劉 宏，李 佳，林俊芝，張定堃，楊 明，鄭 川,

1.成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 代謝性疾病中醫(yī)藥調(diào)控四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610075

2.成都中醫(yī)藥大學(xué)腫瘤研究所，四川 成都 610075

3.成都中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，西南特色中藥資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 611137

4.江西中醫(yī)藥大學(xué) 現(xiàn)代中藥制劑教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330103

結(jié)直腸癌是全球范圍內(nèi)致死率排名第2 的惡性腫瘤，其發(fā)病率逐年上升且發(fā)病年齡趨于低齡化，給患者帶來(lái)了極大的健康危害和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。盡管其在過(guò)去幾十年內(nèi)通過(guò)手術(shù)、放化療和靶向治療取得了一定臨床進(jìn)展，但在治療過(guò)程中出現(xiàn)的嚴(yán)重不良反應(yīng)、耐藥性以及昂貴的醫(yī)療成本暴露出現(xiàn)有的結(jié)直腸癌治療方案并不完美[2-3]。此外，越來(lái)越多的研究表明結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展是包括慢性炎癥、腸道菌群失衡、細(xì)胞生長(zhǎng)信號(hào)異常在內(nèi)等多種機(jī)制共同作用導(dǎo)致的一種綜合性病變[4]。因此，尋找多靶點(diǎn)、多效應(yīng)、低毒高效的新型藥物和治療方法，是當(dāng)前提高結(jié)直腸癌療效的急迫需求。天然來(lái)源的植物精油因其廣泛的藥理活性和良好的安全性，在針對(duì)結(jié)直腸癌的藥物研發(fā)中備受關(guān)注[5]。因此，本文總結(jié)了植物精油及其活性成分防治結(jié)直腸癌作用機(jī)制的研究進(jìn)展，以期為其在結(jié)直腸癌藥物研發(fā)和臨床治療中的研究提供新的思路。

1 植物精油的主要活性成分

植物精油主要由葉、花瓣、莖、樹(shù)皮、種子等部位的特殊分泌細(xì)胞產(chǎn)生，以液滴的形式儲(chǔ)存于植物的各種組織和器官中。精油的成分十分復(fù)雜，一種精油通常由幾十至上百種化合物組成，根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)主要分為萜類、芳香族、脂肪族和其他化合物4 大類[5-7]。萜類化合物是一類由甲戊二羧酸衍生而成，具有2 個(gè)或2 個(gè)以上異戊二烯（C5單位）結(jié)構(gòu)特征的化合物，在揮發(fā)油中所占比例最大，主要包括單萜、倍半萜及萜類含氧衍生物；芳香族化合物在植物精油中的含量?jī)H次于萜類化合物，以C6-C3為基本骨架，主要包括簡(jiǎn)單苯丙素類和香豆素類化合物；脂肪族化合物幾乎存在于所有的植物精油中，但其含量相對(duì)較少，主要包括一些小分子脂肪酸；其他成分如含硫含氮類和生物堿類化合物等，能夠經(jīng)水蒸氣蒸餾而出，其含量極少但氣味濃烈，對(duì)植物香氣有較大貢獻(xiàn)。而不同芳香植物含有的精油種類和活性組分不盡相同，決定了其藥理活性的發(fā)揮方向及其作用機(jī)制。植物精油的主要活性成分見(jiàn)圖1。

