李 謠，廖 霞，肖星凝，張小利，盧可可，吳素蕊，明 建,3,*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院， 重慶 400715；2.中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所，云南 昆明 650223；3.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶 400715）

基于蛋白質(zhì)組學(xué)的植物多酚抗腫瘤作用機(jī)制研究進(jìn)展

李 謠1，廖 霞1，肖星凝1，張小利1，盧可可1，吳素蕊2，明 建1,3,*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院， 重慶 400715；2.中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所，云南 昆明 650223；3.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶 400715）

蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）作為一種大規(guī)模研究細(xì)胞蛋白質(zhì)功能的重要技術(shù)和研究方法，廣泛應(yīng)用在揭示腫瘤發(fā)病分子機(jī) 制、尋找生物標(biāo)志物、篩選治療新藥物等方面。植物多酚作為一種天然活性物質(zhì)，已經(jīng)證實(shí)具有抗腫瘤潛力。本文對(duì)蛋白質(zhì)組學(xué)及運(yùn)用蛋白質(zhì) 組學(xué)技術(shù)和研究方法探討植物多酚抗腫瘤作用機(jī)制進(jìn)行了綜述，以期為植物多酚保健食品、藥品的開發(fā)提供一定的科學(xué)依據(jù)。

植物多酚；蛋白質(zhì)組學(xué)；抗腫瘤；分子機(jī)制

蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）是對(duì)某一生物或細(xì)胞在特定生理或病理狀態(tài)下表達(dá)的所有蛋白質(zhì)的特征、數(shù)量和功能進(jìn)行系統(tǒng)性的研究的學(xué)科，能提供全面的細(xì)胞動(dòng)力學(xué)過程的信息，具有動(dòng)態(tài)性、時(shí)間性、空間性和特異性，能在細(xì)胞和生命的整體水平上闡明生命現(xiàn)象的本質(zhì)和活動(dòng)規(guī)律。研究人員通過分析蛋白質(zhì)間相互作用和蛋白質(zhì)的功能，找到某些“疾病特異性的蛋白質(zhì)分子”。這些蛋白質(zhì)分子可成為新藥物設(shè)計(jì)的分子靶點(diǎn)，或者為疾病的早期診斷提供分子標(biāo)志。蛋白質(zhì)組學(xué)的研究是生命科學(xué)進(jìn)入后基因時(shí)代的特征[1]。因此，蛋白質(zhì)組學(xué)及其相關(guān)技術(shù)在腫瘤標(biāo)志物的篩選、預(yù)后信息的提供以及治療靶點(diǎn)的確定等腫瘤學(xué)研究中具有重要意義和應(yīng)用前景。

研究發(fā)現(xiàn)，植物多酚具有抗氧化、抗腫瘤、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等多種生理活性[2]，可以通過抑制腫瘤細(xì)胞增殖[3]、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和分化[4]、調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞周期和酶的活性[5]、影響腫瘤細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)[6]等多種途徑預(yù)防和治療癌癥。本文綜述了蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在腫瘤研究中的運(yùn)用，從蛋白質(zhì)層面探討植物多酚抗腫瘤作用機(jī)制，以期為植物多酚抗腫瘤活性研究提供新思路，為開發(fā)植物多酚保健食品或藥品提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 蛋白質(zhì)組學(xué)概述

1994年，Wilkins首先提出蛋白組（proteome）的概念，隨即產(chǎn)生了一門新興學(xué)科——蛋白質(zhì)組學(xué)。蛋白質(zhì)組學(xué)是從系統(tǒng)生物學(xué)的角度研究蛋白質(zhì)的各種性質(zhì)，包括序列、表達(dá)水平、修飾狀態(tài)、亞細(xì)胞分布、活性結(jié)構(gòu)以及蛋白質(zhì)之間的相互作用，從而揭示基因的功能，最終解釋遺傳和環(huán)境是如何通過相互作用控制細(xì)胞的功能[7]。蛋白質(zhì)組學(xué)的研究內(nèi)容主要包括三個(gè)方面：蛋白質(zhì)鑒定、轉(zhuǎn)錄后修飾、蛋白質(zhì)功能確定[8]。

蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的基本步驟包括樣品蛋白質(zhì)標(biāo)本制備、分離純化、分析鑒定和肽質(zhì)量指紋譜或純蛋白質(zhì)裂解離子譜圖數(shù)據(jù)庫的檢索[9]。腫瘤樣品制備方法有激光捕獲微解剖（laser capture microdissection，LCM）、流式細(xì)胞術(shù)（flow cytometry，F(xiàn)CM）；蛋白質(zhì)分離技術(shù)有二維凝膠電泳技術(shù)（two-dimensional gel electrophoresis，2-DE）、相差凝膠電泳技術(shù)（fluorescence diffe rence gel electrophoresis，DIGE）、高效液相色譜技術(shù)（high performance liquid chromatography，HPLC）；蛋白質(zhì)分析鑒定技術(shù)有質(zhì)譜技術(shù)（mass spectrometry，MS）、同位素親和標(biāo)記技術(shù)（isotope-coded affinity tag technology，ICAT）、蛋白質(zhì)芯片技術(shù)等，其中質(zhì)譜技術(shù)有電噴霧質(zhì)譜（electrospray ionization mass spectrometry，ESI-MS）、基質(zhì)輔助激光解吸-電離飛行時(shí)間質(zhì)譜（matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry，MALD I-TOF/MS）及表面增強(qiáng)激光解吸離子化-飛行時(shí)間質(zhì)譜（surface-enhanced laser desorption/ ionization time of flight mass spectrometry，SELDI-TOF/MS）等。

