★ 陳雨然 劉志勇（1.江西中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物科技中心 南昌 330004；2.江西省中藥藥理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南昌 330004）

乳腺癌是女性中最常見的癌癥，也是女性死于癌癥的首要原因。據(jù)世界衛(wèi)生組織下屬的國際癌癥研究所發(fā)布的2020年全球癌癥數(shù)據(jù)報(bào)告顯示，女性乳腺癌首次超過肺癌，成為全球最常見的癌癥，約占新發(fā)癌癥病例的11.70%，是威脅女性健康的一個(gè)重大的公共衛(wèi)生問題［1］。根據(jù)我國2019發(fā)布的全國癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2014和2015的發(fā)生率為7.33%和7.74%，仍居前十位，乳腺癌發(fā)病率位于城鄉(xiāng)女性首位，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人口老齡化等因素，其發(fā)病率和死亡率總體呈上升趨勢［2］。目前，乳腺癌仍采用以手術(shù)為主的綜合治療，包括手術(shù)，化療，放療，內(nèi)分泌治療及分子靶向治療，其中藥用治療應(yīng)用較廣［3］。但是乳腺癌治療藥物存在療效不足與副作用較大等問題，因此，尋找機(jī)制新穎，作用更強(qiáng)，安全性更高的治療藥物是當(dāng)前面臨的首要問題。在尋找新的乳腺癌治療藥物的過程中，植物來源的天然化學(xué)產(chǎn)物再次成為新方向，具有抗癌活性的膳食植物可能成為化學(xué)治療劑的安全替代品［4］。

生姜是姜科多年生草本植物生姜的新鮮根莖，是世界上最常見、食用最多的飲食調(diào)味品之一［5］。研究表明，生姜及其活性化合物具有抗炎、鎮(zhèn)痛及抗氧化等藥理作用，對包括癌癥在內(nèi)的多種疾病具有治療潛力［6］。生姜的活性化合物可以通過對抑癌基因，細(xì)胞周期，細(xì)胞凋亡，轉(zhuǎn)錄因子，血管生成和生長因子的調(diào)節(jié)作用，最終抑制多種腫瘤的生長，發(fā)揮抗腫瘤作用［7-11］。生姜作為一種膳食天然產(chǎn)品，影響著乳腺癌的發(fā)生與發(fā)展。本文通過對文獻(xiàn)的查閱、歸納、整理分析，概述國內(nèi)外關(guān)于生姜抗乳腺癌的常見作用機(jī)制及生姜抗乳腺癌作用研究的最新進(jìn)展，以期生姜能在乳腺癌防治中發(fā)揮更大的作用。

1 生姜抗乳腺癌作用機(jī)制

大量研究表明，生姜及其活性化合物通過調(diào)節(jié)細(xì)胞信號通路在殺死乳腺癌細(xì)胞中發(fā)揮作用。生姜及其主要成分在癌癥抑制和預(yù)防中的可能分子機(jī)制如下。

1.1 阻滯腫瘤細(xì)胞增殖周期

細(xì)胞在受各種信號通路控制的細(xì)胞周期中前進(jìn)和分裂復(fù)制［12］。誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯是抑制癌癥的重要步驟，在這方面，生姜及其活性化合物在誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞周期停滯中發(fā)揮重要作用。Bernard M M等［13］研究發(fā)現(xiàn)，10-姜油酚通過下調(diào)細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白及絲裂原誘導(dǎo)的細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（Cdks）的表達(dá)，抑制了細(xì)胞周期從G1期到S期的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致G1期阻滯，從而抑制了MDA-MB-231人乳腺癌細(xì)胞的增殖。在楊崇等［14］最新的研究中發(fā)現(xiàn)，8-姜酚具有明顯的抑制乳腺癌細(xì)胞增殖的作用。其作用機(jī)制可能為8-姜酚通過誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞產(chǎn)生ROS，進(jìn)而導(dǎo)致 MAPK信號通路中P38磷酸化激活，最終引起乳腺癌細(xì)胞的G1期阻滯，發(fā)揮抗乳腺癌作用。