圖1 植物精油的主要活性成分Fig.1 Main active components of plant essential oils

2 抗結(jié)直腸癌的作用機(jī)制

2.1 抑制慢性炎癥和抗氧化應(yīng)激

慢性炎癥和氧化應(yīng)激損傷與結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)直腸癌（colitis-associated colorectal cancer，CAC）由炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）逐步發(fā)展而來(lái)。在早期腸道發(fā)生炎癥、腸黏膜屏障受損時(shí)，腸道微生物抗原暴露，趨化免疫細(xì)胞游離至結(jié)腸黏膜并分泌促炎因子如白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、IL-1β、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、γ 干擾素（interferon-γ，IFN-γ）等浸潤(rùn)于組織局部，塑造慢性炎癥微環(huán)境[8]。同時(shí)，免疫細(xì)胞會(huì)分泌大量活性氧、活性氮如誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）、環(huán)氧化酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2），進(jìn)而衍生具有高度氧化活性的自由基，誘導(dǎo)結(jié)腸上皮細(xì)胞DNA 損傷、基因突變及其隨后的過(guò)度增殖和惡性轉(zhuǎn)化[9]。研究發(fā)現(xiàn)，薄荷醇顯著降低氧化偶氮甲烷（azoxymethane，AOM）/葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodium，DSS）小鼠腺瘤數(shù)量和疾病活動(dòng)指數(shù)評(píng)分（disease activity index，DAI），降低促炎細(xì)胞因子如IL-6、TNF-α 和髓過(guò)氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）的分泌以及脾臟免疫細(xì)胞（白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和髓源性抑制細(xì)胞）的浸潤(rùn)程度[10]。菜籽多酚通過(guò)減少I(mǎi)L-12、IL-1β、TNF-α 等炎癥因子分泌，在CAC 早期階段發(fā)揮其化學(xué)預(yù)防活性[11]。當(dāng)歸揮發(fā)油能夠減少AOM/DSS 小鼠荷瘤數(shù)、荷瘤體積以及腫瘤發(fā)生率，與其減少COX-2、iNOS、增殖細(xì)胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）蛋白表達(dá)有關(guān)[12]。香芹酚[13]和6-姜烯酚[14]具有良好的抗炎和抗氧化應(yīng)激作用，能夠減 少 IL-1β、TNF-α、脂質(zhì)過(guò)氧化物（lipidperoxidation，LPO）、MPO 和一氧化氮（nitric oxide，NO）含量，并顯著增加抗氧化酶如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）、谷胱甘肽（glutathione，GSH）活性，促進(jìn)結(jié)腸組織氧化還原穩(wěn)態(tài)的恢復(fù)。

核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）是細(xì)胞活化和產(chǎn)生各種炎癥介質(zhì)的最常見(jiàn)效應(yīng)分子，其過(guò)度激活是結(jié)腸慢性炎癥維持和上皮細(xì)胞惡變的重要原因[15]。NF-κB 被激活后，NF-κB 抑制蛋白（inhibitor of NF-κB，IκB）發(fā)生磷酸化和降解，由此NF-κB 亞基p65 脫離IκB 的限制轉(zhuǎn)入細(xì)胞核，激活其下游的促炎因子轉(zhuǎn)錄[16]。研究表明，紅參油[17]、橄欖油多酚[18]、micheliolide[19]能夠抑制結(jié)腸癌細(xì)胞中p65 和IκB 磷酸化，減少I(mǎi)L-6、IL-1β、TNF-α 以及iNOS、COX-2 等炎癥介質(zhì)分泌，抵抗發(fā)炎結(jié)腸黏膜中的氧化應(yīng)激水平、減少結(jié)腸上皮細(xì)胞損傷，進(jìn)而抑制CAC 的發(fā)生。小白菊內(nèi)酯[20]與5-氨基水楊酸鹽協(xié)同作用能夠恢復(fù)AOM/DSS 模型小鼠體質(zhì)量、改善結(jié)腸組織損傷，進(jìn)行機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)其抑制了TNF-α誘導(dǎo)的IκBα 磷酸化、NF-κB 核易位及其DNA 結(jié)合活性，并且降低促炎細(xì)胞因子和其余靶基因如B 細(xì)胞淋巴瘤因子-xL（B-cell lymphoma-extra large，BclxL）、B 淋巴細(xì)胞瘤-2（B cell lymphoma-2，Bcl-2）、細(xì)胞 FLICE 樣抑制蛋白（cellular FLICE-like inhibitory protein，cFLIP）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）、細(xì)胞周期蛋白D1（Cyclin D1）、COX-2表達(dá)，在緩解炎癥的同時(shí)抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、血管新生、抗凋亡等惡性行為。枳殼揮發(fā)油具有抑制CAC小鼠腫瘤炎癥微環(huán)境的免疫調(diào)節(jié)作用，其機(jī)制可能與 Jagged 1/神經(jīng)源性基因 Notch 同源蛋白（neurogenic locus notch homolog protein，Notch）/NFκB/程序性死亡配體1（programmed death ligand 1，PD-L1）信號(hào)通路有關(guān)[21]。