隨著蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)的快速發(fā)展，蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在食品行業(yè)也得到了廣泛的應(yīng)用，包括：食品過敏原和毒素的檢測(cè)和鑒定、食品微生物安全評(píng)估與檢測(cè)、食品品質(zhì)形成機(jī)制、食品質(zhì)量與安全控制、食品營養(yǎng)與疾病、乳酸菌應(yīng)激反應(yīng)機(jī)制等。蛋白質(zhì)組學(xué)的出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)了食品工業(yè)的發(fā)展，為食品加工過程的優(yōu)化與控制、食品質(zhì)量與可追溯性、食品安全與營養(yǎng)評(píng)估領(lǐng)域提供了巨大的發(fā)展機(jī)會(huì)[10]。

2 蛋白質(zhì)組學(xué)與腫瘤研究

癌變是環(huán)境因素和遺傳因素引起基因突變?cè)斐傻?，雖已發(fā)現(xiàn)越來越多與腫瘤相關(guān)的癌基因和抑癌基因，但基因編碼的蛋白質(zhì)才是細(xì)胞生命活動(dòng)的實(shí)際執(zhí)行者[11-12]。一個(gè)正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘?xì)胞，更顯著的變化發(fā)生在蛋白質(zhì)上，其中包括蛋白水平表達(dá)的改變、不同蛋白質(zhì)翻譯后的修飾及其在特定活動(dòng)中的轉(zhuǎn)移和定位。所以，與DNA或mRNA相比，蛋白質(zhì)能更準(zhǔn)確反映出疾病的病理變化[13-14]。在腫瘤形成和轉(zhuǎn)移過程中，蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)是研究蛋白質(zhì)變化、探索腫瘤發(fā)生機(jī)制最恰當(dāng)?shù)墓ぞ摺?/p>

目前，蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在腫瘤研究中主要是通過對(duì)腫瘤組織、細(xì)胞和生物體液中的蛋白質(zhì)的分析、鑒定，探究它們與腫瘤發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移相關(guān)的跡象，揭示腫瘤信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以及尋找腫瘤診斷、治療和預(yù)后的生物標(biāo)志物[15]。例如利用2-DE和MALDI-TOF/MS對(duì)膀胱癌患者的尿蛋白進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)載脂蛋白AⅠ在膀胱癌患者尿液中的表達(dá)增加。再通過Western blotting和酶聯(lián)免疫吸附法進(jìn)一步證實(shí)載脂蛋白AⅠ可作為診斷膀胱癌的生物標(biāo)志物，其敏感性和特異性分別為89.2%和84.6%[16]。

在植物多酚抗腫瘤機(jī)制的研究中，運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)的方法，比較植物多酚處理前后的癌細(xì)胞在蛋白質(zhì)表達(dá)量、表達(dá)水平以及修飾狀態(tài)上的差異，尋找特異性蛋白，對(duì)這些蛋白在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中所發(fā)揮的作用進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以此來揭示植物多酚對(duì)癌細(xì)胞的作用機(jī)制。

3 基于蛋白質(zhì)組學(xué)的植物多酚抗腫瘤作用機(jī)制

大量研究證實(shí)植物多酚具有抗腫瘤活性，其抗腫瘤作用機(jī)制包括調(diào)節(jié)腫瘤信號(hào)傳導(dǎo)途徑、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制蛋白酶體和細(xì)胞增殖、影響血管生成、調(diào)控細(xì)胞周期等，這些活性的產(chǎn)生與癌細(xì)胞體內(nèi)蛋白的差異表達(dá)有著密切關(guān)系[17-18]。近年來，隨著蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的興起，從蛋白質(zhì)的角度闡明一些植物多酚（如白藜蘆醇、姜黃素、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、槲皮素、染料木黃酮）的抗腫瘤作用機(jī)制逐漸成為研究熱點(diǎn)。

3.1 白藜蘆醇（resveratrol）

白藜蘆醇是一種天然多酚化合物，具有多種生理功能。對(duì)乳腺癌、大腸癌、肝癌、 胰腺癌、前列腺癌等多種癌癥具有預(yù)防作用，可以通過調(diào)控相關(guān)蛋白表達(dá)而誘導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡[19]。Ménoret等[20]研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇能調(diào)節(jié)結(jié)腸癌細(xì)胞HCT116的細(xì)胞周期。經(jīng)十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfatepolyacrylamide gelelectrophoresis，SDS-PAGE）、熒光染色、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（liquid chromatographytandem mass spectrometry，LC-MS/MS）分析的相關(guān)差異表達(dá)蛋白，有肌動(dòng)蛋白、Hsp60、PDIA3、RPL19、組蛋白H2B、TCP1b。Díaz-Chávez等[21]通過等電聚焦電泳（isoelectric focusing electrophoresis，IFE）、SDSPAGE、ESI-MS/MS分析發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇能調(diào)控與乳腺癌細(xì)胞MCF-7生長凋亡相關(guān)的HSP27蛋白的表達(dá)。Choi等[22]研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇能抑制肝癌細(xì)胞SK-HEP-1增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并引起DNA單鏈斷裂。2-DE和MS分析顯示與癌癥相關(guān)的Rab37蛋白上調(diào)；5 個(gè)蛋白（膜聯(lián)蛋白A8、胸苷激酶、乳腺絲抑蛋白、過氧化物酶-2和鳥嘌呤核苷酸-結(jié)合蛋白）下調(diào)。隨著白藜蘆醇濃度的增加，肝癌細(xì)胞HepG2中Bcl-2蛋白表達(dá)逐漸降低，Bax蛋白表達(dá)逐漸增加[23]。羅佩誼等[24]通過細(xì)胞培養(yǎng)穩(wěn)定同位素標(biāo)記技術(shù)（stable isotope labeling with amino acids in cell culture，SILAC）定量蛋白質(zhì)組學(xué)標(biāo)記和強(qiáng)陽離子交換液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（strong cation exchange liquid chromatography with tandem mass spectrometry，SCX-LC-MS/MS）鑒定發(fā)現(xiàn)皮膚鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞有11 個(gè)受白藜蘆醇調(diào)控的差異蛋白質(zhì)，其中BAG1、PDCD11、BCLAF1、HSPA9、YWHAZ這5 個(gè)與細(xì)胞凋亡相關(guān)的蛋白質(zhì)受白藜蘆醇調(diào)控。何順華等[25]研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及蛋白質(zhì)折疊可能參與了白藜蘆醇誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡機(jī)制，通過2-DE和MS分析，找到13 個(gè)差異表達(dá)蛋白點(diǎn)，這些蛋白質(zhì)大部分與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及蛋白質(zhì)折疊相關(guān)。

