韓憲富，黃委委，劉俊鵬，潘盛強(qiáng)，李 寧，2，羅慧英

(1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)臨床學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院康復(fù)骨科，甘肅 蘭州 730020；3.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，甘肅 蘭州 730000)

茄類植物一般含有龍葵素，其是從馬鈴薯等植物代謝產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)的生物堿。不同時(shí)期的馬鈴薯中龍葵素含量差別較大，馬鈴薯貯存不當(dāng)出現(xiàn)皮肉變綠、發(fā)紫或發(fā)芽時(shí)，龍葵素的含量顯著升高，食用可引起中毒。龍葵素(solanine)分為α、β、γ三種，馬鈴薯塊莖中主要是茄堿(α-solanine)和卡茄堿(chaconine)兩大類，龍葵素的分子式為C45H73NO15，結(jié)構(gòu)與人類的甾體激素相似，是一種糖苷生物堿。其具有一定毒性，可以抑制膽堿酯酶的活性引起腦、心肌、肺、肝、腎臟皮質(zhì)水腫及胃腸炎等中毒反應(yīng)。另外，研究發(fā)現(xiàn)龍葵素也可以抑制睪丸細(xì)胞增殖、損害卵母細(xì)胞的成熟和質(zhì)量，影響后續(xù)胚胎發(fā)育，引起胚胎質(zhì)量下降[1]。龍葵素有毒，主要取決于其濃度，當(dāng)馬鈴薯中該生物堿含量為0.1～0.15 mg·g-1FW時(shí)，食用可有苦感；含量>0.2 mg·g-1FW時(shí)，可導(dǎo)致中毒；人體若攝入量≥3 mg·kg-1體質(zhì)量時(shí)可引起死亡[2]，但在其安全濃度范圍內(nèi)亦對(duì)人體健康有益。近年研究發(fā)現(xiàn)龍葵素的抗癌、抗炎、消腫、抗肺動(dòng)脈高壓等藥用價(jià)值突出，筆者對(duì)龍葵素醫(yī)藥應(yīng)用相關(guān)研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，為其科學(xué)開發(fā)及利用提供理論依據(jù)和應(yīng)用基礎(chǔ)。

1 藥用價(jià)值

1.1 抗癌作用近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明，龍葵素具有抗癌作用。研究發(fā)現(xiàn)龍葵素可抑制白血病、前列腺癌、肝癌、食管癌、胰腺癌、肺癌、子宮內(nèi)膜癌、黑色素瘤、腸癌、乳腺癌等癌細(xì)胞的增殖，說(shuō)明龍葵素可能是將來(lái)潛在抗癌治療的有效劑。下文將總結(jié)歸納其抗癌活性的研究結(jié)果，探討其治療癌癥的潛在前景。

Zheng等[3]通過(guò)觀察龍葵素對(duì)正常人NCI-H526和人白血病AML-193細(xì)胞株的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)龍葵素可引起AML-193細(xì)胞核形態(tài)改變，呈劑量依賴性促進(jìn)AML-193細(xì)胞凋亡，使B-細(xì)胞淋巴瘤2(b-cell lymphoma-2，Bcl-2)表達(dá)下調(diào)，Bcl-2相關(guān)X蛋白(bcl-2-associated X protein，Bax)表達(dá)上調(diào)；與正常NCI-H526細(xì)胞相比，microRNA(miR)-16在白血病AML-193細(xì)胞中明顯下降，龍葵素可通過(guò)靶向調(diào)控miR-16/Bcl-2軸抑制人白血病細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。Yi等[4]研究發(fā)現(xiàn)，龍葵素對(duì)人淋巴細(xì)胞白血病Jurkat細(xì)胞呈劑量-時(shí)間依賴的方式抑制細(xì)胞增殖，以劑量依賴的方式誘導(dǎo)Jurkat細(xì)胞凋亡，同時(shí)，可調(diào)控Bcl-2和Bax的mRNA水平，可增強(qiáng)Jurkat細(xì)胞對(duì)阿霉素的敏感性;還可通過(guò)下調(diào)多藥耐藥相關(guān)蛋白1(multidrug resistance protein 1，MRP1)表達(dá)減輕人粒細(xì)胞白血病K562/ADM細(xì)胞的阿霉素耐藥并抑制癌細(xì)胞增殖。綜上，龍葵素的抗白血病作用與抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、增加阿霉素細(xì)胞毒性相關(guān)，可能是一種抗人白血病的新型治療劑。

