大理大學基礎醫(yī)學院/云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點實驗室,云南 大理 671000
植物多糖抗腫瘤作用機制研究進展
褚珊珊左紹遠*
大理大學基礎醫(yī)學院/云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點實驗室,云南 大理 671000
惡性腫瘤是嚴重威脅人類健康的疾病,因此,抗腫瘤藥物的研發(fā)歷來為人們所重視。研究表明,不同來源的植物多糖具有抗腫瘤活性,且毒副作用小,是潛在的新型抗腫瘤藥物資源,其抗腫瘤作用機制是目前該領域研究的重點。筆者就近年來多糖抗腫瘤作用的機制研究進展進行綜述,以期為多糖抗腫瘤作用的深入研究與臨床應用提供參考。
植物多糖;惡性腫瘤;抗腫瘤;作用機制
目前,惡性腫瘤的治療主要采用手術(shù)、化療、放療等為主的綜合治療手段。但這些治療方法缺乏特異性,對機體會造成較大的不良反應。因此,尋求一種高效、安全、毒副作用小的抗腫瘤藥物成為科學研究的重要課題之一。研究發(fā)現(xiàn),植物多糖具有較強的抗腫瘤活性,其對許多腫瘤細胞均有較好的抑制作用,且對正常細胞幾乎沒有毒副作用,成為一種潛在的新型抗腫瘤藥物資源,而明確多糖的抗腫瘤作用機制是研究開發(fā)多糖類抗腫瘤藥物的研究重點。筆者就近年來多糖抗腫瘤作用的機制研究進展綜述如下。
多糖可干擾腫瘤細胞的細胞周期而抑制腫瘤細胞生長。時曉龍等[1]發(fā)現(xiàn),鮑魚菇多糖(PAP)組分PAP-3 可使乳腺癌細胞MCF-7的G0/G1、M/G2期的比例下降,S期比例升高,將其阻滯在S期,從而抑制了MCF-7的細胞增殖。有研究表明[2],紅花多糖通過誘導人肝癌SMMC-7721細胞活性氧(ROS),使其停滯于G2/M期。紅花多糖還可通過下調(diào)細胞周期蛋白B1和cdc25B的表達水平誘導肺癌細胞在G2/ M期期停滯生長[3]。腫瘤發(fā)生與質(zhì)膜性質(zhì)有密切的關(guān)系。鐵筷子多糖與半枝蓮多糖能改變S180肉瘤小鼠的腫瘤細胞與紅細胞的質(zhì)膜的膽固醇、磷脂及不飽和脂肪酸的比例,而抑制瘤細胞的增殖[4-5]。
抑制腫瘤的血管生成可以抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。張曉春等[6]應用雞胚尿囊膜(CAM)血管生成模型,觀察到靈芝多糖可明顯抑制雞胚尿囊膜的血管生成。王雅楠等[7]發(fā)現(xiàn),夏枯草硫酸多糖可抑制肝癌細胞HepG2的bFGF、VEGF和IL-8的分泌,抑制率達43.6%。惡性腫瘤的發(fā)生與機體抗氧化能力關(guān)系密切。有研究表明,半夏多糖、蓮子水溶性多糖能顯著提高荷瘤小鼠的抗氧化能力,提示其抑制腫瘤細胞生長可能與其增強體內(nèi)抗氧化能力有關(guān)[8-9]。
腫瘤的發(fā)生與細胞的增殖與凋亡失衡關(guān)系密切。刑會軍等[10]發(fā)現(xiàn),靈芝多糖在體內(nèi)可提高Bax表達,抑制Bcl-2表達,誘導腫瘤細胞凋亡。云芝多糖[11]可通過下調(diào)Bcl-2和Fas基因誘導細胞凋亡,抑制腫瘤細胞的增殖。靈芝多糖可通過顯著提高Capase和P53的水平,誘導人類白血病THP-1細胞向巨噬細胞分化,從而阻止腫瘤細胞的生長和增殖[12]。zhou等[13]也證實黃芪多糖可通過調(diào)節(jié)Bax/Bcl-2比值和Caspases表達來協(xié)同順鉑誘導鼻咽癌細胞的凋亡。細胞信號轉(zhuǎn)導途徑的異常可影響腫瘤的生長。劉影等[14]發(fā)現(xiàn)松乳菇多糖可通過抑制人喉癌Hep-2細胞中的MAPK信號轉(zhuǎn)導通路和PBK-AKT信號轉(zhuǎn)導通路,促進細胞凋亡,抑制Hep-2細胞的增殖。而紅花多糖可通過降低P13k、Akt和P-Akt的表達水平來抑制P13k/Akt通路,誘導人非小細胞肺癌細胞的凋亡[3]。