Toll 樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）是識(shí)別腸道病原微生物的重要受體，在結(jié)腸上皮細(xì)胞和固有層炎癥細(xì)胞中均有表達(dá)[22]。TLR4 可激活下游的炎癥信號(hào)通路，加重IBD 中的腸道炎癥并促進(jìn)腫瘤發(fā)展[22]。研究發(fā)現(xiàn)，迷迭香酸通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性拮抗TLR4 抑制炎癥微環(huán)境中結(jié)腸癌細(xì)胞NF-κB 和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白 3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）活化，降低炎癥介質(zhì)水平，從而產(chǎn)生對(duì)CAC 的預(yù)防作用[23]。雙氫青蒿素通過(guò)抑制巨噬細(xì)胞中的TLR4 信號(hào)通路，降低細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular signalregulated kinase，ERK）、STAT3 和NF-κB p65 磷酸化水平，逆轉(zhuǎn)巨噬細(xì)胞活化和募集，減少巨噬細(xì)胞相關(guān)促炎因子的釋放[24]。此外，該研究還評(píng)價(jià)了雙氫青蒿素的器官毒性和藥動(dòng)學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)其對(duì)肝臟和腎臟等主要器官的正常功能和病理特征無(wú)影響，且在腸和胃中分布較高，是防治CAC 有效且安全的藥物。

2.2 抑制細(xì)胞增殖

細(xì)胞的失控和失序性增殖，是結(jié)直腸癌發(fā)生和迅速生長(zhǎng)的關(guān)鍵。多種精油及其活性成分能夠通過(guò)干擾腫瘤細(xì)胞的增殖而發(fā)揮抑制結(jié)直腸癌生長(zhǎng)的作用。如雙氫青蒿素以劑量相關(guān)性方式抑制結(jié)直腸癌HCT116 和RKO 細(xì)胞增殖[24]。鼠尾草精油及其主要芳香成分（α-thujone、1,8-桉樹(shù)腦和樟腦）對(duì)結(jié)直腸癌Caco-2、HT-29 和HCT116 細(xì)胞具有體外抗增殖作用，而對(duì)正常結(jié)腸上皮細(xì)胞活力沒(méi)有影響[25]。肉豆蔻油在體外對(duì)Caco-2 細(xì)胞的生長(zhǎng)具有顯著的抑制作用[26]。覆盆子油乳液在結(jié)直腸癌LoVo 細(xì)胞中強(qiáng)烈誘導(dǎo)自由基產(chǎn)生和DNA 鏈損傷，以劑量相關(guān)性方式抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖活性[27]。生姜精油減少1,2-二甲基肼（dimethylhydrazine，DMH）誘導(dǎo)的結(jié)腸畸變隱窩灶（aberrant crypt focus，ACF）數(shù)量，進(jìn)行PCNA 免疫組化染色發(fā)現(xiàn)其能夠降低隱窩基底區(qū)域和隱窩頂端區(qū)域的細(xì)胞有絲分裂指數(shù)[28]。杜松子油減少AOM 誘導(dǎo)的腺瘤和腺癌形成，進(jìn)行免疫組化檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其能夠降低腫瘤細(xì)胞增殖標(biāo)記物Ki67 的表達(dá)水平[29]。Origanum onitesL.精油對(duì)結(jié)直腸癌CT26 和HT-29 細(xì)胞有殺傷作用，同時(shí)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示其口服給藥可抑制小鼠CT26 細(xì)胞的生長(zhǎng)[30]；魚(yú)腥草揮發(fā)油作用結(jié)直腸癌SW480 細(xì)胞后，可觀察到細(xì)胞逐漸變小、皺縮，死亡細(xì)胞增多，同時(shí)在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中觀察到其減少了結(jié)腸癌的發(fā)生率[31]。