Pan等[5]研究了龍葵素對(duì)體內(nèi)外培養(yǎng)的人前列腺癌細(xì)胞DU145的作用，結(jié)果顯示在體內(nèi)龍葵素可抑制裸鼠前列腺移植瘤生長(zhǎng)，體內(nèi)外均可調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白如Cyclin D1、Cyclin E1、CDK2、CDK4、CDK6和p21的蛋白水平，可明顯抑制培養(yǎng)的DU145細(xì)胞生長(zhǎng)；此外，阻斷MAPK p38激酶不能抑制活性氧(reactive oxygen species，ROS)，但能抑制龍葵素誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。研究表明龍葵素可能是通過(guò)阻斷細(xì)胞周期蛋白的表達(dá)、激活ROS/p38信號(hào)通路抑制DU145細(xì)胞生長(zhǎng)、促進(jìn)凋亡。Shen等[6]研究發(fā)現(xiàn)，龍葵素可阻斷上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)和影響基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)，調(diào)節(jié)致癌基因miR-21及抑癌基因miR-138表達(dá)，阻斷ERK和PI3K/Akt信號(hào)通路影響人前列腺癌細(xì)胞PC-3的侵襲。上述表明龍葵素可能成為具有一定前景的抗前列腺癌的新藥物。

Lin等[7]研究了龍葵素對(duì)乙酰膽堿誘導(dǎo)的肝細(xì)胞癌HepG2細(xì)胞增殖及遷移的作用，結(jié)果顯示在HepG2中龍葵素通過(guò)抑制EMT和MMP而抑制HepG2細(xì)胞增殖及遷移，同時(shí)可抑制外泌體處理的肺癌A549細(xì)胞的肝外轉(zhuǎn)移。文獻(xiàn)報(bào)道龍葵素可通過(guò)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制HepG2細(xì)胞芳胺N-乙酰轉(zhuǎn)移酶(N-acetyltransferase，NAT)活性和降低NAT1 mRNA和NAT2 mRNA的表達(dá)而發(fā)揮抗癌作用[8]。Meng等[9]研究發(fā)現(xiàn)，龍葵素可誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞以線粒體依賴和非依賴的方式產(chǎn)生ROS，刺激凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1(apoptosis signal-regulating kinase 1，ASK1)和硫氧還蛋白結(jié)合蛋白2(thioredoxin binding protein 2，TBP-2)的表達(dá)及其激酶活性，同時(shí)抑制增殖相關(guān)蛋白如組蛋白去乙?；?(histone deacetylase 1，HDAC1)的表達(dá)，從而促進(jìn)HepG2細(xì)胞凋亡。龍葵素的抗肝癌HepG2細(xì)胞與其抑制細(xì)胞增殖和遷移、促進(jìn)細(xì)胞凋亡關(guān)系密切，是潛在的抗肝癌新藥物。

Wang等[10]通過(guò)觀察龍葵素對(duì)體外人食管癌EC9706和Eca109細(xì)胞的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)龍葵素以劑量依賴的方式抑制EC9706和Eca109細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，可誘導(dǎo)凋亡，抑制癌細(xì)胞遷移和侵襲，能下調(diào)食管癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白的表達(dá)，降低MMP-2及MMP-9的表達(dá)，表明龍葵素對(duì)體外食管癌細(xì)胞具有一定的抑制作用。Wu等[11]研究發(fā)現(xiàn)龍葵素可促進(jìn)miR-138、抑制survivin基因表達(dá)，而促進(jìn)順鉑和5-氟尿嘧啶對(duì)食管癌EC9706、KYSE30細(xì)胞的毒性。龍葵素的抗食管癌作用為食管癌提供了新的治療策略。

Lv等[12]研究了龍葵素對(duì)人胰腺癌SW1990、PANC-1、MIA PaCa-2細(xì)胞的作用，結(jié)果顯示，在體外龍葵素以劑量依賴的方式抑制人胰腺癌細(xì)胞的增殖以及遷移和侵襲，可下調(diào)PANC-1細(xì)胞MMP-2/9、EMMPRIN、E-cadherin和CD44的表達(dá)。經(jīng)龍葵素干預(yù)后，內(nèi)皮細(xì)胞的形成和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子表達(dá)顯著抑制，Akt、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子-3(signal transducers and activators of transcription-31，STAT3)和mTOR的磷酸化被抑制，β-catenin的磷酸化增強(qiáng)，NF-κB、TCF-1及β-catenin的核轉(zhuǎn)位明顯減少。在龍葵素干預(yù)后的移植瘤模型中，腫瘤體積和重量分別下降了61%、43%，MMP-2/9、PCNA和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子表達(dá)下降；表明龍葵素在體內(nèi)外均具有對(duì)胰腺癌較好的治療作用。Sun等[13]發(fā)現(xiàn)，龍葵素可通過(guò)鈣蛋白酶Ⅰ依賴的線粒體凋亡抑制胰腺癌細(xì)胞及裸鼠模型的癌細(xì)胞生長(zhǎng)。因此，龍葵素是治療胰腺癌的潛在有效藥物。