1.2 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

腫瘤細(xì)胞對細(xì)胞凋亡的抗性是致癌過程中必不可少的部分，并且還與對化學(xué)治療藥物的抗性有關(guān)。細(xì)胞凋亡既可以提高細(xì)胞存活率，又可以促進(jìn)腫瘤的形成［15］。已被證明可通過調(diào)節(jié)促凋亡和抗凋亡分子來抑制癌細(xì)胞系的體外生長。Elkady A I等［16］用生姜提取物處理MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)生姜會導(dǎo)致乳腺癌細(xì)胞活力喪失，染色質(zhì)濃縮，DNA片段化，胱天蛋白酶3的活化以及聚ADP-核糖聚合酶裂解等一系列以細(xì)胞凋亡為特征的事件。研究證實(shí)，姜介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡可能部分歸因于Bax的上調(diào)和Bcl-2蛋白的下調(diào)。一方面，生姜下調(diào)了生存基因（例如NF-κB，Bcl-X，Mcl-1和Survivin），細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白（包括細(xì)胞周期蛋白D1和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4（CDK-4）的表達(dá)。另一方面，它增加了CDK抑制劑p21的表達(dá)。它還抑制了癌癥的兩個(gè)主要分子靶標(biāo)c-Myc和人類端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（hTERT）的表達(dá)，從而發(fā)揮促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞凋亡的作用。于杰濱等［17］也發(fā)現(xiàn)6-姜辣素可以誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡。研究表明，6-姜辣素作用于乳腺癌細(xì)胞后，促進(jìn)Bad和Bax表達(dá)的同時(shí)，抑制了Bcl-2的表達(dá)。最終通過激活A(yù)MPK/mTOR信號通路，抑制乳腺癌細(xì)胞增殖并促進(jìn)其凋亡，發(fā)揮抗腫瘤功能。

1.3 抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移作用

乳腺癌的轉(zhuǎn)移是由很多基因共同參與，相互影響，相互作用的一個(gè)連續(xù)復(fù)雜的過程，控制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移擴(kuò)散是影響患者預(yù)后狀態(tài)和生命質(zhì)量的重要因素［18］。Lee H S等［19］首次發(fā)現(xiàn)生姜中的6-姜油酚能顯著抑制MDA-MB-231人乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移過程。腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移過程需要與血管定界基底膜（BM）和間質(zhì)性結(jié)締組織相關(guān)的結(jié)締組織降解，通過BM侵入是轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟?；|(zhì)金屬蛋白酶（MMP）是一種重要的細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）降解酶，可催化細(xì)胞周圍BM和ECM的降解。研究證實(shí)，6-姜油酚處理通過降低MMP-2和MMP-9的活性，抑制MDA-MB-231人乳腺癌細(xì)胞系中的細(xì)胞粘附，侵襲，運(yùn)動。Ling H等［20］發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚能抑制由佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯（PMA）誘導(dǎo)的MDA-MB-231和MCF-7人乳腺癌細(xì)胞的侵襲作用。PMA通過激活NF-kB及ERK依賴性AP-1的轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)MMP-9的表達(dá)，促進(jìn)癌細(xì)胞發(fā)生侵襲。研究表明，6-姜烯酚通過抑制IκBα的磷酸化和降解來靶向上游IKK信號通路，從而導(dǎo)致p65核易位阻滯，最終抑制NF-κB的轉(zhuǎn)錄激活。因此6-姜烯酚可通過靶向NF-κB激活級聯(lián)來抑制乳腺癌細(xì)胞的侵襲作用。

1.4 過氧化物酶體增殖物激活受體γ

生姜及其組分通過調(diào)節(jié)過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PPARγ），最終抑制乳腺癌細(xì)胞的生長或直接殺傷癌細(xì)胞。PPARγ屬于核激素受體超家族，調(diào)節(jié)基因表達(dá)，在細(xì)胞分化、增殖、炎癥反應(yīng)和脂質(zhì)代謝中發(fā)揮重要作用［21］。最近的報(bào)道表明，PPARγ在許多人類癌癥中過表達(dá)，PPARγ配體通過改變分化和/或誘導(dǎo)凋亡抑制多種癌癥的生長［22-23］，最近一項(xiàng)基于6-姜烯酚處理MDAMB-468，MDA-MB-231，MCF-7和T47D人乳腺癌細(xì)胞的研究顯示了PPARγ激動劑的表達(dá)特征。在微陣列基因譜分析和連通性圖分析結(jié)果中顯示，用6-姜烯酚處理的乳腺癌細(xì)胞顯示PPARγ激動劑的特征性基因表達(dá)特征。6-姜烯酚是一種PPARγ激動劑，具有與PPARγ的天然配體15-δ前列腺素J2相當(dāng)?shù)腜PARγ結(jié)合親和力。用6-姜烯酚處理乳腺癌細(xì)胞誘導(dǎo)了PPARγ依賴性的PPARγ轉(zhuǎn)錄活性，抑制了NF-κB活性，最終誘導(dǎo)了乳腺癌細(xì)胞的凋亡［24］。