3.2 姜黃素（curcumin）

研究證明，姜黃素能抑制腫瘤細(xì)胞生長和繁殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，阻滯細(xì)胞周期。但是由于姜黃素的生物利用率還比較低，至今尚未用于臨床癌癥治療[26-27]。

Fang等[28]通過SDS-PAGE和MALDI-TOF/MS分析發(fā)現(xiàn)姜黃素處理乳腺癌細(xì)胞MCF-7后，有12 個(gè)蛋白質(zhì)發(fā)生差異表達(dá)。Cai等[29]通過2-DE和MALDI-TOF/TOF分析發(fā)現(xiàn)姜黃素處理肝癌細(xì)胞BGC-823后有75 個(gè)蛋白質(zhì)差異表達(dá)。Zhu Dajian等[30]用蛋白質(zhì)組學(xué)方法研究姜黃素與伊立替康（CPT-11）抗腫瘤的協(xié)同作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了54 個(gè)差異表達(dá)蛋白點(diǎn)，它們主要參與了結(jié)腸癌細(xì)胞LOVO內(nèi)鈣離子通路，細(xì)胞呼吸鏈途徑和氧化還原途徑，誘導(dǎo)LOVO細(xì)胞凋亡。

Liu Hao等[31]應(yīng)用2-DE和MALDI-TOF-MS/MS研究了姜黃素衍生物T63誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞A549的細(xì)胞周期阻滯機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)T63主要是通過誘導(dǎo)活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生，抑制蛋白酶體、HSPs、14-3-3s等蛋白的表達(dá)，使肺癌細(xì)胞A549凋亡、阻滯細(xì)胞周期。其作用機(jī)制如圖1所示。當(dāng)T63處理細(xì)胞A549后，細(xì)胞內(nèi)快速產(chǎn)生ROS，誘導(dǎo)與線粒體相關(guān)的細(xì)胞凋亡，抑制蛋白酶體和14-3-3s蛋白，上調(diào)p53和FOXO3a轉(zhuǎn)錄因子，隨后激活或抑制多個(gè)目標(biāo)蛋白，如誘導(dǎo)凋亡的Bim和Bcl-2蛋白，阻滯細(xì)胞周期的p27，p21和cyclin D1蛋白。T63可以通過抑制蛋白酶體的活性，增加核基因抑制蛋白（inhibitor of NF-κB，IκB）的蛋白質(zhì)表達(dá)水平，然后抑制核因子-κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）核易位和轉(zhuǎn)錄活性，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。同時(shí)，T63可以上調(diào)PP2A蛋白，它能抑制蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）的磷酸化，從而激活BAD和FOXO3a，促進(jìn)細(xì)胞色素c釋放，與apaf1和Caspase形成絡(luò)合物，激活Caspase-3，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。此外，p53蛋白表達(dá)上調(diào)也可能與蛋白酶體的抑制相關(guān)，蛋白酶體的抑制，有助于p21/cip1和p27/kip1的積累，p21/cip1和p27/kip1通過PCNA與cyclin D1結(jié)合，使其失活，導(dǎo)致細(xì)胞周期停留在G0/G1期，隨后發(fā)生凋亡。

圖1 T63誘導(dǎo)人肺癌細(xì)胞A549的細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞凋亡作用機(jī)制[31]Fig.1 Mechanisms of T63-inducd cell cycle arrest and apoptosis in human lung cancer A549 cells[31]

3.3 EGCG

EGCG是茶多酚中含量最高、抗氧化活性最強(qiáng)的一種植物多酚。研究證明，EGCG能夠抑制腫瘤血管生成、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞周期，還與一些抗腫瘤藥物存在協(xié)同作用[32]。

EGCG可以通過自氧化作用與蛋白質(zhì)中的半胱氨酸殘基結(jié)合，隨后調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)功能。如EGCG通過P68蛋白酶體降解阻止β-鏈蛋白致癌信號(hào)以抑制胃癌細(xì)胞AZ521的增殖[33]。Zhang Yuanjuan等[34]通過2-DE和MALDI-TOF/MS技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)EGCG能誘導(dǎo)HCCLM6細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)移，其抗轉(zhuǎn)移效應(yīng)與基質(zhì)金屬蛋白MMP-2和MMP-9的抑制相關(guān)，且細(xì)胞中與轉(zhuǎn)移相關(guān)的蛋白質(zhì)（FUBP1、HSPB1、CH60、NPM）表達(dá)水平發(fā)生顯著變化。Liu Zhonghua等[35]應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究EGCG對(duì)游離脂肪酸（free fatty acid，F(xiàn)FA）誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞HepG2脂質(zhì)聚集的抑制機(jī)制。通過2-DE和MALDI-TOF/MS分析，找到了18 個(gè)差異表達(dá)蛋白點(diǎn)，這些蛋白質(zhì)參與了脂質(zhì)代謝、糖代謝、抗氧化、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、DNA修復(fù)、mRNA加工等多種生理活動(dòng)，表明EGCG可能通過誘導(dǎo)ROS產(chǎn)生，使磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶（adenine monophosphate activated protein kinase，AMPK）激活，以抑制FFA誘導(dǎo)的HepG2細(xì)胞脂質(zhì)聚集。

