(北京市理化分析測(cè)試中心，北京 100089)

毛蘭素是一種低分子量天然化合物，從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，屬聯(lián)芐類化合物，化學(xué)名為2-甲氧基-5- [2-(3，4，5-三甲氧基-苯基)-乙基]-苯酚(圖1)，分子量為318.36[1]。主要分離自鐵皮石斛和鼓槌石斛，其在產(chǎn)自云南的鐵皮石斛中的含量約為 0.013%[2]。石斛屬植物生長(zhǎng)條件苛刻，由于環(huán)境破壞及人為掠奪性采挖，有些物種已瀕臨滅絕。毛蘭屬等近緣植物?；熳骰蜃魇愃幉牡奶娲?，毛蘭屬植物僅從E. carinata中分離得到毛蘭素[3]。傳統(tǒng)中醫(yī)里，毛蘭素常用作解熱劑和鎮(zhèn)痛劑。目前研究表明毛蘭素具有抗氧化、抗血管生成、抗腫瘤效應(yīng)，可能成為癌癥治療的有效藥物。毛蘭素以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，在新藥開發(fā)方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。本文通過總結(jié)毛蘭素近年來在抗腫瘤效應(yīng)方面的研究進(jìn)展，闡述與抗癌活性相關(guān)的初步分子機(jī)制，但其詳細(xì)調(diào)控機(jī)制尚需深入研究，為今后合理開發(fā)利用我國(guó)特色名貴中藥材資源奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖1 毛蘭素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

1 毛蘭素的抗腫瘤效應(yīng)

基于天然產(chǎn)物的抗腫瘤藥物近年來研究較多?，F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)，石斛屬植物所含化學(xué)成分結(jié)構(gòu)多，藥理作用廣泛，具有抗腫瘤、抗衰老、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、擴(kuò)張血管以及抗血小板凝集等作用，尤因其具有抗腫瘤和增強(qiáng)機(jī)體免疫力作用而備受國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者關(guān)注。毛蘭素作為石斛屬植物中的活性成分，研究表明此類化合物具有抗菌、抗病毒以及抗腫瘤活性，對(duì)于包括肺癌、肝癌、乳腺癌、胃癌、結(jié)腸癌、膀胱癌、黑色素瘤、人早幼粒白血病等多種腫瘤細(xì)胞都具有明顯的抑制效應(yīng)(表1)[4- 6,9- 17]。毛蘭素對(duì)于腫瘤細(xì)胞具有高選擇性，而正常細(xì)胞不受影響。有研究報(bào)道相對(duì)于毛蘭素對(duì)乳腺癌T47D細(xì)胞存活力的抑制作用相比，毛蘭素處理對(duì)正常乳腺上皮MCF10A細(xì)胞活性沒有顯著的抑制作用[5]。在多藥耐藥性方面，毛蘭素和鼓槌素都能增加阿霉素在多藥耐藥性細(xì)胞中的積累，對(duì)抗腫瘤的耐藥性。在前期的分子機(jī)理研究方面，毛蘭素能夠激活死亡受體介導(dǎo)的外部凋亡途經(jīng)和內(nèi)部線粒體途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[7]；通過ROS依賴的JNK/c-jun信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和自噬；調(diào)節(jié)金屬蛋白酶的表達(dá)抑制腫瘤遷移和腫瘤血管生成；抑制人骨肉瘤G2 / M轉(zhuǎn)換而將細(xì)胞周期阻滯于G2 / M期。

表1 毛蘭素對(duì)于不同腫瘤細(xì)胞的抑制效應(yīng)比較

2 毛蘭素的細(xì)胞毒性效應(yīng)

毛蘭素在體內(nèi)和體外具有抑制多種癌癥的治療潛力。對(duì)急性早幼粒細(xì)胞白血病HL-60細(xì)胞的增殖具有有效的抑制活性，與細(xì)胞凋亡和由毛蘭素誘導(dǎo)的bcl-2和bax基因的表達(dá)改變有關(guān)。通過降低Bcl-2表達(dá)和激活caspase信號(hào)，調(diào)節(jié)MPP和TIMP的穩(wěn)態(tài)表達(dá)，誘導(dǎo)乳腺癌T47D細(xì)胞并引起細(xì)胞周期停滯[5]?；钚匝?ROS)作為一種信號(hào)分子，在細(xì)胞凋亡和自噬過程中發(fā)揮重要作用，它作為一種誘導(dǎo)劑和介質(zhì)激活JNK/c-jun信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。毛蘭素通過激活ROS依賴的JNK/c-jun信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑誘導(dǎo)人骨肉瘤細(xì)胞系凋亡和自噬，通過激活外在途徑和內(nèi)在途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[6]。

