張明玥，夏 瑋，韋珊珊，耿一婷，胡文蔚,

1.常州市第一人民醫(yī)院，蘇州大學(xué)第三附屬醫(yī)院腫瘤科，江蘇 常州 213003

2.江蘇省腫瘤免疫治療工程技術(shù)研究中心，江蘇 常州 213003

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是世界上第3 大常見的惡性腫瘤，癌癥相關(guān)死亡率位居世界第2 位[1]，手術(shù)、化療、免疫和靶向治療為常用的治療手段，但存在腫瘤復(fù)發(fā)率高、患者生存質(zhì)量低、治療不良反應(yīng)大及耐藥等問題。因此，尋找新的抗腫瘤藥物至關(guān)重要。近年來(lái)，植物化合物被證實(shí)可以延緩腫瘤生長(zhǎng)，并具有與傳統(tǒng)治療的化學(xué)藥物類似的作用機(jī)制[2]，逐漸成為抗腫瘤治療的手段之一。

小檗堿（berberine，C20H18NO4+）是一種從小檗科、毛茛科、蕓香科等天然植物中提取的季胺型異喹啉類生物堿，含小檗堿類植物黃連的醫(yī)學(xué)價(jià)值最早被記錄在公元200 年的《神農(nóng)本草經(jīng)》，用于糖尿病、胃腸炎、多囊卵巢綜合征等疾病治療[3-4]。自1999年起[5]，小檗堿對(duì)CRC 的抗腫瘤作用逐漸被確立，并在臨床治療中卓越的成績(jī)，在天津醫(yī)科大學(xué)附屬天津總醫(yī)院消化內(nèi)鏡中心的7 例患者中，以300 mg小檗堿每天3 次的服用方式使用6 個(gè)月后，取得了良好的腫瘤抑制效果[6]。另外，小檗堿的制備成本低廉、獲取途徑方便，具有良好的安全性和耐受性，有希望成為抑制CRC 進(jìn)展的臨床用藥。

本文從細(xì)胞周期與增殖、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial mesenchymal transition，EMT）與遷移、自噬與凋亡、代謝與菌群、炎癥與氧化等方面，總結(jié)小檗堿在CRC 中的抗腫瘤作用機(jī)制，為小檗堿的臨床用藥提供參考依據(jù)。

1 小檗堿抑制CRC 細(xì)胞周期與增殖

WNT 通路是調(diào)控細(xì)胞周期的主要通路之一，對(duì)于CRC 的發(fā)生和發(fā)展有重要意義，WNT 受體和配體結(jié)合、β-catenin 表達(dá)水平和β-catenin/ T 細(xì)胞因子（T cell factor，TCF）轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的形成是級(jí)聯(lián)反應(yīng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，小檗堿可通過(guò)多種途徑抑制WNT 通路活性。在HCT116、RKO、DLD1 和Caco2 細(xì)胞系中，小檗堿通過(guò)調(diào)控葡萄糖代謝的形式，抑制固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白裂解激活蛋白（SREBP cleavage-activating protein，SCAP）/膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1（sterol regulatory element binding protein-1）誘導(dǎo)的游離脂肪酸（free fatty acids，F(xiàn)FA）生成，并減少表面標(biāo)記為CD9、CD63 和腫瘤易感基因101（tumor susceptibility gene 101，TSG101）的胞外小泡的產(chǎn)生和分泌，從而抑制WNT 通路[7-8]。針對(duì)WNT 通路下游β-catenin 相關(guān)的轉(zhuǎn)錄激活途徑，在HT29 細(xì)胞系中，30 μmoL/L 小檗堿通過(guò)下調(diào)基因間長(zhǎng)鏈非編碼RNA（large intergenic noncoding RNA，lincRNA）表達(dá)以減少β-catenin 表達(dá)[9]，并在一項(xiàng)處理濃度為10 μmoL/L 的研究中發(fā)現(xiàn)，小檗堿還通過(guò)抑制β-catenin 的核易位過(guò)程[10]，以減少細(xì)胞核內(nèi)βcatenin 表達(dá)；而在KM12C 細(xì)胞核內(nèi)，12.5～25μmoL/L 小檗堿與視黃醇X 受體α（retinoid X receptor α，RXRα）特異性結(jié)合，不僅提高了RXRα的下游靶基因叉頭框蛋白O3（forkhead box O3，F(xiàn)OXO3A）和環(huán)氧化酶-2（cyclooxygenase 2，COX2）等因子的轉(zhuǎn)錄活性，而且增強(qiáng)了RXRα 與β-catenin的結(jié)合；在此過(guò)程中，小檗堿還通過(guò)激活的RXRα途徑和促進(jìn)E3 泛素連接酶（Cbl proto-oncogene，c-Cbl）的核易位方式增強(qiáng)c-Cbl 的表達(dá)，導(dǎo)致βcatenin 與c-Cbl 的相互作用增強(qiáng)以促進(jìn)β-catenin的降解[11]；最終抑制了β-catenin/TCF 轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的形成，導(dǎo)致下游細(xì)胞周期相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄失活[11]，誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯。

