馬新博 綜述,宮汝飛 審校
(廣西科技大學醫(yī)學院,廣西柳州 545005)
紅花(Safflower)又稱草紅花、紅藍花[1],為雙子葉植物、菊科紅花的干燥管狀花。紅花性溫,味辛,具活血通經、散瘀止痛之功效,其為藥用始載于宋代的藥籍《本草圖經》[2]。紅花在我國的25個省市(自治區(qū))均有分布,其中新疆、河南、四川和浙江等地為紅花的主要產區(qū)[3]?,F代藥理學研究顯示,紅花中主要含有紅花多糖(Safflower polysaccharide)、紅花黃色素(Safflor yellow)、紅花苷(Carthamin)、黃酮類(Flavone)、有機酸(Organic acid)、紅花紅色素(Carthamin)等成分[4-9]。實驗表明紅花的主要有效成分紅花多糖具有抗凝血、抗氧化、降血壓、抗癌、免疫調節(jié)等多種藥理活性[10],而且具有資源豐富,藥理毒性低,易于工業(yè)化生產、制備等優(yōu)點[11],因此學界對紅花多糖的研究越來越深入。本文主要對紅花多糖的提取工藝及抑癌藥理作用研究進展進行綜述。
實驗研究顯示紅花多糖具有良好的抗腫瘤作用,目前主要采用水提醇沉法從紅花藥材中提取并用紫外分光光度法測定其含量[12]。張曉莉等[13]采用水提醇沉法制取紅花粗多糖,并通過凍融除雜、sevage法清除蛋白質、雙氧水脫色,再經無水乙醇、丙酮、無水乙醚脫脂純化,得精制多糖;多糖質量分數為96.05%,實驗結果顯示此方法靈敏度高且簡便可靠。徐永良等[14]研究紅花多糖提取純化工藝,通過對不同的液料比、提取時間及提取次數等實驗,及對粗多糖純化的研究,確立提取因素條件為:提取時間是1 h,液料比是30∶1,提取4次,采用Sevage、無水乙醇、丙酮、乙醚純化,紅花粗多糖得率是6.5%,純化后的多糖得率為4.7%,測定提取粗多糖中多糖含量為70.315%,純化后多糖的含量為76.05%。王艷艷等[15]用乙醇提取紅花多糖時,應用正交實驗,經考察得,紅花粗多糖提取最佳工藝條件是:提取時間每次為1.5 h,料液比為 1∶20,提取溫度為 80 ℃,提取3次,在該工藝條件下紅花粗多糖得率為 10.19%。
近年來樹脂吸附法與超聲波法也廣泛用于各類植物的多糖類物質提取純化,從而提高多糖成分的提取濃度。鄒義芳等[16]研究發(fā)現應用HPD-100大孔吸附樹脂對紅花多糖的脫色率和保留率較為理想,其最佳提取工藝條件是:溫度為40 ℃,pH值為4,多糖濃度為5 mg/mL,流速為1 mL/min,洗脫劑采用pH4的蒸餾水。在該條件下色素的吸附率可達86.71%,多糖保留率為72.10%。楊炫露等[17]采用超聲波法提取紅花多糖,經過工藝驗證,確定超聲波法提取紅花多糖的最佳因素是:料液比1∶25,溫度65 ℃,功率80%,時間55 min,粗多糖提取率是:20.35%,經考察超聲波法的提取率明顯高于傳統(tǒng)的水提醇沉法。
實驗研究顯示紅花多糖具有抗凝血、抗氧化、抗癌、免疫調節(jié)等多種藥理作用[18],尤其是紅花多糖的抑癌作用得到越來越多的關注和研究。
2.1紅花多糖對荷瘤鼠的抑瘤作用機制 何素芳等[19]研究發(fā)現紅花多糖對H22荷瘤小鼠有一定的抑瘤作用,紅花多糖能明顯提高H22荷瘤小鼠胸腺和脾臟指數以增強機體免疫功能,且紅花多糖可以下調荷瘤鼠機體內VEGF、Ki67表達水平,說明紅花多糖具有調節(jié)腫瘤細胞相關因子的分泌,增強機體抗腫瘤作用,且紅花多糖抗腫瘤作用呈現量效關系。石學魁等[20]實驗結果顯示紅花多糖對小鼠S180肉瘤的抑制作用明顯,40 mg/kg的紅花多糖抑瘤率為51.33%(P<0.01);紅花多糖對小鼠LA795肺癌也有抑制作用,紅花多糖能使小鼠腫瘤體積明顯減小,且能明顯提高荷瘤小鼠脾臟CTL細胞、NK細胞的免疫殺傷活性。梁穎[21]研究發(fā)現紅花多糖能明顯抑制S180荷瘤鼠腫瘤生長(P<0.05)、降低荷瘤鼠血清白細胞介素10(IL-10)、提高荷瘤鼠血清IL-12及腫瘤壞死因子-α等,通過正向調節(jié)荷瘤鼠細胞免疫應答水平起到抑制腫瘤生長的作用。以上實驗說明紅花多糖對多種荷瘤鼠腫瘤生長均有抑制作用,該作用可能是通過正向調節(jié)腫瘤細胞相關因子的分泌、促進細胞免疫應答功能從而起到抗腫瘤作用。