Wnt 信號(hào)傳導(dǎo)與腸隱窩干細(xì)胞增殖和分化密切相關(guān)[32]，其異常激活或過(guò)表達(dá)可導(dǎo)致β-連環(huán)蛋白（βcatenin）胞質(zhì)和核積累、誘導(dǎo)Wnt 下游靶基因轉(zhuǎn)錄，繼而促進(jìn)結(jié)腸細(xì)胞惡性增殖和早期癌變形成[32-33]。DSS 介導(dǎo)的慢性炎癥微環(huán)境可誘導(dǎo)β-catenin 細(xì)胞核易位、誘發(fā)結(jié)腸上皮的異型增生病變，而橄欖油能夠抑制β-catenin 的這種異常表達(dá)，阻止腫瘤抑制基因p53失活，進(jìn)而減少細(xì)胞惡性增殖和異型增生病灶形成[34]。藏茴香精油通過(guò)抑制致癌劑DHA 誘導(dǎo)的Wnt/β-catenin 信號(hào)通路激活，減少ACF 數(shù)量，對(duì)結(jié)直腸癌癌前病變具有良好的化學(xué)預(yù)防作用[35]。在膳食中加入ω-3 多不飽和脂肪酸[36]，觀察其對(duì)ApcMin/+小鼠結(jié)腸息肉的預(yù)防作用，發(fā)現(xiàn)ω-3 多不飽和脂肪酸可顯著降低β-catenin及其下游促生長(zhǎng)因子c-myc 表達(dá)，進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖活力、減少小鼠腸道息肉形成。6-姜酚通過(guò)下調(diào)Wnt/β-catenin 過(guò)表達(dá)，同時(shí)增加腫瘤抑制基因p53表達(dá)，抑制結(jié)腸癌細(xì)胞增殖指數(shù)[37]。

表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)對(duì)腫瘤細(xì)胞的增殖和存活至關(guān)重要，是結(jié)直腸癌發(fā)生和進(jìn)展的主要驅(qū)動(dòng)因子之一，也是結(jié)直腸癌防治的有力藥物靶標(biāo)[38-39]。研究表明，橄欖油中最主要的多酚成分羥基酪醇能夠顯著下調(diào)人結(jié)腸癌WiDr、HT-29、CaCo2 以及HT-29 細(xì)胞異種移植瘤組織中的EGFR 表達(dá)，對(duì)細(xì)胞增殖和瘤體生長(zhǎng)表現(xiàn)出良好的抑制效應(yīng)，對(duì)其抗EGFR 機(jī)制進(jìn)行深入研究發(fā)現(xiàn)，羥基酪醇通過(guò)促進(jìn)EGFR pY1045 位點(diǎn)發(fā)生磷酸化，增加泛素連接酶活性從而實(shí)現(xiàn)EGFR 的泛素化降解[40]。分子對(duì)接技術(shù)顯示月桂酸具有較高的EGFR 親和力[41]，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其對(duì)人結(jié)腸癌細(xì)胞毒性和EGFR 表達(dá)抑制均呈現(xiàn)濃度相關(guān)性。

2.3 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

凋亡受阻導(dǎo)致結(jié)腸上皮細(xì)胞的凋亡與增殖失去平衡，最終導(dǎo)致結(jié)直腸癌的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，多種植物精油及其活性成分能夠通過(guò)線粒體依賴性凋亡途徑來(lái)發(fā)揮其抗凋亡作用，主要表現(xiàn)為對(duì)含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase）家族和Bcl-2 家族蛋白表達(dá)的調(diào)節(jié)。如雙氫青蒿素上調(diào)促凋亡蛋白Bcl-2關(guān)聯(lián)X 蛋白（Bcl-2-associated X protein，Bax）表達(dá)、下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2 表達(dá)，增加Caspase-9 與聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶（poly-ADP-ribose polymerase，PARP）蛋白裂解，誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡[24]。Origanum onitesL.精油減弱結(jié)腸癌細(xì)胞遷移并誘導(dǎo)了細(xì)胞凋亡相關(guān)的形態(tài)學(xué)變化[30]。檸檬醛降低抗凋亡蛋白Bcl-2 和Bcl-xL 表達(dá)、促進(jìn)Caspase-3裂解，在結(jié)腸癌細(xì)胞中激活由p53 和活性氧（reactive oxygen species，ROS）介導(dǎo)的線粒體凋亡通路[42]。芳樟醇促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞內(nèi)ROS 和羥基自由基積累，加劇細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激損傷，誘發(fā)凋亡級(jí)聯(lián)[43]。在雪松樹(shù)皮精油[44]、肉桂醛[45]、米糠油脂肪酸組分[46]干預(yù)結(jié)腸癌細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，觀察到凋亡誘導(dǎo)的一系列生化反應(yīng)，包括線粒體膜電位損失、ROS 積累、Bax/Bcl-2 值以及Caspase 家族蛋白、多聚二磷酸腺苷酸核糖聚合酶（poly ADP ribose polymerase，PARP）蛋白表達(dá)上調(diào)等。