Caspase酶系作為細(xì)胞凋亡的中樞效應(yīng)器, 在細(xì)胞凋亡的啟動(dòng)及進(jìn)程中發(fā)揮著極為重要的作用。絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)是真核生物信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)中的重要途徑之一, 其中JNK/SAPK 和p38 MAPK 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在炎癥與細(xì)胞凋亡等應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[8]。朱啟彧等實(shí)驗(yàn)表明毛蘭素能顯著激活膀胱癌細(xì)胞的SAPK/JNK信號(hào)通路，引起JNK、c-Jun和Bcl-2的磷酸化, 激活Caspase 級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終觸發(fā)PARP 斷裂從而誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞凋亡[9]。此外，體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)表明，毛蘭素對(duì)于人類髓性白血病K562細(xì)胞[10]、人白血病HL-60細(xì)胞[11]、胃癌、肝癌和結(jié)腸癌[12]等細(xì)胞都具有明顯的抑制效應(yīng)。進(jìn)一步分子機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，毛蘭素對(duì)于白血病細(xì)胞的促凋亡作用是通過下調(diào)Bcl-2，上調(diào)Bax 表達(dá)而實(shí)現(xiàn)的[13]。毛蘭素通過降低胃癌細(xì)胞端粒酶的活性促其凋亡[14]；通過下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-xL和X連鎖凋亡抑制蛋白(XIAP)的蛋白表達(dá)，激活Caspase-9、Caspase-7及PARP活性，誘導(dǎo)SW480結(jié)腸癌細(xì)胞的凋亡[15]；通過抑制Akt激酶活性、下調(diào)Mcl-1表達(dá)以及激活PARP活性，實(shí)現(xiàn)對(duì)人肝癌Huh7 細(xì)胞的增殖起到抑制作用[16]；毛蘭素與 5-Fu的聯(lián)合作用效應(yīng)研究表明毛蘭素與5-Fu聯(lián)用可增強(qiáng) 5-Fu 抗胃癌效果，并使其劑量大幅減少，同時(shí)發(fā)現(xiàn)毛蘭素與 5-Fu均可通過改變凋亡相關(guān)因子 Bax、Bcl-2、Caspase的表達(dá)發(fā)揮抗胃癌作用[17]。

3 毛蘭素抑制血管生成作用

血管新生在腫瘤的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移等過程中發(fā)揮著重要的作用。血管生成是新生血管形成的過程，是腫瘤進(jìn)程的標(biāo)志。隨著對(duì)腫瘤發(fā)展及血管生成認(rèn)識(shí)的逐步加深，針對(duì)腫瘤血管生成的抗癌策略己成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。龔燕晴等研究表明毛蘭素能夠引起乳酸生成減少，葡萄糖的消耗，降低細(xì)胞內(nèi)ATP水平，通過JNK / SAPK途徑抑制內(nèi)皮細(xì)胞代謝[18]。丁玥等研究表明毛蘭素可以明顯下調(diào)小鼠Lewis肺癌細(xì)胞(2LL)中IDO的表達(dá)，抑制了IDO的酶活性，顯著抑制IDO誘導(dǎo)的2LL細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。毛蘭素可能是通過阻斷JAK2/STAT3的磷酸化，下調(diào)其下游靶基因MMP-2和MMP-9的表達(dá)，并減少IDO介導(dǎo)的炎癥介質(zhì)COX-2、HIF-1α及IL-6的表達(dá)，從而對(duì)IDO誘導(dǎo)的血管生成產(chǎn)生抑制作用[4]。此外，Zengyang Yu等報(bào)道毛蘭素能夠阻斷視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞中的ERK1 / 2介導(dǎo)的HIF-1α活化而消除HG誘導(dǎo)的VEGF表達(dá)，進(jìn)一步抑制VEGF誘導(dǎo)的VEGFR2及其下游信號(hào)的激活，從而抑制視網(wǎng)膜新血管生成視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞，成為治療糖尿病視網(wǎng)膜病變的潛在手段[19]。

4 毛蘭素對(duì)腫瘤細(xì)胞周期的影響

腫瘤的惡性增生從生物學(xué)角度看，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是腫瘤細(xì)胞的不滅性，即細(xì)胞凋亡障礙；二是細(xì)胞增殖失控，程序發(fā)生紊亂，即增殖超常加快(中藥及其活性成分在抗腫瘤中對(duì)細(xì)胞周期影響的研究進(jìn)展)。細(xì)胞周期是一個(gè)非常復(fù)雜的細(xì)胞調(diào)控過程，這其中涉及到很多蛋白。細(xì)胞完成分裂需要經(jīng)過分裂間期及分裂期，分裂間期主要包括 G1、S、G2/M期，，因此只有順利的合成分裂間期所需各種酶和蛋白質(zhì)等細(xì)胞才能進(jìn)入正常分裂期，若干擾其中任何環(huán)節(jié)都將導(dǎo)致細(xì)胞停止分裂而被阻滯于某一分裂階段，這也是許多抗腫瘤藥物的作用機(jī)理。崔旭琴等研究表明，毛蘭素能顯著抑制結(jié)腸癌SW480細(xì)胞的增殖，并誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯于G2/M期；XIAP(X連鎖凋亡抑制蛋白)參與細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡與增殖的調(diào)控以及血管生成等過程。毛蘭素通過下調(diào)XIAP、Bcl-xL蛋白表達(dá)以及激活Caspase-9、Caspase-7、Caspase-3 和PARP活性來發(fā)揮抗腫瘤作用[15]。蘇鵬等在肝癌細(xì)胞中的研究發(fā)現(xiàn)毛蘭素能誘導(dǎo)人肝癌Huh7 細(xì)胞調(diào)亡并使其細(xì)胞周期阻滯于G2/M 期；抑制Akt激酶活性、下調(diào)Mcl-1 蛋白表達(dá)以及激活PARP活性從而對(duì)Huh7癌細(xì)胞的增殖產(chǎn)生抑制作用[16]。H Wang等研究表明毛蘭素處理的人骨肉瘤細(xì)胞中p21, p27 andphospho-Cdc25c表達(dá)上調(diào)，通過抑制人骨肉瘤細(xì)胞G2 / M轉(zhuǎn)換而將細(xì)胞周期阻滯于G2 / M期[6]。除此之外，毛蘭素也能夠誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞、胃癌細(xì)胞細(xì)胞周期阻滯于G2/M 期，從而影響腫瘤細(xì)胞的增殖[11,17]。