多糖通過影響機體免疫功能是其抗腫瘤作用的主要機制之一。野生蟬花多糖作用于荷瘤小鼠,能明顯提高小鼠脾臟、胸腺指數(shù),促進免疫器官的免疫功能[15]。盧玉振等[16]發(fā)現(xiàn)靈芝多糖可顯著提高荷瘤小鼠血清中IL-2、TNF-α的水平,促進NK細胞的活性及淋巴細胞增值率,從而提高機體免疫功能而間接抗腫瘤。Shi等[17]發(fā)現(xiàn)紅花多糖對小鼠S180肉瘤及小鼠肺癌LA795細胞有明顯的抑制作用,且能明顯提高荷瘤小鼠NK、CTL細胞的活性。戴藝等[18]研究表明,松針多糖(LPS)能增強正常及LPS激活狀態(tài)下小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬能力,并能促進TNF-α、IL-1β及NO的釋放。單鐵英等[19]發(fā)現(xiàn)枸杞多糖能刺激肝癌細胞全抗原致敏的未成熟DC的成熟,成熟的DC較之未成熟的DC攝取抗原的能力下降,高表達MHC20、CD86、CD83,而陰性對照組無陽性信號。Lin等[20]報道了靈芝多糖能誘導人類DCs的顯著激活和成熟,并能促進Th1在BALB/c小鼠中的免疫應答。王柳萍等[21]研究表明,牛大力多糖能增強ConA誘導的小鼠T淋巴細胞的增殖作用,并促進T淋巴細胞釋放IL-6和TNF-α,從而增強免疫功能。Wang等[22]發(fā)現(xiàn),靈芝破壁孢子多糖促進荷瘤小鼠脾臟淋巴細胞增殖,增強NK、巨噬細胞活性,增加小鼠脾細胞中CD4+或CD8+亞群的百分率。紅豆杉多糖可通過提高INF-γ及IL-2的表達,進而促進CD4、CD8T淋巴細胞的增殖,改善免疫低下小鼠的免疫功能[23]。李學波等[24]報道香菇多糖可激活老年中晚期消化道惡性腫瘤患者體內(nèi)的補體系統(tǒng),提高患者體內(nèi)的C3水平,調(diào)節(jié)其免疫功能。
植物多糖被視為一類高效低毒的新型抗腫瘤藥物,對其研究由細胞水平向分子水平逐漸深入。我國植物資源十分豐富,植物多糖種類繁多,這為植物多糖的開發(fā)和利用提供了良好的基礎。但不同來源的多糖在結(jié)構(gòu)、功能和作用機制上存在著相當大的差異,其在人體內(nèi)的代謝過程及其相應的抗腫瘤作用機理仍未完全闡明,限制了其在臨床上的實際應用。因此,在這些方面仍需要深入研究與探索,為尋找出高效、低毒副作用的多糖類抗腫瘤藥物提供基礎。
[1]時曉龍.鮑魚菇多糖的分離純化及抗腫瘤機制研究[D].陜西:陜西師范大學,2014.
[2] 孫陽,張琪琪,石學魁,等.紅花多糖誘導SMMC-7721細胞增殖阻滯的實驗研究[J].中國免疫學雜志,2013,29(12):1269-1271.
[3] Li J Y, Yu J, Du X S, et al. Safflower polysaccharide induces NSCLC cell apoptosis by inhibition of the Akt pathway[J]. Oncology Reports, 2016, 36(1):147.
[4] 劉維英,潘興武,劉昕.鐵筷子多糖對腹水型S180細胞膜成分及增殖能力的影響[J].中藥藥理與臨床,2004,20(6):13-14.
[5] 張晶, 趙偉杰, 李曉芳,等. 半枝蓮粗多糖對S(180)荷瘤小鼠紅細胞膜脂類成分的影響[J]. 中國現(xiàn)代應用藥學, 2015,32(8):935-939.
[6] 張曉春,陳贛玲,馬兵,等.靈芝多糖抑制雞胚尿囊膜模型中的血管生成及細胞黏附[J].基礎醫(yī)學與臨床,2005,25(9):825-828.
[7] 王雅楠,曹蕊,朱聰,等.夏枯草硫酸多糖對肝癌血管生成的作用及機制研究[J].中國腫瘤臨床,2014,41(12):758-761.