此外，有相當(dāng)一部分植物精油的線粒體凋亡激活作用是通過(guò)影響結(jié)腸癌細(xì)胞內(nèi)異常的信號(hào)通路來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要包括磷酸肌醇-3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated kinases，ERK）和p38 絲裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK）等信號(hào)通路。如薏苡仁油通過(guò)降低Akt 磷酸化水平，啟動(dòng)下游Bcl-2、Bax 和Caspase-3 介導(dǎo)的凋亡程序[47]。當(dāng)歸揮發(fā)油促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡和自噬，與其抑制PI3K/Akt/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號(hào)通路分子的表達(dá)有關(guān)[48]。血橙精油上調(diào)Bax/Bcl-2 值、誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡，蛋白印跡實(shí)驗(yàn)提示，該活性與Akt 磷酸化水平降低和p38 MAPK 活化有關(guān)[49]。D-檸檬烯對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞顯示出劑量相關(guān)性地凋亡誘導(dǎo)作用，進(jìn)行機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)其能降低Akt 和糖原合成酶激酶3β 蛋白磷酸化水平[50]。香芹酚[51]、胡蘿卜油提取物的戊烷部分[52]、β-2-himachalen-6-ol[53]能夠抑制ERK 和Akt 蛋白磷酸化，調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)，提示三者可能通過(guò)調(diào)控MAPK/ERK 和PI3K/Akt 信號(hào)通路觸發(fā)凋亡。β-谷甾醇通過(guò)降低腫瘤組織中PI3K和Akt蛋白磷酸化，增加促凋亡因子線粒體細(xì)胞色素-C（cytochrome-C，Cyto-C）釋放，激活Caspase-9、進(jìn)而觸發(fā)一系列凋亡事件[54]。肉桂醛能夠降低PI3K/Akt 通路分子的轉(zhuǎn)錄活性，降低結(jié)腸癌細(xì)胞侵襲和黏附能力并誘導(dǎo)其凋亡[55]。

2.4 阻滯細(xì)胞周期

細(xì)胞周期異常是腫瘤細(xì)胞增殖失控因而發(fā)生惡變的重要原因，細(xì)胞周期檢查點(diǎn)的異常持續(xù)激活在這一過(guò)程中扮演了重要角色。Cyclin D1 和Cyclin B1分別作為細(xì)胞G1/S 期、G2/M 期轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵限速因子，其過(guò)表達(dá)可導(dǎo)致細(xì)胞增生失控、細(xì)胞分化障礙，促進(jìn)細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化[56-57]。而雙氫青蒿素[24]、小白菊內(nèi)酯[20]、6-姜酚[37]、micheliolide[19]等香氣成分能夠抑制Cyclin D1 蛋白表達(dá)，引發(fā)結(jié)腸癌細(xì)胞G1期阻滯。香芹酚處理HCT116 和LoVo 細(xì)胞后，Cyclin B1蛋白表達(dá)水平降低，導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯在G2期[51]。魚(yú)腥草揮發(fā)油作用于SW480細(xì)胞后，采用PI 單染法和Annexin FITC/PI 雙染法檢測(cè)細(xì)胞周期和凋亡率，結(jié)果顯示G1期細(xì)胞增多、S 期減少，且總凋亡率增加[31]。薏苡仁油在體外呈劑量和時(shí)間相關(guān)性地抑制HT-29 細(xì)胞的活力，進(jìn)行流式細(xì)胞術(shù)分析發(fā)現(xiàn)薏苡仁油誘導(dǎo)細(xì)胞周期G2期阻滯，并引發(fā)隨后的細(xì)胞凋亡[47]。將胡蘿卜油提取物的戊烷部分進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)和流式細(xì)胞術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)其能夠誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞G1期阻滯和凋亡[52]。β-2-himachalen-6-ol 能夠促進(jìn)細(xì)胞周期負(fù)調(diào)控因子p21 的表達(dá)，阻止結(jié)腸癌細(xì)胞從G1期向S 期轉(zhuǎn)變，進(jìn)而抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)[53]。

