最終抑制腫瘤生長(zhǎng)。雷公藤的另一活性成分雷公藤內(nèi)酯醇體外可高效殺死多種類型的癌細(xì)胞，在炎癥相關(guān)自發(fā)性癌小鼠模型中，雷公藤內(nèi)酯醇與乙酰水楊酸（阿司匹林）低劑量聯(lián)用可顯著阻斷體外癌細(xì)胞增殖和體內(nèi)腫瘤形成，且聯(lián)用能阻斷NF-κB介導(dǎo)的人肺癌細(xì)胞H460增殖和存活基因的表達(dá)[40]，提示雷公藤內(nèi)酯醇也可能通過NF-κB信號(hào)通路影響腫瘤糖代謝重編程。

姜黃的主要活性成分姜黃素可下調(diào)食管癌Ec109細(xì)胞中糖酵解關(guān)鍵酶如HK2、PFKFB3、丙酮酸激酶 M2型（pyruvate kinase M2，PKM2）和GLUT4蛋白表達(dá)水平，從而抑制腫瘤細(xì)胞的糖代謝[41]。此外，姜黃素可通過抑制IL-6/STAT3信號(hào)通路抑制潰瘍性結(jié)腸炎[42]，推測(cè)姜黃素可通過抑制IL-6/STAT3通路介導(dǎo)的糖代謝重編程從而發(fā)揮抗腫瘤的作用。Vaughan等[1]研究了低水平的TNF-α與抗炎藥姜黃素對(duì)乳腺上皮細(xì)胞系MCF-10A和MCF-7有氧糖酵解和線粒體代謝的影響。發(fā)現(xiàn)微環(huán)境因子（低水平的TNF-α）可作為惡性和非惡性乳腺上皮細(xì)胞系有氧糖酵解以及抑制其線粒體生物合成的直接誘導(dǎo)因子，與IL-17協(xié)同誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞中HIF-1α和c-Myc的表達(dá)；在無癌基因表達(dá)的情況下，非惡性MCF-10a細(xì)胞可以通過細(xì)胞外信號(hào)激活類似腫瘤的代謝，而姜黃素可逆轉(zhuǎn)TNF-α誘導(dǎo)的有氧糖酵解和線粒體含量下降。表明腫瘤的形成可能發(fā)生在基因突變之前，而炎癥介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞糖代謝重編程可能是“始作俑者”。

白頭翁的活性成分之一白頭翁皂苷可通過抑制HIF-1α調(diào)控腫瘤能量代謝。已有研究表明，白頭翁皂苷可通過降低肝癌細(xì)胞Bel-7402乳酸和ATP含量，并可降低糖酵解關(guān)鍵酶HK2、PFK、丙酮酸激酶的含量，升高琥珀酸脫氫酶含量來抑制腫瘤生長(zhǎng)[43]。另有研究表明，白頭翁皂苷通過降低HT29細(xì)胞Akt基因和蛋白水平進(jìn)而抑制HIF-1α的表達(dá)，最終抑制GLUT1對(duì)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)，降低糖酵解相關(guān)酶的含量和活性，影響腫瘤細(xì)胞能量代謝抑制腫瘤生長(zhǎng)[44]。此外，白頭翁皂苷可通過IL-1，IL-6和TNF-α等炎癥介質(zhì)發(fā)揮抗炎作用[45]。因此，白頭翁皂苷有望成為通過抑制炎性介質(zhì)介導(dǎo)“炎-癌轉(zhuǎn)化”細(xì)胞糖代謝重編程進(jìn)而發(fā)揮抗腫瘤活性的抗炎中藥單體成分。