Zhang等[14]研究發(fā)現(xiàn)，龍葵素可通過(guò)影響粘著斑激酶(focal adhesion kinase，F(xiàn)AK)和miR-138的表達(dá)，使肺癌A549、H1299細(xì)胞的遷移和侵襲抑制，增強(qiáng)肺癌細(xì)胞的放化療敏感性。龍葵素還可抑制人子宮內(nèi)膜癌RL95-2細(xì)胞增殖[15]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，龍葵素可通過(guò)降低MMP-2/9活性抑制人黑色素瘤細(xì)胞的遷移和侵襲[16]。龍葵素還可抑制人結(jié)直腸癌RKO細(xì)胞的增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，以及抑制RKO細(xì)胞的遷移、侵襲和黏附[17]。龍葵素可在體內(nèi)外均明顯抑制小鼠乳腺癌細(xì)胞的增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、抑制血管生成，對(duì)乳腺癌模型動(dòng)物具有治療作用[18]。

多項(xiàng)體外體內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)模型研究表明，龍葵素作為抗癌劑在多種癌癥中的重要作用，其可對(duì)多種癌細(xì)胞系具有廣譜毒性，通過(guò)調(diào)節(jié)多種機(jī)制來(lái)促進(jìn)細(xì)胞凋亡，抑制增殖、侵襲及遷移；還可通過(guò)減少血管生成因子表達(dá)而抑制血管生成；另外可作為一種輔助劑與已批準(zhǔn)的藥物及放療法聯(lián)合應(yīng)用，通過(guò)減少化療耐藥性和提高放化療的敏感性而增強(qiáng)癌癥的治療作用。

1.2 抗炎作用課題組前期研究了龍葵素膏外敷對(duì)膝關(guān)節(jié)滑膜炎模型兔血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)及滑膜形態(tài)的作用，結(jié)果顯示治療后模型兔血清SOD明顯升高，MDA下降，滑膜的血管增生減輕，炎癥細(xì)胞顯著減少，表明龍葵素膏通過(guò)增加膝關(guān)節(jié)滑膜炎模型兔血清SOD活性及降低MDA含量而起抗炎作用，可減輕滑膜組織血管反應(yīng)及炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)[19]；課題組曾用馬鈴薯制成外敷藥膏治療兔膝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性滑膜炎，結(jié)果發(fā)現(xiàn)馬鈴薯外敷藥膏可降低兔關(guān)節(jié)液中IL-1β和TNF-α的表達(dá)，減輕滑膜組織的增生和炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)，可能是龍葵素的抗炎作用在發(fā)揮療效[20]。Shin等[21]研究了龍葵素對(duì)體外脂多糖誘導(dǎo)RAW264.7巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)型iNOS、COX-2和促炎細(xì)胞因子表達(dá)以及對(duì)小鼠體內(nèi)脂多糖誘導(dǎo)的感染性休克模型的影響，結(jié)果顯示龍葵素能降低iNOS和COX-2的表達(dá)，降低巨噬細(xì)胞產(chǎn)生PGE2和NO，還抑制了IL-1β、TNF-α、IL-6的產(chǎn)生和mRNA表達(dá)。結(jié)果顯示龍葵素能通過(guò)減少p65核轉(zhuǎn)位、抑制性κBα(inhibitory κBα，IκBα)的降解及IκB激酶α/β(IκB kinaseα/β，IκBKα/β)磷酸化，從而抑制脂多糖誘導(dǎo)的NF-κB活化。體內(nèi)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，龍葵素能抑制肝臟iNOS、COX-2、IL-6、TNF-α、IL-1β的mRNA表達(dá)以及NF-κB的激活，同時(shí)可提高模型小鼠的存活率。表明龍葵素通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路減輕巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)和小鼠內(nèi)毒素休克。Zhao等[22]發(fā)現(xiàn)，龍葵素能通過(guò)抑制Akt、ERK1/2及STAT1信號(hào)通路減輕脂多糖/干擾素-γ誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)，且在二甲苯、卡拉膠和瓊脂誘導(dǎo)小鼠炎癥模型中表現(xiàn)出較好的抗炎作用。Piana等[23]發(fā)現(xiàn)，龍葵素可對(duì)巴豆油誘發(fā)的小鼠耳部皮膚急性炎癥模型中減輕耳部炎癥反應(yīng)。龍葵素的抗炎作用值得進(jìn)一步發(fā)掘以開發(fā)抗生素的天然替代品。