2.5 抑制血管新生

血管新生是加速結(jié)腸腫瘤生長(zhǎng)、浸潤(rùn)以及啟動(dòng)侵襲、轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵事件，VEGF 在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[58]。臨床上，針對(duì)VEGF 的小分子抑制劑如貝伐珠單抗能夠顯著提高結(jié)腸癌的治療有效率，但其價(jià)格昂貴，且已出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象[59]。植物精油來(lái)源廣泛，成本相對(duì)低下，從中開(kāi)發(fā)新的抗血管新生藥物是一條重要的潛在途徑。研究發(fā)現(xiàn)，富含D-檸檬烯的血橙精油能夠以濃度和時(shí)間相關(guān)性方式降低結(jié)腸癌細(xì)胞中VEGF 蛋白表達(dá)，并抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVECs）的遷移和血管形成能力，表明其具有良好的抗血管新生活性[49]。6-姜酚通過(guò)降低結(jié)腸腫瘤組織中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA）、促血管生成素-1（angiopoietin-1，Ang-1）、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（fibroblast growth factor，F(xiàn)GF）和生長(zhǎng)分化因子-15（growth differentiation factor-15，GDF-15）的濃度來(lái)抑制血管生成，減緩結(jié)腸腫瘤生長(zhǎng)[37]。來(lái)自結(jié)腸基質(zhì)的結(jié)腸癌相關(guān)成纖維細(xì)胞（cancer-associated fibroblasts，CAFs）分泌的IL-6 和VEGF 能夠促進(jìn)HUVECs 的管形成能力，而二十碳五烯酸能夠抑制這種由CAF 誘導(dǎo)的腫瘤血管新生[60]。

抗血管新生的另一研究熱點(diǎn)是誘導(dǎo)腫瘤血管正?；８纳颇[瘤新生血管形態(tài)、降低腫瘤血管通透性、改善腫瘤血管功能，是提高化療藥物遞送效率的一種重要思路[61]。Feng 等[62]將從活血化瘀藥姜黃中提取的精油作用于結(jié)腸癌細(xì)胞和HUVECs 的體外共培養(yǎng)模型，發(fā)現(xiàn)其能夠降低抑制HUVECs 活性、增殖以及HUVECs 中的VEGFA 蛋白表達(dá)，并通過(guò)增加血管內(nèi)皮細(xì)胞間的VE-鈣黏蛋白連接（VEcadherin）和周細(xì)胞覆蓋，誘導(dǎo)腫瘤血管結(jié)構(gòu)正?；Ｄ壳爸参锞图捌浠钚猿煞终T導(dǎo)腫瘤血管正?；难芯枯^少，亟待開(kāi)展更多相關(guān)研究。

2.6 改善腸道菌群結(jié)構(gòu)