2.2紅花多糖對人肝癌的抑制作用機制 梁穎等[22]通過MTT法及Annexin-V/PI雙染流式細胞儀檢測發(fā)現,紅花多糖具有抑制人肝癌SMMC-7721細胞生長的作用,并可誘導人肝癌SMMC-7721細胞凋亡,且該作用具有明顯的時間依賴性和劑量依賴性。張曉莉等[23]研究發(fā)現紅花多糖對體外培養(yǎng)的人肝癌SMMC-7721細胞具有明顯抑制增殖作用,且紅花多糖作用后人肝癌細胞內Bcl-2蛋白和mRNA表達水平均降低,Bax蛋白和mRNA的表達水平均升高;而且Bcl-2/Bax比值隨紅花多糖作用時間的延長呈顯著降低變化。說明紅花多糖能通過調節(jié)Bax、Bcl-2基因的表達,從而對人肝癌SMMC-7721細胞起到抑制與誘導凋亡作用。
2.3紅花多糖對人乳腺癌的抑制作用機制 陶冀[24]通過吖啶橙染色、MTT比色等方法發(fā)現紅花多糖對體外培養(yǎng)的人乳腺癌MCF-7細胞具有明顯的抑制作用(P<0.05),且該作用在一定濃度范圍內隨著藥物濃度的升高、時間的延長而作用增強。通過實時熒光定量PCR測得,紅花多糖作用于乳腺癌細胞MCF-7細胞后,可上調nm23-H1 mRNA的表達,下調MMP-9 mRNA的表達,且具有一定濃度依賴性;通過Western blot法測得,紅花多糖作用后,MCF-7細胞的MMP-9蛋白表達水平逐漸降低,而nm23-H1蛋白表達水平逐漸升高。說明紅花多糖可能是在mRNA與蛋白質水平下調細胞內MMP-9的表達,上調nm23-H1的表達從而起到抑制人乳腺癌作用。
2.4紅花多糖對人胃癌的抑制作用機制 馬新博等[25]通過顯微鏡觀察、吖啶橙核染色等檢測發(fā)現紅花多糖能夠明顯抑制體外培養(yǎng)的人胃癌SGC-7901細胞的增殖,并且可誘導人胃癌SGC-7901細胞凋亡,該作用呈一定的時間與劑量依賴。有學者實驗結果證明紅花多糖對體外培養(yǎng)的人胃癌SGC-7901細胞具有明顯抑制增殖作用[26],且紅花多糖作用后人胃癌細胞內Bcl-2 mRNA轉錄與蛋白表達水平均降低,Bax mRNA轉錄與蛋白的表達水平均升高;而且Bcl-2 /Bax比值隨紅花多糖作用時間的延長呈顯著降低變化。說明紅花多糖能通過調節(jié)Bax、Bcl-2 mRNA轉錄與蛋白表達從而對人胃癌SGC-7901細胞起到增殖抑制與誘導凋亡作用。
2.5紅花多糖的免疫調節(jié)作用機制 有實驗證明紅花多糖有刺激溶血空斑(PFC)的作用,且能顯著對抗可的松抑制溶血空斑,該促進作用隨劑量增加而明顯加強,說明紅花多糖對免疫功能具有正向調節(jié)作用。石學魁等[27]研究發(fā)現紅花多糖可促進人外周血單個核細胞增殖,同時能促進單核細胞IFN-γ、IL-2的分泌量,具有抗腫瘤免疫調節(jié)作用。林小琪等[28]研究發(fā)現紅花等中藥中的多糖類成分能通過“IFN-IL-NKC”網絡,誘導生成干擾素;通過調節(jié)細胞因子網絡、T細胞網絡、機體內分泌-免疫網絡,從而增強機體的免疫功能。因此,紅花多糖可作為免疫調節(jié)劑而用于免疫相關疾病治療。
2.6紅花多糖的抗氧化、抗凝血等作用 周劍等[29]研究證明紅花多糖有對4 5-腺苷二磷酸二鈉鹽(ADP)誘導的血小板聚集有明顯的抑制作用,其作用強度隨著紅花劑量的增加而增強,48 mg/mL的紅花多糖對血小板聚集抑制率達到48.95%,說明紅花多糖具有明顯的抗凝血作用。有學者研究發(fā)現紅花中多糖、黃色素等成分對實驗動物有降壓和抑制心臟的作用,同時可清除輕自由基并具有抑制實驗鼠肝勻漿脂質過氧化作用。
綜上所述,紅花多糖資源豐富、價格相對低廉、毒性低,且其抗癌與免疫調節(jié)藥理作用明顯。但是細胞癌變是一個受多種理化因素和機體內外環(huán)境作用的極其復雜的過程,其中關鍵的因素是組織細胞內各種癌與抑癌基因表達變化的影響作用,目前研究顯示紅花多糖的主要抗癌作用也是通過調節(jié)細胞內一系列癌相關基因與機體組織內各種免疫物質相互作用的結果。目前,關于紅花多糖抗癌作用機制的實驗研究,由于受到藥物分離純化技術、動物荷瘤模型、腫瘤細胞培養(yǎng)技術等因素的限制,還存在一定局限性。首先,紅花多糖類化合物成分較復雜,很難確定其主要有效成分及進行單體提純;其次,實驗研究中使用的癌細胞株,都是體外培養(yǎng)或者是體外試驗,這與機體內細胞癌變的發(fā)生、發(fā)展環(huán)境差距較大。所以學界應進一步提純紅花多糖或是分離其各種單體,研究其在不同環(huán)境及各種濃度下的抗癌作用機制,為紅花多糖臨床抗癌治療提供實驗和理論依據。
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