其中，細(xì)胞周期蛋白D1（Cyclin D1）是細(xì)胞周期G1過(guò)渡至S 期的關(guān)鍵事件。小檗堿對(duì)Cyclin D1的調(diào)控，不僅通過(guò)抑制WNT/β-catenin 的信號(hào)通路，還通過(guò)影響其他通路作用以抑制Cyclin D1 表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，在HCT116 和SW480 細(xì)胞系中，25～100 μmoL/L 小檗堿可以抑制磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K）/磷酸激酶B（protein kinase B，AKT）通路以抑制Cyclin D1 表達(dá)，具體表現(xiàn)為小檗堿通過(guò)直接與胰島素樣生長(zhǎng)因子II mRNA 結(jié)合蛋白3（insulin like growth factor II mRNA binding protein 3，IGF2BP3）的Glu93、Trp94和Glu476 相互作用的方式，和增強(qiáng)三聯(lián)基元21（tripartite motif containing 21，TRIM21）與IGF2BP3結(jié)合的方式以促進(jìn) IGF2BP3 降解，從而干預(yù)PI3K/AKT 通路[12]；在SW480 細(xì)胞中，1～9 μmoL/L小檗堿可以抑制NOTCH 通路以上調(diào)蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatase，PTEN）蛋白，進(jìn)而抑制PI3K/AKT 通路[13]。另外，在HT29 和HCT116 細(xì)胞系中，2.5～10 μmoL/L 小檗堿與M2型丙酮酸激酶（pyruvate kinase M2，PKM2）的I119和F244 結(jié)合并促進(jìn)PKM2 泛素化，導(dǎo)致信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）的Y705 位點(diǎn)磷酸化減少，進(jìn)而抑制Cyclin D1 表達(dá)[14]。近期也有研究指出，在HT29 和SW480 細(xì)胞系中，小檗堿通過(guò)下調(diào)音猬因子（sonic hedgehog，SHH）、補(bǔ)綴同源物1（patched homolog 1，PTCH1），上調(diào)融合同源物抑制因子（suppressor of fused homolog，SUFU）的表達(dá)以抑制旁分泌Hedgehog 通路，進(jìn)而影響Cyclin D1 表達(dá)[15-17]。

小檗堿除了影響信號(hào)通路傳導(dǎo)以抑制細(xì)胞增殖外，有研究在10～40 μmoL/L 小檗堿處理的HCT116和HT29 細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)，小檗堿不僅通過(guò)抑制βcatenin/TCF 下游的肥胖基因相關(guān)蛋白（fat mass and obesity-associated protein，F(xiàn)TO）啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄激活，而且下調(diào)甲基轉(zhuǎn)移酶樣蛋白3（methyltransferase like 3，METTL3）和上調(diào)Wilms 腫瘤蛋白1 相關(guān)蛋白（Wilms’tumor 1 associating protein，WTAP）等因子以影響FTO m6A 甲基化，進(jìn)而抑制細(xì)胞干性以影響細(xì)胞增殖[18]。在SW620 和HCT116、CT26 細(xì)胞系中分別發(fā)現(xiàn)，100 μmoL/L 和50 μmoL/L 小檗堿通過(guò)末端堆疊、凹槽或環(huán)結(jié)合模式、π-π 疊加的方式，分別與Kirsten 大鼠肉瘤病毒癌基因同源物（Kirsten rat sarcoma viral oncogene，KRAS）和C-髓細(xì)胞增生原癌基因（C-myelocytomatosis viral oncogene homolog，C-MYC）的啟動(dòng)子G-四聯(lián)體結(jié)合，以降低其mRNA及蛋白表達(dá)[19-20]。而且在HCT116 細(xì)胞系中，10.54μmoL/L 小檗堿下調(diào)端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（telomerase reverse tranase，TERT）mRNA 和端粒酶基因（telomerase RNA component，TERC）以縮短端粒長(zhǎng)度[21]，減少細(xì)胞DNA 復(fù)制及壽命（圖1）。