結(jié)直腸癌患者的腸道菌群組成和分布存在顯著異常，主要表現(xiàn)為益生菌減少和致病菌增加[63]。致病菌如大腸桿菌、梭桿菌屬、鏈球菌屬和腸球菌屬通過(guò)分泌致癌代謝物，誘導(dǎo)DNA 損傷、增強(qiáng)炎癥、啟動(dòng)生長(zhǎng)信號(hào)，促進(jìn)結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展[64]。而益生菌及其代謝物（如短鏈脂肪酸）具有抗誘變、抑增殖、促凋亡、增強(qiáng)黏膜屏障、改善炎性微環(huán)境、激發(fā)免疫應(yīng)答等抗癌效應(yīng)，對(duì)結(jié)直腸癌具有良好的防治作用[65-66]。研究發(fā)現(xiàn)，部分植物精油及其活性物質(zhì)能夠改善結(jié)直腸癌小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)及其代謝功能。如薄荷醇改善AOM/DSS 小鼠腸道微生物群落α 和β 多樣性、增加產(chǎn)丁酸鹽菌株豐度和糞便丁酸鹽濃度，進(jìn)而緩解小鼠結(jié)腸炎癥并減少腫瘤數(shù)量[10]。廣藿香精油減少ApcMin/+小鼠息肉數(shù)量、增強(qiáng)腸黏膜屏障并改善腸道炎癥微環(huán)境，深入研究其作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)其能夠降低小鼠腸道致病菌如脫硫弧菌、生殖支原體和艱難梭菌豐度，增加益生菌如嗜黏蛋白阿克曼菌、普通擬桿菌、解木聚糖擬桿菌和乳桿菌豐度，同時(shí)增加糞便中短鏈脂肪酸濃度，促進(jìn)短鏈脂肪酸受體（GPR41、GPR43、GPR109a）和過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ（peroxisome proliferatorsactivated receptor γ，PPARγ）表達(dá)[67]。β-谷甾醇抑制了BALB/c 荷瘤小鼠的結(jié)直腸癌生長(zhǎng)，16S rDNA 分析顯示其增加了腸道菌群的種類多樣性，并增加戊糖乳桿菌等益生菌群豐度和糞便中短鏈脂肪酸濃度，進(jìn)而發(fā)揮其誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡作用[54]。目前植物精油及其活性成分防治結(jié)直腸癌的腸道菌群調(diào)節(jié)機(jī)制多集中于對(duì)腸道菌群結(jié)構(gòu)及其代謝產(chǎn)物的影響，對(duì)宿主抗腫瘤免疫反應(yīng)、上皮細(xì)胞生長(zhǎng)信號(hào)等腸道菌群與腸上皮細(xì)胞間的“對(duì)話”環(huán)節(jié)未給予充分關(guān)注，仍需進(jìn)一步深入探索。

3 結(jié)語(yǔ)及展望

通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行歸納和分析發(fā)現(xiàn)，部分植物精油及其活性成分能夠有效預(yù)防和治療結(jié)直腸癌，其作用機(jī)制涉及抑制慢性炎癥、抗氧化應(yīng)激、抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、阻滯細(xì)胞周期、抑制血管新生、改善腸道菌群結(jié)構(gòu)，其干預(yù)的信號(hào)通路（圖2）包括NF-κB 通路、TLR4 通路、Wnt/β-catenin 通路、EGFR通路、PI3K/Akt 通路、MAPK/ERK 通路等。

圖2 植物精油及其活性成分防治結(jié)直腸癌的信號(hào)通路圖Fig.2 Signal path diagram of plant essential oils and their active components against colorectal cancer

可以看出，這些研究涵蓋了結(jié)直腸癌從慢性炎癥、癌前病變到腫瘤發(fā)生、發(fā)展的各個(gè)階段。其中，植物精油及其活性成分突出的抗炎、抗氧化作用能夠貫穿炎癥相關(guān)性結(jié)直腸癌的始終，對(duì)這一臨床預(yù)防和治療難題顯示出巨大的應(yīng)用潛力。但植物精油及其活性成分的抗結(jié)直腸癌作用僅在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)層面得到驗(yàn)證，尚缺少臨床研究的有力支撐。因此，研究者需要對(duì)其面臨的關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)更加深入的研究。

3.1 完善精油成分的質(zhì)量控制

精油質(zhì)量的穩(wěn)定均一是其藥效穩(wěn)定性和可重復(fù)性的重要前提。部分具有抗結(jié)直腸癌作用的植物精油，包括紅參[17]、枳殼[21]、魚(yú)腥草[31]、廣藿香[67]等揮發(fā)油成分并未得到明確，需要進(jìn)一步鑒定和表征其藥理活性物質(zhì)，如通過(guò)電子鼻、色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、紅外吸收光譜法等技術(shù)，對(duì)精油的組分進(jìn)行定性、定量檢測(cè)，保證精油質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)且成分統(tǒng)一[68]。此外，原材料產(chǎn)地、提取部位、提取工藝等不同將導(dǎo)致精油的組成成分和藥理活性差異[69-71]。因此，從植物栽培、采收到精油提取、加工和貯存的各個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，應(yīng)制定標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的操作規(guī)程。

3.2 完善精油成分藥動(dòng)學(xué)和毒性評(píng)價(jià)