苦參堿和氧化苦參堿聯(lián)合使用可顯著降低肝癌細(xì)胞HepG2中糖酵解關(guān)鍵酶HK2和丙酮酸激酶活性及有氧氧化關(guān)鍵酶琥珀酸脫氫酶，使得糖酵解產(chǎn)物乳酸和細(xì)胞總ATP含量降低，通過影響腫瘤細(xì)胞能量代謝進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[46]。此外，苦參堿和氧化苦參堿均通過NF-κB發(fā)揮抗炎作用[47-48]。基于P53可通過抑制糖酵解來限制IkB激酶β/NF-κB通路的激活、進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的研究，提示苦參堿和氧化苦參堿可能通過該機(jī)制抑制炎癥促進(jìn)腫瘤細(xì)胞糖代謝重編程進(jìn)而發(fā)揮抗腫瘤作用。

紫草素是紫草的主要的活性成份，屬于萘醌類化合物，可作為PKM2的抑制劑。在肝癌細(xì)胞HCCLM3中，紫草素可抑制線粒體中PKM2的表達(dá)進(jìn)而激活A(yù)MPK信號(hào)通路，使p-AMPK和過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子1α的表達(dá)增加，這些發(fā)生變化的蛋白參與細(xì)胞能量代謝，紫草素最終通過引起肝癌細(xì)胞線粒體功能紊亂進(jìn)而抑制肝癌[49]。此外，紫草素主要通過影響NF-κB，IL-1β，IL-6，TNF-α和IL-17等發(fā)揮抗炎作用[50]。提示紫草素可能通過抑制炎癥介質(zhì)介導(dǎo)的“炎-癌轉(zhuǎn)化”細(xì)胞能量代謝重編程發(fā)揮腫瘤抑制作用。

吳茱萸的主要有效成分吳茱萸堿主要通過降低Akt和P70核糖體蛋白S6激酶的磷酸化進(jìn)而抑制低氧誘導(dǎo)的COX-2表達(dá)。同時(shí)，吳茱萸堿可通過下調(diào)肝癌細(xì)胞HepG2內(nèi)HIF-1α，PI3K/Akt和PFK基因的表達(dá)，抑制糖代謝通路進(jìn)而發(fā)揮抗腫瘤活性[51]。

白楊素是從紫葳科植物木蝴蝶中提取的一種具有廣泛藥理活性的黃酮類化合物，參與Ras/Raf/MAPK，PI3K/Akt，STAT和NF-κB等信號(hào)通路發(fā)揮抗癌活性。白楊素可通過降低肝癌細(xì)胞HK2的表達(dá)進(jìn)而抑制糖酵解，激活線粒體相關(guān)凋亡[52]。白楊素抗炎作用與調(diào)控Janus激酶/STAT通路有關(guān)[53]。上述研究提示，白楊素可能在“炎-癌轉(zhuǎn)化”進(jìn)程中重編程腫瘤細(xì)胞能量代謝。

4 結(jié)語

炎癥參與介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞糖代謝重編程，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)移，是“炎-癌轉(zhuǎn)化”中的關(guān)鍵步驟，炎性介質(zhì)都參與到炎性微環(huán)境“炎-癌轉(zhuǎn)化”細(xì)胞糖代謝重編程的過程中。因此，可借助目前高通量篩選技術(shù)如單細(xì)胞測(cè)序、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)和表觀遺傳學(xué)等捕獲發(fā)揮重要作用的細(xì)胞及其亞型，并探知未知的具有重要功能的基因和蛋白、轉(zhuǎn)錄翻譯后修飾。再結(jié)合常規(guī)的實(shí)時(shí)熒光定量PCR、Western印跡法、免疫共沉淀、染色質(zhì)免疫沉淀、蛋白相互作用和質(zhì)譜技術(shù)等，進(jìn)一步驗(yàn)證和研究新基因或（和）蛋白的生物功能，從而闡明炎癥介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞糖代謝重編程在“炎-癌轉(zhuǎn)化”中的重要作用及分子機(jī)制?；谀[瘤細(xì)胞糖代謝重編程，從抗炎中藥及其活性成分中篩選靶向腫瘤細(xì)胞糖代謝的抗腫瘤活性成分，或從腫瘤細(xì)胞糖代謝途徑著手揭示已知抗腫瘤活性的抗炎小分子化合物的分子機(jī)制，可能是一種高效的研發(fā)抗腫瘤藥物的途徑。