圖1 小檗堿抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的細(xì)胞周期和增殖Fig.1 Berberine inhibits cell cycle and proliferation of colorectal cancer cells

因此，小檗堿對(duì)CRC 細(xì)胞的增殖作用影響涉及多方面，主要抑制WNT/β-catenin、PI3K/AKT、PKM2/STAT3、Hedgehog 等通路以影響細(xì)胞周期相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞周期阻滯，還可以通過(guò)抑制細(xì)胞干性、直接結(jié)合KRAS 和C-MYC 等原癌基因和影響端粒長(zhǎng)度，抑制細(xì)胞增殖。

2 小檗堿抑制CRC 細(xì)胞EMT 與遷移

EMT 是指上皮細(xì)胞逐漸失去上皮表型，獲得間質(zhì)性細(xì)胞的特征，與細(xì)胞侵襲、遷移有關(guān)，是腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵機(jī)制。小檗堿可以上調(diào)E-鈣黏附蛋白（epithelial cadherin，E-cadherin），下調(diào)波形蛋白（vimentin）以及α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（αsmooth muscle actin，α-SMA）以抑制細(xì)胞EMT 進(jìn)程，抑制基質(zhì)金屬蛋白酶 13 （ matrix metalloproteinases-13，MMP13）、表皮調(diào)節(jié)素（epiregulin，EREG）和黏蛋白16（mucin 6，MUC6）以抑制CRC 細(xì)胞遷移。

轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factor β，TGF-β）/果蠅母本抗生存因子蛋白（small mother against decapentaplegic，Smad）是影響腫瘤細(xì)胞EMT過(guò)程的關(guān)鍵通路，在腫瘤早期呈現(xiàn)抑癌作用，在晚期反而會(huì)促進(jìn)腫瘤發(fā)展。在腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞CCD-18Co 培養(yǎng)基誘導(dǎo)的結(jié)腸上皮細(xì)胞HCoEpiCs中，25～100 μmoL/L 小檗堿下調(diào)TGF-β 受體Ⅰ（TGF-β receptor Ⅰ，TβRI）、TβRⅡmRNA 表達(dá)，抑制Smad2、Smad3、Smad4 表達(dá)水平及其磷酸化[22]；而另有研究顯示，在SW480 細(xì)胞培養(yǎng)基誘導(dǎo)的結(jié)腸上皮細(xì)胞HCoEpiCs 中，同樣劑量的小檗堿上調(diào)了p ‐Smad3及Smad4 的表達(dá)，因此推測(cè)小檗堿介導(dǎo)的抗EMT 作用與Smad3、Smad4 無(wú)關(guān)[23]；實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異考慮與細(xì)胞培養(yǎng)基有關(guān)，也表明小檗堿對(duì)TGF-β 通路的影響還需進(jìn)一步研究，但目前結(jié)果均顯示，小檗堿可以調(diào)控TGF-β 通路以抑制EMT。

小檗堿對(duì)腫瘤細(xì)胞遷移的影響還與其他蛋白調(diào)控有關(guān)，在HT29、HCT116 和HCT8 細(xì)胞系中，12.5μmoL/L 小檗堿通過(guò)上調(diào)早幼粒細(xì)胞白血病鋅指蛋白（promyelocytic leukemia zinc finger，PLZF）表達(dá)，增加SCAP 泛素化，從而抑制SCAP/SREBP-1/脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，F(xiàn)ASN），進(jìn)而抑制細(xì)胞遷移[24]，可能與細(xì)胞膜骨架重塑有關(guān)。另外，在10 ng/ml TGF-β1 處理的鼠源性CRC 細(xì)胞中，105 μg 小檗堿可通過(guò)增加 DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶 1（DNA methyltransferase 1，DNMT1）、DNMT3A、DNMT3B和小分子核糖核酸152（micro RNA 152，miR-152）、miR-429、miR-29a 的表達(dá)，從而下調(diào)α-SMA 水平[25]。在HCA27 細(xì)胞中，30～100 μmoL/L 小檗堿可劑量依賴性下調(diào)EMT 相關(guān)的鈣/鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶Ⅱ（Ca/calmodulin dependent protein kinase Ⅱ，CaMKⅡ）和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)有關(guān)的四分子交聯(lián)體 13（transient overexpression lysate of tetraspanin 13，TSPAN13）[26]。而在100～200 mg/kg 小檗堿處理4 周的荷瘤小鼠CRC 轉(zhuǎn)移灶中發(fā)現(xiàn)，小檗堿可以與Hairy相關(guān)分解基因（Hairy/enhancer of split related with yrpw motif 2，HEY2）的HIS-99 基團(tuán)形成氫鍵結(jié)合以下調(diào)HEY2 表達(dá)，并上調(diào)E-cadherin[27]（圖2）。