1.5 NOTCH信號通路

NOTCH信號通路可調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化和凋亡等多種生理過程，Notch配體與受體間異常的相互作用也可誘導(dǎo)腫瘤的發(fā)生，同時(shí)調(diào)控腫瘤血管生成，為腫瘤的形成、維持、發(fā)展和轉(zhuǎn)移提供條件。大量研究表明，Notch通路在乳腺腫瘤進(jìn)展過程中具有主要參與和多重作用，可能成為乳腺癌治療的潛在靶點(diǎn)［25-26］。Bawadood A S等［27］的研究中證實(shí)生姜中的活性成分6-姜烯酚通過靶向Notch信號通路誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和抑制自噬來抑制乳腺癌細(xì)胞的生長。Ray A等［28］發(fā)現(xiàn)，6-姜烯酚通過改變Notch信號通路來抑制類球體的大小和集落形成能力，從而發(fā)揮對乳腺癌細(xì)胞和類球體的抗增殖活性。研究表明，6-姜烯酚通過抑制γ-分泌酶來下調(diào)Notch信號通路，從而降低Notch1下游產(chǎn)物如Hes1和cyclin D1的表達(dá)，最終誘導(dǎo)MCF-7癌癥干細(xì)胞樣球體自噬死亡。

1.6 非凋亡性細(xì)胞程序性死亡

大量研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞死亡除了細(xì)胞壞死和凋亡外，還存在一種非凋亡性細(xì)胞程序性死亡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）和線粒體腫脹引起細(xì)胞質(zhì)空泡化并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡是非凋亡性細(xì)胞程序性死亡的顯著特征。在整個(gè)過程中，胞漿和胞核密度增加、線粒體腫脹、但細(xì)胞膜和細(xì)胞器仍保持完整［29-30］。Nedungadi D等［31］發(fā)現(xiàn)了姜提取物誘導(dǎo)的乳腺癌細(xì)胞死亡的新機(jī)制。研究表明生姜中的成分6-姜烯酚有效地阻斷了蛋白酶體，引起蛋白酶體功能障礙，最終導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與細(xì)胞質(zhì)空泡化，通過癌細(xì)胞的非凋亡性細(xì)胞程序性死亡引起乳腺癌細(xì)胞死亡。Divya N等［32］也證實(shí)了生姜誘導(dǎo)的乳腺癌細(xì)胞非凋亡性細(xì)胞程序性死亡。結(jié)果顯示生姜提取物使細(xì)胞線粒體膜電位和ATP產(chǎn)量急劇下降以及ROS過量生成，引起線粒體功能障礙。并通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張誘導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)空泡化，最終引起乳腺癌細(xì)胞的非凋亡性細(xì)胞程序性死亡。這些研究顯示了生姜提取物誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡的一種新機(jī)制，可能成為乳腺癌治療與預(yù)防的潛在靶點(diǎn)。

生姜的抗乳腺癌作用在先前的大量實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)獲得證實(shí)。主要通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤轉(zhuǎn)移等作用機(jī)制而發(fā)揮抗腫瘤作用。最新研究發(fā)現(xiàn)，生姜可以通過改變能量代謝的途徑來發(fā)揮抗乳腺癌作用，為進(jìn)行生姜抗乳腺癌作用機(jī)制研究提供了新思路。

2 生姜抗乳腺癌作用研究新思路

2011年，美國科學(xué)家Douglas Hanahan和Robert A.Weinber提出腫瘤細(xì)胞能量代謝異常是腫瘤細(xì)胞的十大特征之一，使得腫瘤細(xì)胞得以快速增殖所必需的能量供給及代謝通路逐漸成為腫瘤特性研究的核心，越來越多的研究者將此作為標(biāo)靶來研究腫瘤的預(yù)防和治療。早在1924年，Rodrigo D R等［33］就提出了氧糖酵解的概念，即使氧合良好的癌細(xì)胞也具有較高的葡萄糖消耗和較高的乳酸生成，這表明糖酵解被上調(diào)。與正常細(xì)胞相比，癌細(xì)胞的糖酵解上調(diào)的觀察結(jié)果導(dǎo)致了這樣的假設(shè)，即氧化磷酸化（OXPHOS）在癌癥中普遍下調(diào)。事實(shí)上每一種腫瘤都有自己的代謝特點(diǎn)，即使同一腫瘤內(nèi)的不同腫瘤細(xì)胞在代謝方式上也是有差別的，有氧糖酵解還不足以完全取代OXPHOS來產(chǎn)生能量。越來越多的證據(jù)表明，某些癌癥嚴(yán)重依賴于OXPHOS，使用OXPHOS抑制劑可有效的靶向這些癌癥亞型［34］。為腫瘤的臨床治療提供了新的思路與方法。