Chen Niangu等[36]對(duì)EGCG誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞TSGH-8301凋亡的分子機(jī)制進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)AKT和HSP27對(duì)TSGH-8301細(xì)胞的凋亡途徑具有調(diào)制作用。EGCG處理TSGH-8301細(xì)胞后，HSP27蛋白表達(dá)上調(diào)，誘導(dǎo)細(xì)胞色素c、apaf1、Caspase-9釋放，激活Caspase-3，使角蛋白（keratin）降解，顯著促進(jìn)細(xì)胞凋亡。HSP27還可以改變p-AKT的活性，抑制Bcl-xl/Bcl-2相關(guān)死亡啟動(dòng)因子（Bcl-xl/Bcl-2-associated death promoter，BAD）磷酸化，同時(shí)BAD和Bax蛋白表達(dá)上調(diào)，Bcl-2、Porin和Prohibitin蛋白表達(dá)下調(diào)，使線粒體膜電位（ΔΨm）被破壞，細(xì)胞色素c、細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)因子（apoptosis inducing factor，AIF）和Caspase-9得到釋放，如圖2所示。

圖2 EGCG誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞TSGH-8301凋亡的分子機(jī)制[36]Fig.2 Mechanisms of EGCG-induced apoptosis of human urinary bladder carcinoma TSGH-8301 cells[36]

3.4 槲皮素（quercetin）

槲皮素是一種多羥基黃酮類化合物，對(duì)乳腺癌、卵巢癌、胃癌、結(jié)腸癌、白血病等多種惡性腫瘤具有預(yù)防和治療作用，它能調(diào)控細(xì)胞周期，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，是磷脂酰肌醇激酶3（phosphatidyl inositol kinase 3，PIK3）、NF-κB以及參與細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的激酶的直接抑制劑[37]。

Kim等[38]研究槲皮素誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29凋亡機(jī)制發(fā)現(xiàn)，槲皮素對(duì)HT-29細(xì)胞生長的抑制存在劑量依賴性，對(duì)ErbB2和ErbB3、Akt、Bcl-2表達(dá)下調(diào)，Bax保持不變，活化型Caspase-3和ADP-核糖聚合酶 表達(dá)上調(diào)。Mouat等[39]用20 ?mol/L槲皮素對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞SW480進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)4 個(gè)差異蛋白表達(dá)點(diǎn)，MS鑒定出其中3 個(gè)，1 個(gè)蛋白表達(dá)上調(diào)，3 個(gè)蛋白表達(dá)下調(diào)。

Zhou Jin等[40]通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究分析發(fā)現(xiàn)槲皮素處理后，肝癌細(xì)胞HepG2的70 個(gè)差異蛋白表達(dá)點(diǎn)，其中14 個(gè)蛋白表達(dá)上調(diào)，56 個(gè)蛋白表達(dá)下調(diào)，這些蛋白質(zhì)的功能包括傳遞信號(hào)、構(gòu)成細(xì)胞骨架、參與蛋白質(zhì)合成和細(xì)胞代謝等。其中，ras的GTP酶激活蛋白（IQGAP1）和β微管蛋白表達(dá)顯著下調(diào)，這兩個(gè)蛋白與細(xì)胞的遷移能力相關(guān)，表明槲皮素可能通過IQGAP1和β微管蛋白表達(dá)的變化和它們與其他蛋白質(zhì)的相互作用來抑制HepG2細(xì)胞的增殖和遷移。

李明等[41]研究發(fā)現(xiàn)HSP70、HSP27、HSP90經(jīng)槲皮素結(jié)合熱處理后在MCF-7細(xì)胞內(nèi)的基因表達(dá)量和蛋白質(zhì)免疫印跡法中測(cè)得的表達(dá)量迅速升高，熱處理前槲皮素可以抑制HSP70、HSP27的表達(dá)，延遲HSP90的升高及下降。

3.5 染料木黃酮（genistein）

染料木黃酮是苷元形式的大豆異黃酮，是大豆異黃酮中的一種主要活性組分。研究證明，染料木黃酮能夠阻止活性氧的產(chǎn)生和清除活性氧，復(fù)活腫瘤抑制基因，抑制細(xì)胞周期循環(huán)，抑制腫瘤血管的生成和轉(zhuǎn)移，細(xì)胞中的Caspase、Bcl-2蛋白、Bax蛋白、KIF20A、ERK1/2、NF-κB，絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase， MAPK）、NF-κB、IκB、Wnt/β-catenin、PI3K/Akt等多種蛋白參與抑制作用[42]，對(duì)人體多種惡性腫瘤疾病，如乳腺癌、卵巢癌、白血病、前列腺癌、淋巴癌等具有預(yù)防和治療作用。