1.3 消腫作用劉駿[24]研究了馬鈴薯片對(duì)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后肢體腫脹的作用，結(jié)果顯示馬鈴薯片外敷可降低肢體的腫脹度及VAS評(píng)分，降低血清IL-1和TNF-α的表達(dá)。文獻(xiàn)報(bào)道，馬鈴薯還可以在輸液部位腫脹、藥物性靜脈炎、膝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性滑膜炎關(guān)節(jié)積液、藥物造影劑滲漏、臀部肌肉注射硬結(jié)、皮下血腫的治療中發(fā)揮消腫作用[25]。其作用機(jī)制可能與馬鈴薯內(nèi)的龍葵素有關(guān)，龍葵素通過(guò)滲于皮下組織和血管內(nèi)，因其抗組胺、抗炎作用，可降低血管通透性和加速血液流通而減輕水腫，通過(guò)降低血液凝固性而起活血化瘀作用[26]。

1.4 抗肺動(dòng)脈高壓Nie等[27]通過(guò)觀察龍葵素對(duì)肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞(pulmonary artery smooth muscle cells，PASMCs)增殖及凋亡的影響，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，龍葵素可以逆轉(zhuǎn)功能失調(diào)的AXIN2、β-catenin和骨形態(tài)發(fā)生蛋白受體2型信號(hào)，可抑制PASMC細(xì)胞增殖及促進(jìn)其凋亡；同時(shí)，龍葵素通過(guò)抑制Akt/GSK-3α的活化抑制肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和成管。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)龍葵素可抑制模型肺動(dòng)脈高壓小鼠的遠(yuǎn)端肺動(dòng)脈重塑、平均肺動(dòng)脈壓和右心室肥厚。結(jié)果表明，AXIN2/β-catenin軸和Akt信號(hào)通路可能是龍葵素抗肺動(dòng)脈高壓的靶點(diǎn)，可逆轉(zhuǎn)肺血管重構(gòu)和血管新生而發(fā)揮作用。目前龍葵素抗肺動(dòng)脈高壓的文獻(xiàn)報(bào)道較少，但龍葵素可作為抗肺動(dòng)脈高壓的潛在藥物[28]。

1.5 治療糖尿病一些文獻(xiàn)[29]指出，龍葵素可治療糖尿病，但目前研究較多的是非洲馬鈴薯(African potato，AP)治療糖尿病的實(shí)驗(yàn)和臨床研究。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)AP具有與劑量正相關(guān)的降糖作用，降糖機(jī)制與刺激胰島素分泌、抗氧化及抗炎相關(guān)。雖有一定證據(jù)支持AP的療效，但對(duì)其研究還不夠深入。臨床研究中缺乏規(guī)范的大樣本隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，由于鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病模型欠穩(wěn)定，用該造模法誘導(dǎo)的糖尿病模型動(dòng)物評(píng)價(jià)AP降糖藥效也有其缺陷，還需應(yīng)用模式動(dòng)物對(duì)AP進(jìn)行進(jìn)一步研究確認(rèn)AP的作用成分、藥效及靶點(diǎn)[30]。

2 結(jié)語(yǔ)

綜上，馬鈴薯代謝物龍葵素具有一定的藥用價(jià)值，為研究人員開發(fā)龍葵素作為潛在抗癌、抗炎、消腫、抗肺動(dòng)脈高壓及治療糖尿病藥物提供有力的理論依據(jù)和應(yīng)用基礎(chǔ)。接下來(lái)可通過(guò)繼續(xù)研究來(lái)探索龍葵素的毒理學(xué)效應(yīng)，并在預(yù)防癌癥、炎癥、水腫、肺動(dòng)脈高壓、糖尿病方面取得進(jìn)一步進(jìn)展。由于馬鈴薯和其他茄科植物是龍葵素的天然來(lái)源，該領(lǐng)域的研究是醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)相結(jié)合進(jìn)行的跨學(xué)科合作研究，龍葵素潛在藥用價(jià)值的進(jìn)一步深入研究及開發(fā)利用具有一定的前景。