[8] 張彩群,計建軍,王長江.半夏多糖體內(nèi)抗腫瘤作用與機制研究[J].海峽藥學,2016,28(7):22-24.
[9] Zheng Y, Wang Q, Zhuang W, et al. Cytotoxic, Antitumor and Immunomodulatory Effects of the Water-Soluble Polysaccharides from Lotus (Nelumbo nucifera Gaertn.) Seeds[J]. Molecules, 2016, 21(11):1465.
[10]邢會軍, 侯雷, 孫勇,等.靈芝多糖對小鼠胃腫瘤活性的體內(nèi)外抑制作用[J].中國實驗方劑學雜志, 2017,23(13):116-120.
[11] 魏士杰, 陳文強.云芝多糖對小鼠黑色素瘤B16細胞體外增殖和凋亡的影響及其機制[J]. 中國藥房, 2016, 27(31):4363-4366.
[12] Hsu J W, Huang H C, Chen S T, et al. Ganoderma lucidum Polysaccharides Induce Macrophage-Like Differentiation in Human Leukemia THP-1 Cells via Caspase and p53 Activation[J]. Evidence-Based Complementray and Alternative Medicine,2011(2011):358717.
[13] Zhou Z, Meng M, Ni H. Chemosensitizing Effect of Astragalus Polysaccharides on Nasopharyngeal Carcinoma Cells by Inducing Apoptosis and Modulating Expression of Bax/Bcl-2 Ratio and Caspases:[J]. Medical Science Monitor International Medical Journal of Experimental & Clinical Research, 2017(23):462-469.
[14] 劉影, 丁祥, 劉露,等.松乳菇多糖對人喉癌Hep-2細胞腫瘤相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2017, 38(6):174-178.
[15] 謝飛, 李偉, 陳美珍,等.野生蟬花多糖抗腫瘤活性及其作用機制[J].食品科學, 2016, 37(13):209-213.
[16] 盧玉振, 李祥, 周磊.靈芝多糖的抑瘤作用及對小鼠免疫系統(tǒng)影響的實驗研究[J]. 河北醫(yī)學, 2016, 22(2):190-192.
[17] Shi X, Ruan D, Wang Y, et al. Anti-tumor activity of safflower polysaccharide (SPS) and effect on cytotoxicity of CTL cells, NK cells of T739 lung cancer in mice[J]. China journal of Chinese materia medica, 2010, 35(2):215-218.
[18] 戴藝, 徐明生, 上官新晨,等. 松針多糖對小鼠腹腔巨噬細胞免疫調(diào)節(jié)作用的研究[J]. 動物營養(yǎng)學報, 2017,29(2):670-677.
[19] 單鐵英, 宋永紅, 李梅杰,等. 枸杞多糖增強人樹突狀細胞抗腫瘤的機制[J].腫瘤防治研究, 2010, 37(1):20-22.
[20] Lin YL, Lee SS, Hou SM, et al. Polysaccharide purified from Ganoderma lucidum induces gene expression changes in human dendritic cells and promotes T helper 1 immune response in BALB/c mice[J]. Molecular pharmacology, 2006,70(2): 637-644.
[21] 王柳萍, 沈茂杰, 楊斌,等. 牛大力多糖對小鼠脾細胞增殖及分泌細胞因子的影響[J]. 醫(yī)藥導報, 2017, 36(5):480-483.
[22] Wang P Y, Zhu X L, Lin Z B. Antitumor and Immunomodulatory Effects of Polysaccharides from Broken-Spore of Ganoderma lucidum[J]. Frontiers in Pharmacology, 2012(3):135.
[23] 李露露, 朱慧民, 蔡遠榛,等. 紅豆杉多糖對免疫低下小鼠血清IL-2、IFN-γ的影響[J].中華全科醫(yī)學, 2016, 14(12):2020-2022.
[24] 李學波, 孫瑤, 李乃坤,等. 香菇多糖對老年中晚期消化道惡性腫瘤患者C3、CD3、CD4及CD4/CD8比值的影響[J].中國老年學, 2017, 37(12):2964-2965.
國家自然科學基金資助項目(31460231),云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點實驗室項目(2014-10)。
褚珊珊(1991-),女,漢族,碩士研究生在讀,研究方向為多糖的分離純化與生物學活性研究。E-mail:492126127@qq.com
左紹遠(1960-),男,阿昌族,碩士研究生,教授,研究方向為復合多糖研究。E-mail:dalisyz@163.com
R282.71
A
1007-8517(2017)24-0045-02
2017-11-07 編輯:程鵬飛)