染料木黃酮能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞在細(xì)胞周期的G2/M期停止。為了確定染料木黃酮阻滯腫瘤細(xì)胞有絲分裂相關(guān)的調(diào)節(jié)蛋白，Yan Guangrong等[43]通過SILAC定量蛋白質(zhì)組學(xué)對(duì)染料木黃酮處理前后的胃癌細(xì)胞SGC-7901蛋白圖譜進(jìn)行比較分析，總共有86 個(gè)蛋白質(zhì)受染料木黃酮調(diào)控，其中大部分聚集在細(xì)胞分裂和G2/M期。驅(qū)動(dòng)蛋白（KIF11、KIF20A、KIF22、KIF23、CENPF）、TPX2、CDCA8、CIT最先受到調(diào)節(jié)。其中KIF20A蛋白表達(dá)的下調(diào)，能抑制腫瘤細(xì)胞活性，同時(shí)也增加腫瘤細(xì)胞敏感性，可作為胃癌藥物干預(yù)的潛在分子靶點(diǎn)。

染料木黃酮通過p53依賴性信號(hào)通路對(duì)腫瘤細(xì)胞具有促凋亡作用，經(jīng)染料木黃酮處理的人體非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞A549和宮頸癌細(xì)胞HeLa，其p53蛋白表達(dá)上調(diào)。Zhu Jianwu等[44]通過檢測(cè)APE1與p53蛋白之間的相互作用，研究染料木黃酮的促凋亡機(jī)制，結(jié)果表明，APE1通過氧化還原依賴途徑促進(jìn)p53蛋白的降解。

Zhang Daohai等[45]通過2-DE和MALDI-TOF/TOF MS/MS對(duì)染料木黃酮處理后的白血病細(xì)胞HlL-60進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)14 個(gè)差異表達(dá)蛋白點(diǎn)，這些蛋白質(zhì)的功能包括參與代謝、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、RNA加工、細(xì)胞增殖和運(yùn)動(dòng)以及分子伴侶。其中HSP70、hnRNP H1表達(dá)上調(diào)，Rab14、核蛋白C和Stathmin-1表達(dá)下調(diào)。

3.6 其他

除上述植物多酚外，其他植物多酚（如棉酚、芹菜素、厚樸酚等）也具有不同程度的抗腫瘤活性，通過蛋白質(zhì)組學(xué)方法對(duì)其抗腫瘤作用機(jī)制進(jìn)行探討。

Xu Renhua等[46]通過SDS-PAGE和LC-MS/MS技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)棉酚（gossypol）處理后的骨髓瘤細(xì)胞有202 個(gè)蛋白表達(dá)上調(diào)，383 個(gè)蛋白表達(dá)下調(diào)。其中，凋亡調(diào)節(jié)蛋白BAK和Bax表達(dá)上調(diào)，使Bcl-2相關(guān)凋亡通路被激活；此外，HLAⅠ類和Ⅱ類組織相容性抗原和β-2-微球蛋白表達(dá)上調(diào)，表明棉酚具有激活細(xì)胞免疫應(yīng)答的功能。

Li Chunhua等[47]通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)對(duì)芹菜素（apigenin）處理后的SW480細(xì)胞分析發(fā)現(xiàn)，芹菜素是通過上調(diào)線粒體中Transgelin蛋白的表達(dá)發(fā)揮其抗增殖的作用。同時(shí)，Tsolmon等[48]發(fā)現(xiàn)芹菜素能誘導(dǎo)白血病細(xì)胞K562向紅系細(xì)胞分化。蛋白組學(xué)數(shù)據(jù)顯示，一些與調(diào)控細(xì)胞周期、蛋白質(zhì)合成、核輸入信號(hào)和輸出信號(hào)相關(guān)的蛋白質(zhì)表達(dá)下調(diào)，其誘導(dǎo)癌細(xì)胞分化活性可能是由于對(duì)ran蛋白的調(diào)節(jié)，改變了細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中GTP的分布，從而影響信號(hào)分子如GATA-1的核運(yùn)輸和定位。

Ling等[49]通過SILAC-MS對(duì)厚樸酚（honokiol）處理宮頸癌細(xì)胞Hela引起的差異蛋白質(zhì)組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)8 個(gè)蛋白表達(dá)上調(diào)，77 個(gè)蛋白表達(dá)下調(diào)。Liang Shufang等[50]發(fā)現(xiàn)厚樸酚能夠通過下調(diào)IQGAP1及其上游蛋白質(zhì)Cdc42/ Rac1的蛋白表達(dá)來抑制肝癌細(xì)胞HepG2細(xì)胞遷移能力。

4 結(jié) 語

傳統(tǒng)人工合成的抗腫瘤化療藥物、生物制劑在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)對(duì)機(jī)體正常細(xì)胞，特別是增殖旺盛的細(xì)胞也具有損傷作用，而植物多酚作為一種天然產(chǎn)物，具有安全、有效、毒副作用小的特點(diǎn)，是治療腫瘤的理想藥物。