圖2 小檗堿抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的EMT 過(guò)程和遷移Fig.2 Berberine inhibits EMT process and migration of colorectal cancer cells

因此，小檗堿對(duì)于細(xì)胞分化、遷移功能的影響，主要涉及TGF-β 和脂質(zhì)代謝、DNA 復(fù)制等功能，還與轉(zhuǎn)移灶中的HEY2 表達(dá)有關(guān)，具體調(diào)控機(jī)制有待深入探討。

3 小檗堿促進(jìn)CRC 細(xì)胞的凋亡與自噬

細(xì)胞自噬和凋亡之間存在錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，是細(xì)胞程序性死亡的重要方式。小檗堿可明顯促進(jìn)多種CRC 細(xì)胞系的凋亡及自噬增加，多體現(xiàn)在下調(diào)抗凋亡蛋白 B 細(xì)胞白血病/淋巴瘤-2（B cell lymphoma-2，Bcl-2）等表達(dá)，上調(diào)凋亡蛋白（Bcl-2-associated X，Bax）、多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶[Poly (ADP-ribose) Polymerase，PARP]、活化的半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3（cleaved cysteinyl aspartate specific proteinase-3，c-Caspase-3）、c-Caspase-9，并增加3 型天然淋巴細(xì)胞Ⅱ（group 3 innate lymphoid cell Ⅱ，ILC3-Ⅱ）/ILC3-I 的值，促進(jìn)自噬小體生成。

Bcl-2 蛋白家族的成員是內(nèi)在線粒體凋亡途徑的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，與細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。在HT29 和HCT116 細(xì)胞系中，小檗堿可以通過(guò)上調(diào)細(xì)胞質(zhì)中長(zhǎng)鏈非編碼RNA 癌易感性候選基因2（long noncoding RNA cancer susceptibility candidate 2，lncRNA CASC2），增強(qiáng)lncRNA CASC2 與RNA 結(jié)合蛋白AU 結(jié)合因子1（AU rich element RNA binding factor 1，AUF1）結(jié)合以抑制AUF1與Bcl-2mRNA 的結(jié)合[28]；并通過(guò)上調(diào)的lncRNA CASC2 以促進(jìn)調(diào)味增強(qiáng)子同源物2（enhancer of zeste homolog，EZH2）表達(dá)，增加EZH2 與Bcl-2 啟動(dòng)子的結(jié)合[29]，進(jìn)而破壞Bcl-2 的翻譯穩(wěn)定性。在患者類器官模型、CCD-18Co 誘導(dǎo)的結(jié)腸上皮細(xì)胞HCoEpiCs 細(xì)胞和CRC患者的手術(shù)標(biāo)本中分別證實(shí)，小檗堿也可能通過(guò)抑制PKM2/STAT3、TGF-β/Smad 信號(hào)通路，下調(diào)Bcl-2 表達(dá)[14,23,30]。針對(duì)Bcl-2 的下游蛋白Caspase 家族，在HCT116、CACO2 和HCT115 細(xì)胞系中，小檗堿可通過(guò)抑制miR-21[31]、上調(diào)miR-515-5p[32]、miR-429 和miR-497-5p[33]，促進(jìn)Caspase-3 的表達(dá)。另外，有研究在1～10 mg/kg 飼養(yǎng)4 周的HCT116 荷瘤小鼠中證實(shí)，小檗堿可以破壞線粒體釋放細(xì)胞色素C（cytochrome C）[34]，誘導(dǎo)Caspase-3、Caspase-9 上調(diào)。