研究發(fā)現(xiàn)，三陰性乳腺癌細(xì)胞系表現(xiàn)為活躍的OXPHOS和低糖酵解活性［35］。Diana W M等［36］對2 000例乳腺癌患者的基因表達(dá)數(shù)據(jù)的分析中也顯示人類乳腺腫瘤中線粒體氧化磷酸化（OXPHOS）的轉(zhuǎn)錄明顯上調(diào)，并且與轉(zhuǎn)移有特定的關(guān)聯(lián)。因此，上皮性腫瘤細(xì)胞中OXPHOS的上調(diào)是人類乳腺癌的共同特征，OXPHOS途徑可能是乳腺癌的潛在靶標(biāo)。

Lei D等［37］的最新研究中發(fā)現(xiàn)生姜可通過抑制氧化磷酸化途徑來發(fā)揮抗乳腺癌的作用。實(shí)驗(yàn)采用同位素相對標(biāo)記與絕對定量技術(shù)來確定生姜精油（GEO）和雙酚A（BPA）聯(lián)合處理對MCF-7蛋白質(zhì)組學(xué)譜的影響。與對照組相比，GEO-BPA，BPA和GEO處理組顯示了34、481和220個(gè)差異表達(dá)的蛋白質(zhì)。通過GO注釋和KEGG途徑分析，確定了GEO-BPA治療過程中的具體調(diào)控機(jī)制和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。GO功能注釋顯示與對照組相比，GEOBPA治療組總共表達(dá)了34種差異蛋白。KEGG指出，氧化磷酸化可能是GEO-BPA抑制MCF-7乳腺癌細(xì)胞的重要途徑之一。分析顯示GEO-BPA治療組中有10種差異表達(dá)的蛋白質(zhì)可調(diào)節(jié)氧化磷酸化途徑，其中七個(gè)與氧化磷酸化有關(guān)的差異表達(dá)蛋白（即COX2，NDUFA8，NDUFS4，ND2，SDHB，SDHC，SOD2）顯著減少。這些差異表達(dá)的蛋白質(zhì)可能是GEO-BPA對MCF-7細(xì)胞起到抑制作用的關(guān)鍵。GEO-BPA可能通過氧化磷酸化途徑起作用，降低SDHB和SDHC的表達(dá)，影響三羧酸循環(huán)，同時(shí)降低SOD的表達(dá)，發(fā)生氧化應(yīng)激，發(fā)揮抗乳腺癌作用。生姜基于能量代謝途徑的研究為其抗乳腺癌作用機(jī)制研究提供了新的思路與方法。

3 結(jié)語

綜上所述，生姜是一種歷史悠久、資源豐富的防病治病的藥物，具有較高的的社會價(jià)值與經(jīng)濟(jì)效益。近年來，生姜抗乳腺癌的作用日益受到研究人員的青睞，研究發(fā)現(xiàn)生姜及其活性化合物通過調(diào)節(jié)基因活性在殺死乳腺癌細(xì)胞中發(fā)揮關(guān)鍵作用。生姜除了在誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤轉(zhuǎn)移等常見抗腫瘤作用機(jī)制上發(fā)揮抗乳腺癌作用外，在能量代謝途徑上，生姜能通過抑制氧化磷酸化途徑而發(fā)揮抗乳腺癌作用，此項(xiàng)研究提供了新的思路與方法。需要從氧化磷酸化的途徑出發(fā)，對生姜抗乳腺癌作用進(jìn)行更加深入的研究。在對生姜抗乳腺癌機(jī)制的總結(jié)與歸納中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前生姜抗乳腺癌作用機(jī)制的研究多集中于體外實(shí)驗(yàn)，臨床試驗(yàn)的研究仍然不足，需要進(jìn)一步的研究，明確生姜及其活性化合物在乳腺癌治療中的確切作用機(jī)理和安全劑量，為生姜的開發(fā)利用以及臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。