蛋白質(zhì)組學(xué)作為一種疾病研究技術(shù)，為植物多酚抗腫瘤機(jī)制的探討提供了新途徑，通過對(duì)植物多酚處理前后癌細(xì)胞的蛋白表達(dá)進(jìn)行對(duì)比，鑒定出差異表達(dá)蛋白，闡明多酚處理引起癌細(xì)胞變化的復(fù)雜過程及其分子作用機(jī)制。但是，目前的研究還處于初級(jí)階段，存在許多問題。首先，由于蛋白質(zhì)組學(xué)本身技術(shù)的局限，并不能鑒定出腫瘤細(xì)胞中差異表達(dá)的每一個(gè)蛋白質(zhì)，對(duì)于一些難溶蛋白、低豐度蛋白、極端酸性和堿性蛋白、膜蛋白以及分子量極大或者極小的蛋白質(zhì)的分離和鑒定存在很大困難，容易出現(xiàn)重復(fù)性差、漏檢、誤檢等問題，因此需要在后期發(fā)展中有所改進(jìn)和創(chuàng)新，并聯(lián)合應(yīng)用多種方法以實(shí)現(xiàn)在線分析和鑒定蛋白組的高分辨率、高通量和全自動(dòng)化[9]。且關(guān)于植物多酚抗腫瘤機(jī)制的研究，大多數(shù)還停留在尋找差異表達(dá)的蛋白質(zhì)階段，對(duì)一些復(fù)雜的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化過程、一些信號(hào)通路上的蛋白質(zhì)之間的相互作用等并沒有完整的反映出來，雖然能找到一些作用于腫瘤細(xì)胞的靶向性標(biāo)志物，但對(duì)植物多酚具體、清晰、完整的作用機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)只能反映出細(xì)胞中與蛋白質(zhì)相關(guān)的變化，而蛋白質(zhì)對(duì)細(xì)胞的作用并不是獨(dú)立的，僅僅用蛋白質(zhì)的變化來解釋植物多酚的作用機(jī)制也是不全面的，所以，在后期研究中，應(yīng)該將蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)與其他組學(xué)技術(shù)（基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)、營養(yǎng)組學(xué)）相結(jié)合，全面對(duì)植物多酚抗腫瘤作用機(jī)制進(jìn)行探討。

[1] KAHN P. From genome to proteome: looking at a cell’s proteins[J]. Science, 1995, 270: 369-370.

[2] LI A N, LI S, ZHANG Y J, et al. Resources and biological activities of natural polyphenols[J]. Nutrients, 2014, 6(12): 6020-6047. DOI:10.3390/nu6126020.

[3] CHIMENTO A, SALA M, GOMEZ-MONTERREY I M, et al. Biological activity of 3-chloro-azetidin-2-one derivatives having interesting antiproliferative activity on human breast cancer cell lines[J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2013, 23(23): 6401-6405. DOI:10.1016/j.bmcl.2013.09.054.

[4] STAGOS D, AMOUTZIAS G D, MATAKOS A, et al. Chemoprevention of liver cancer by plant polyphenols[J]. Food and Chemical Toxicology, 2012, 50(6): 2155-2170. DOI:10.1016/ j.fct.2012.04.002.

[5] GROH I A M, CHEN C, LüSKE C, et al. Plant polyphenols and oxidative metabolites of the herbal alkenyl-benzene methyleugenol suppress histone deacetylase activity in human colon carcinoma cells[J]. Journal of Nutrition and Metabolism, 2013, 2013: 1-10. DOI:10.1155/2013/821082.

[6] KWON S J, KIM M I, KU B, et al. Unnatural polyketide analogues selectively target the HER signaling pathway in human breast cancer cells[J]. Chembiochem, 2010, 11(4): 573-580. DOI:10.1002/ cbic.200900674.

[7] 馮憲超, 徐幸蓮, 周光宏. 蛋白質(zhì)組學(xué)在肉品學(xué)中的應(yīng)用[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(5): 277-281. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6630.2009.05.064.

[8] PANDEY A, MANN M. Proteomics to study genes and genomes[J]. Nature, 2000, 405: 837-846. DOI:10.1038 /35015709.

[9] 何慶華, 吳永寧, 印遇龍. 蛋白組學(xué)技術(shù)及其在營養(yǎng)學(xué)研究中的應(yīng)用[J]. 食品科學(xué), 2008, 29(4): 439-442. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6630.2008.04.099.

[10] PEDRESCHI R, HERTOG M, LILEY K S, et al. Proteomics for the food industry: opportunities and challenges[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2010, 50(7): 680-692. DOI:10.1080/10408390903044 214.

[11] ZHOU Z, HAO Y, LIU N, et al. TAZ is a novel oncogene in non-small cell lung cancer[J]. Oncogene, 2011, 30(18): 2181-2186. DOI:10.1038/ onc.2010.606.

[12] MURAKAMI H, MIZUNO T, TANIGUCHI T, et al. LATS2 is a tumor suppressor gene of malignant mesothelioma[J]. Cancer Research, 2011, 71(3): 873-883. DOI:10.1158/0008-5472.CAN-10-2164.

[13] HUIJBERS A, VELSTRA B, DEKKER T J A, et al. Proteomic serum biomarkers and their potential application in cancer screening programs[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2010, 11(11): 4175- 4193. DOI:10.3390/ijms11114175.

[14] KO?EVAR N, HUDLER P, KOMEL R. The progress of proteomic approaches in searching for cancer biomarkers[J]. New Biotechnology, 2013, 30(3): 319-326. DOI:10.1016/j.nbt.2012.11.011.

[15] HANASH S, TAGUCHI A. The grand challenge to decipher the cancer proteome[J]. Nature Reviews Cancer, 2010, 10(9): 652-660. DOI:10.1038/nrc2918.

[16] LI C Y, LI H J, ZHANG T, et al. Discovery of Apo-A1 as a potential bladder cancer biomarker by urine proteomics and analysis[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2014, 446(4): 1047-1052. DOI:10.1016/j.bbrc.2014.03.053.

[17] KORKINA L G, DE L C, KOSTYUK V A, et al. Plant polyphenols and tumors: from mechanisms to therapies, prevention, and protection against toxicity of anti-cancer treatments[J]. Current Medicinal Chemistry, 2009, 16(30): 3943-3965. DOI:10.2174/092986709789352312.

[18] 魯玉妙, 馬惠玲. 植物多酚SCI文獻(xiàn)計(jì)量及生物活性研究熱點(diǎn)分析[J].食品科學(xué), 2013, 34(23): 375-383. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201323074.