精油成分在體內(nèi)的吸收、代謝迅速，但其具體代謝過(guò)程不明確。應(yīng)開(kāi)展相應(yīng)的體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)檢測(cè)，闡明精油進(jìn)入人體后的吸收、轉(zhuǎn)變、分布和排泄過(guò)程，并明確其發(fā)揮藥效的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。同時(shí)，精油的毒性評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避亦是臨床應(yīng)用前亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題[72]。在本文搜集的諸多研究中，僅有雙氫青蒿素[24]和鼠尾草精油[25]進(jìn)行了初步的藥物毒性評(píng)價(jià)，表明精油成分的安全性考察尚未得到重視。因此，在研究中應(yīng)盡可能廣泛地開(kāi)展精油成分的初步毒性評(píng)價(jià)，包括對(duì)正常結(jié)腸上皮細(xì)胞活性影響、對(duì)各臟器是否有功能或病理性損害等，且在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步明確有效濃度和安全濃度范圍，以期為臨床合理、安全用藥提供參考。

3.3 采用組學(xué)技術(shù)明確精油成分作用機(jī)制

當(dāng)前精油成分抗結(jié)直腸癌作用研究局限在炎癥、增殖、凋亡、周期等癌細(xì)胞惡性表型的干預(yù)上，對(duì)分子機(jī)制的檢測(cè)手段也相對(duì)單一，相較于近年來(lái)對(duì)結(jié)腸癌發(fā)病機(jī)制的前沿探索是相對(duì)滯后的。因此，在明確精油成分的抗結(jié)直腸癌療效和作用傾向的基礎(chǔ)上，結(jié)合腸道黏膜免疫、腫瘤干細(xì)胞、代謝重編程、DNA 甲基化、嗅覺(jué)受體等新靶點(diǎn)或新功能區(qū)域，依托腫瘤基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)以及單細(xì)胞測(cè)序、表觀遺傳檢測(cè)等前沿技術(shù)，多維度探測(cè)和篩選精油及其芳香成分更突出、更深入的作用靶點(diǎn)，從而對(duì)其抗結(jié)直腸癌作用機(jī)制有更徹底、更精確的認(rèn)識(shí)。

3.4 提高精油成分的結(jié)腸靶向性和生物利用度

盡管精油及其芳香成分具有良好的抗結(jié)腸炎、抗結(jié)腸腫瘤效應(yīng)，但其存在水溶性和穩(wěn)定性差、半衰期短而清除較快，且具有一定的胃腸道刺激性等主要內(nèi)在問(wèn)題，限制其作用的充分發(fā)揮和藥用開(kāi)發(fā)。近年來(lái)，研究者致力于采用新型制劑技術(shù)以獲得效力更強(qiáng)、不良反應(yīng)更小的遞藥策略，如天然脂質(zhì)納米顆粒封裝的6-姜烯酚[73]、pH 依賴性腸溶包衣（EudragitL100+Eudragit NE30D）封裝的紫米糠油[74]以及微膠囊包封的肉桂精油[75]和當(dāng)歸揮發(fā)油[76]能夠在結(jié)直腸部位維持長(zhǎng)時(shí)間的釋放，表現(xiàn)出更為優(yōu)越的抗炎、抗腫瘤和改善腸道菌群作用。因此，利用現(xiàn)代制劑技術(shù)，包括微膠囊、納米粒、脂質(zhì)體和自納米乳化等新型藥物載體來(lái)進(jìn)一步增加精油成分的結(jié)腸組織靶向性和局部生物利用度[77-78]，是未來(lái)值得深入探索的研究方向。

綜上，完善精油質(zhì)量控制以及藥動(dòng)學(xué)、毒性評(píng)價(jià)，揭示精油成分在體內(nèi)的代謝規(guī)律和藥效特征，運(yùn)用組學(xué)等高通量檢測(cè)技術(shù)，精確其效力組分和效力靶點(diǎn)，同時(shí)積極開(kāi)發(fā)以結(jié)腸為靶向的新型藥物遞送系統(tǒng)，保障精油成分的安全性和有效性，可能是其突破在結(jié)直腸癌防治臨床轉(zhuǎn)化研究中瓶頸與桎梏的關(guān)鍵。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突