5 毛蘭素抗腫瘤細(xì)胞多藥耐藥性作用

腫瘤細(xì)胞對(duì)多種化療藥物的耐受性是人類癌癥治療中的主要障礙，可能還會(huì)引起治療的失敗。多藥耐藥性(MDR)機(jī)制之一與MDR-1基因產(chǎn)物即P-糖蛋白的過度表達(dá)有關(guān)，抑制P-糖蛋白的化合物,就能夠翻轉(zhuǎn)(reverse)MDR表型，使腫瘤細(xì)胞在較低毒性下對(duì)化療藥物敏感，以達(dá)到治療效果。我國(guó)學(xué)者采用轉(zhuǎn)染人類MDR-1基因，對(duì)長(zhǎng)春花堿及阿霉素具有交叉耐藥性的鼠黑色素瘤細(xì)胞株觀察鼓槌石斛中分得的毛蘭素和鼓槌石斛素體外抗腫瘤多藥耐藥性作用，結(jié)果表明兩個(gè)化合物均能在一定程度上增加阿霉素在多藥耐藥細(xì)胞株中的積累，因此，毛蘭素在多要耐藥性方面具有進(jìn)一步的研究?jī)r(jià)值[20]。

6 毛蘭素在腫瘤治療的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究

石斛具有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能和抗癌作用，臨床上常用于惡性腫瘤的輔助治療。它能改善腫瘤患者的臨床癥狀，減輕放、化療引起的副作用，增強(qiáng)免疫功能，提高生存質(zhì)量，延長(zhǎng)生存時(shí)間。馬國(guó)祥等研究表明毛蘭素對(duì)肝癌小白鼠的抑瘤率效應(yīng)最強(qiáng)，達(dá)到50.82%。樣品組小鼠體重增加比陽(yáng)性對(duì)照組低，脾臟的重量比陽(yáng)性樣品輕，提示有一定的免疫抑制作用。其原因在于抑制小鼠腎臟微粒體的Na+,K+-ATP酶、逆轉(zhuǎn)錄酶及DNA聚合酶作用，使腫瘤細(xì)胞的復(fù)制受阻[21]。龔燕晴等研究結(jié)果表明毛蘭素能夠引起異種移植的人肝癌Bel7402和黑素瘤A375的中度生長(zhǎng)延遲并在4小時(shí)內(nèi)顯著誘導(dǎo)血管停止生長(zhǎng)。體外消除自發(fā)或堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)的雞胚胎新血管形成并抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞增殖[22]。

7 總結(jié)

腫瘤分子靶向藥物因其特異性強(qiáng)、耐受性好等特點(diǎn), 在腫瘤治療中占有越來越重要的地位. 以腫瘤細(xì)胞特異性分子靶點(diǎn)為導(dǎo)向的藥物研發(fā)已經(jīng)成為現(xiàn)代抗腫瘤藥物發(fā)展的主流趨勢(shì)[23]。作為新型分子靶向抗腫瘤藥物先導(dǎo)化合物重要來源之一的我國(guó)傳統(tǒng)中藥應(yīng)予以重要關(guān)注[16]。近年來，毛蘭素被證明對(duì)體外和體內(nèi)的多種腫瘤具有細(xì)胞毒性作用，其對(duì)轉(zhuǎn)化細(xì)胞的細(xì)胞毒性是高選擇性的，與現(xiàn)有藥物相比副作用水平較低。毛蘭素具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和顯著的抗腫瘤效應(yīng)，是一種極有潛力的抗腫瘤分子靶向藥物，但由于目前對(duì)于該藥物抗腫瘤效應(yīng)的分子機(jī)制的研究有限，對(duì)于藥物與凋亡、周期和腫瘤遷移等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的相關(guān)性有待進(jìn)一步探索，該藥物對(duì)于不同腫瘤模型動(dòng)物的藥效及毒性效應(yīng)仍需要深入研究。本文通過總結(jié)毛蘭素近年來在抗腫瘤效應(yīng)方面的研究進(jìn)展，闡述與抗癌活性相關(guān)的初步分子機(jī)制，為今后合理開發(fā)利用我國(guó)特色名貴中藥材資源奠定基礎(chǔ)。

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