[19] CARTER L G, D’ORAZIO J A, PEARSON K J. Resveratrol and cancer: focus on in vivo evidence[J]. Endocrine -related Cancer, 2014, 21(3): 209-225. DOI:10.1530/ERC-13-0171.

[20] MéNORET A, DREW D A, MIYAMOTO S, et al. Differential proteomics identifies PDIA3 as a novel chemoprevention target in human colon cancer cells[J]. Molecular Carcinogenesis, 2014, 53(1): 11-22. DOI:10.1002 /mc.21986.

[21] D?AZ-CH?VEZ J, FONSECA-S?NCHEZ M A, ARECHAGAOCAMPO E, et al. Proteomic profiling reveals that resveratrol inhibits HSP27 expression and sensitizes breast cancer cells to doxorubicin therapy[J]. PLoS ONE, 2013, 8(5): 1-12. DOI:10.1371/journal. pone.0064378.

[22] CHOI H Y, CHONG S A, NAM M J. Resveratrol induces apoptosis in human SK-HEP-1 hepatic cancer cells[J]. Cancer Genomics-Proteomics, 2009, 6(5): 263-268.

[23] 顧生玖, 李美波, 朱開梅. 虎杖中白藜蘆醇誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞HepG2凋亡及其對(duì)Bcl-2和Bax蛋白表達(dá)的影響[J]. 中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志, 2014, 20(15): 168-172. DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.2014150168.

[24] 羅佩誼, 陳謹(jǐn)萍, 李海翩. 白藜蘆醇誘導(dǎo)人皮膚鱗狀細(xì)胞癌凋亡的蛋白質(zhì)組學(xué)研究[J]. 中外醫(yī)療, 2012, 30(34): 29-30. DOI:10.3969/ j.issn.1674-0742.2011.34.016.

[25] 何順華, 祁婷婷, 張青, 等. 白藜蘆醇誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡的磷酸化蛋白質(zhì)組研究[J]. 國際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志, 2013, 34(11): 1348-1350. DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2013.11.002.

[26] SALEM M, ROHANI S, GILLIES E R. Curcumin, a promising anticancer therapeutic: a review of its chemical properties, bioactivity and approaches to cancer cell delivery[J]. RSC Advances, 2014, 4(21): 10815-10829. DOI:10.1039/C3RA46396F.

[27] PRAAD S, GUPTA S C, TYAGI A K, et al. Curcumin, a component of golden spice: From bedside to bench and back[J]. Biotechnology Advances, 2014, 32(6): 1053-1064. DOI:10.1016/ j.biotechadv.2014.04.004.

[28] FANG H Y, CHEN S B, GUO D J, et al. Proteomic identification of differentially expressed proteins in curcumin-treated MCF-7 cells[J]. Phytomedicine, 2011, 18(8): 697-703. DOI:10.1016/ j.phymed.2010.11.012.

[29] CAI X Z, HUANG W Y, QIAO Y, et al. Inhibitory effects of curcumin on gastric cancer cells: a proteomic study of molecular targets[J]. Phytomedicine, 2013, 20(6): 495-505. DOI:10.1016/ j.phymed.2012.12.007.

[30] ZHU D J, CHEN X W, WANG J Z, et al. Proteomic analysis identifies proteins associated with curcumin-enhancing efficacy of irinotecaninduced apoptosis of colorectal cancer LOVO cell[J]. International Journal of Clinical and Experimental Pathology, 2013, 7(1): 1-15.

[31] LIU H, LIU Y Z, ZHANG F, et al. Identification of potential pathways involved in the induction of cell cycle arrest and apoptosis by a new 4-arylidene curcumin analogue T63 in lung cancer cells: a comparative proteomic analys is[J]. Molecular Biosystems, 2014, 10(6): 1320-1331. DOI:10.1039/C3MB70553F.

[32] LECUMBERRI E, DUPERTUIS Y M, MIRALBELL R, et al. Green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate (EGCG) as adjuvant in cancer therapy[J]. Clinical Nutrition, 2013, 32(6): 894-903. DOI:10.1016/j.clnu.2013. 03.008 .

[33] TANAKA T, ISHII T, MIZUNO D, et al. (－)-Epigallocatechin-3-gallate suppresses growth of AZ521 human gastric cancer cells by targeting the DEAD-box RNA helicase p68[J]. Free Radical Biology and Medicine, 2011, 50(10): 1324-1335. DOI:10.1016/ j.freeradbiomed.2011.01.024.

[34] ZHANG Y J, OWUSU L, DUAN W, et al. Anti-metastatic and differential effects on protein expression of epigallocatechin-3-gallate in HCCLM6 hepatocellular carcinoma cells[J]. International Jo urnal of Molecular Medicine, 2013, 32(4): 959-964. DOI:10.3892/ ijmm.2013.1446.

[35] LIU Z H, LI Q, HUANG J A, et al. Proteomic analysis of the inhibitory effect of epigallocatechin gallate on lipid accumulation in human HepG2 cells[J]. Proteome Science, 2013, 11(1): 32-43. DOI:10.1186/1477-5956-11-32.

[36] CHEN N G, LU C C, LIN Y H, et al. Proteomic approaches to study epigallocatechin gallate-provoked apoptosis of TSGH-8301 human urinary bladder carcinoma cells: roles of AKT and heat shock protein 27-modulated intrinsic apoptotic pathways[J]. Oncology Reports, 2011, 26(4): 939-947. DOI:10.3892/ or.2011.1377.

[37] CHIRUMBOLO S. Quercetin in cancer prevention and therapy[J]. Integrative Cancer Therapies, 2012: 12(2): 97-102. DOI:10.1177/1534735412448215.

[38] KIM W K, BANG M H, KIM E S, et al. Quercetin decreases the expression of ErbB2 and ErbB3 proteins in HT-29 human colon cancer cells[J]. The Journal of Nutritional Biochemistry, 2005, 16(3): 155-162. DOI:10.1016/j.jnutbio.2004.10.010.

[39] MOUAT M F, KOLLI K, ORLANDO R, et al. The effects of quercetin on SW480 human colon carcinoma cells: a proteomic study[J]. Nutrition Journal, 2005, 4(1): 11-18. DOI:10.1186/1475-2891-4-11.

[40] ZHOU J, LIANG S F, FANG L, et al. Quantitative proteomic analysis of HepG2 cells treated with quercetin suggests IQGAP1 involved in quercetin-induced regulation of cell proliferation and migration[J]. OMICS A Journal of Integrative Biology, 2009, 13(2): 93-103. DOI:10.1089/omi.2008.0075.

[41] 李明, 馬建新, 王忠明, 等. 槲皮素對(duì)乳腺癌MCF-7細(xì)胞熱休克蛋白表達(dá)的影響[J]. 中華腫瘤防治雜志, 2012, 18(17): 1342-1344. DOI:10.16073/j.cnki.cjcpt.2011.17.006.

[42] SPAGNUOLO C, RUSSO G L, ORHAN I E, et al. Genistein and cancer: current status, challenges, and future directions[J]. Advances in Nutrition: An International Review Journal, 2015, 6(4): 408-419. DOI:10. 3945/an.114.008052.

[43] YAN G R, ZOU F Y, DANG B L, et al. Genistein-induced mitotic arrest of gastric cancer cells by downregulating KIF20A, a proteomics study[J]. Proteomics, 2012, 12(14): 2391-2399. DOI:10.1002/ pmic.2011 00652.

[44] ZHU J W, ZHANG C, QING Y, et al. Genistein induces apoptosis by stabi lizing intracellular p53 protein through an APE1-mediated pathway[J]. Free Radical Biology and Medicine, 2015, 86: 209-218. DOI:10.1016/j.freeradbiomed.2015.05.030.

[45] ZHANG D H, TAI Y C, WONG C H S, et al. Molecular response of leukemia HL-6 0 cells to genistein treatment, a proteomics study[J]. Leukemia Research, 2007, 31(1): 75-82. DOI:10.1016/ j.leukres.2006.02.026.

[46] XU R H, TIAN E B, TANG H P, et al. Proteomic analysis of gossypol induc es necrosis in multiple myeloma cells[J]. Biomedicine Research International, 2014: 1-9. DOI:10.1155/2014/839232.

[47] CHUNHUA L, DONGLAN L, XIUQIONG F, et al. Apigenin upregulates transgelin and inhibits invasion and migration of colorectal cancer through decreased phosphorylation of AKT[J]. The Journal of Nutritional Biochemistry, 2013, 24(10): 1766-1775. DOI:10.1016/ j.jnutbio.2013.03.006.

[48] TSOLMON S, NAKAZAKI E, HAN J, et al. Apigetrin induces erythroid differe ntiation of human leukemia cells K562: proteomics approach[J]. Molecular Nutrition & Food Research, 2011, 55(1): 93-102. DOI:10.1002/mnfr.201000650.

[49] LING B, LIANG S F, XU Y H, et al. Differential proteomic analysis of H ela cells treated with Honokiol using a quantitative proteomic strategy[J]. Amino Acids, 2008, 35(1): 115-122. DOI:10.1007/s00726-007-0615-z.

[50] LIANG S F, FU A, ZHUANG Q, et al. Honokiol inhibits HepG2 migration vi a down-regulation of IQGAP1 expression discovered by a quantitative pharmaceutical proteomic analysis[J]. Proteomics, 2010, 10(7): 1474-1483. DOI:10.1002/pmic.200900649.

Progress in Research on the Antitumor Mechanisms of Plant Polyphenols Based on Proteomics

LI Yao1, LIAO Xia1, XIAO Xingning1, ZHANG Xiaoli1, LU Keke1, WU Surui2, MING Jian1,3,* (1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China;
2. Kunming Edible Fungi Institute, All China Federation of Supply and Marketing Cooporatives, Kunming 650223, China; 3. Chongqing Engineering Research Center of Regional Food, Chongqing 400715, China)

Proteomics, an important method for the large-scale study of cellular proteins, has been widely used for exploring the molecular mechanisms of cancer, searching for biomarkers, and screening for new anticancer drugs. The antitumor potential of plant polyphenols, as natural active substances, has been confirmed. This paper provides an overview of proteomics and reviews recent progress in proteomic studies of the antitumor mechanisms of plant polyphenols, aiming to provide a scientific basis for the application of plant polyphenols in health food and drugs.

plant polyphenols; proteomics; antitumor; molecular mechanism

10.7506/spkx1002-6630-201603041

Q964.8；R151.2

A

1002-6630（2016）03-0235-06

李謠, 廖霞, 肖星凝, 等. 基于蛋白質(zhì)組學(xué)的植物多酚抗腫瘤作用機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(3): 235-240. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201603041. http://www.spkx.net.cn

LI Yao, LIAO Xia, XIAO Xingning, et al. Progress in research on the antitumor mechanisms of plant polyphenols based on proteomics[J]. Food Science, 2016, 37(3): 235-240. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201603041. http://www.spkx.net.cn

2015-07-10

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31471576）；“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2013BAD16B01）

李謠（1992—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称坊瘜W(xué)與營養(yǎng)學(xué)。E-mail：liyao427@163.com

*通信作者：明建（1972—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称坊瘜W(xué)與營養(yǎng)學(xué)。E-mail：mingjian1972@163.com