熱休克蛋白（heat shock protein，HSP）是存在于細(xì)胞內(nèi)的重要分子伴侶蛋白，具有維持細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的作用。有研究在1～9μmoL/L 小檗堿處理的SW480 細(xì)胞和5～10 mg/kg小檗堿處理3 周的HCT116 荷瘤小鼠等實(shí)驗(yàn)中證明，小檗堿可抑制Hsp90、組蛋白去乙?；福╤istone deacetylase，HDAC）、PI3K 和雷帕霉素機(jī)械靶蛋白（mechanistic target of rapamycin，mTOR）蛋白，以發(fā)揮其促凋亡能力[14,35]。另外，在HCT116、DLD1 和HepG2 細(xì)胞中，50～350 μmoL/L 小檗堿可通過(guò)上調(diào)轉(zhuǎn)錄激活因子6（recombinant activating transcription factor 6，ATF6）mRNA 水平、抑制Hsp 70 成員之一的葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78（glucose regulated protein 78，GRP78）的泛素化，并且促進(jìn)GRP78 與空泡分選蛋白34（vacuolar protein sorting 34，Vps34）的結(jié)合，促進(jìn)細(xì)胞自噬[36]；但是，也有研究表明，50～100 μmoL/L 小檗堿處理SW480 細(xì)胞系后，細(xì)胞膜及細(xì)胞內(nèi)的GRP78 下調(diào)[37]。因此，在不同CRC細(xì)胞系中，小檗堿對(duì)GRP78 的影響暫無(wú)法統(tǒng)一，但均導(dǎo)致自噬能力增加（圖3）。

圖3 小檗堿促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的凋亡和自噬Fig.3 Berberine promotes apoptosis and autophagy of colorectal cancer cells

因此，小檗堿可通過(guò)促進(jìn)lncRNA CASC2 表達(dá)和抑制PKM2/STAT3、TGF-β/Smad、PI3K/mTOR 信號(hào)通路影響細(xì)胞凋亡和自噬，還涉及l(fā)ncRNA、microRNA 和HSP 的調(diào)控。

4 小檗堿影響CRC 細(xì)胞代謝與腸道菌群

腸道代謝與菌群與腸道屏障、先天免疫和腸道修復(fù)功能息息相關(guān)，與飲食、運(yùn)動(dòng)、吸煙、飲酒、藥物等環(huán)境因素有關(guān)，小檗堿可通過(guò)改善腫瘤細(xì)胞代謝和恢復(fù)腸道菌群以抑制CRC 進(jìn)展。

缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）是HIF-1 的氧調(diào)節(jié)亞基，具有強(qiáng)大的促血管生成作用并促進(jìn)氧氣向細(xì)胞運(yùn)輸，是糖酵解過(guò)程的關(guān)鍵蛋白。已有研究證實(shí)，在HCT116 細(xì)胞中，50 μmoL/L 小檗堿直接與HIF-1α 的G-四聯(lián)體結(jié)合[19]，并通過(guò)抑制mTOR 的磷酸化以抑制HIF-1α 蛋白的表達(dá)，進(jìn)一步抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（glucose transporter 1，GLUT1）、乳酸脫氫酶A（lactate dehydrogenase A，LDHA）和己糖激酶2（hexokinase 2，HK2）mRNA 水平，導(dǎo)致細(xì)胞的葡萄糖攝取率降低[38]；而且，有實(shí)驗(yàn)在6.25～25 mg/kg小檗堿處理3 周的HCT116 荷瘤小鼠中證實(shí)，小檗堿通過(guò)下調(diào) HIF-1α、上調(diào)鳥氨酸脫羧酶抗酶（ornithine decarboxylase antizyme 1，OAZ1），進(jìn)而降低腫瘤組織中D-乳酸的含量[39]。

小檗堿還通過(guò)其他途徑參與葡萄糖代謝過(guò)程。有實(shí)驗(yàn)結(jié)合2.5～10 μmoL/L 小檗堿處理的HT29 和HCT116 細(xì)胞系、5～10 mg/kg 小檗堿喂養(yǎng)4 周的HT29 荷瘤小鼠證實(shí)，小檗堿通過(guò)改變PKM2 空間結(jié)構(gòu)以抑制其表達(dá)，進(jìn)而抑制乳酸、丙酮酸生成[14]；在CACO2、LOVO 等細(xì)胞系中，20～40 μmoL/L 小檗堿也降低了檸檬酸合酶（citrate synthase，CS）、線粒體翻譯延伸因子Tu（mitochondrial Tu translation elongation factor，TUFM）、線粒體核糖體蛋白L11（mitochondrial ribosomal protein L11，MRPL11）等蛋白的表達(dá)，調(diào)控三羧酸循環(huán)等系統(tǒng)[40-41]；

脂質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞骨架的主要結(jié)構(gòu)，也是功能信號(hào)傳導(dǎo)和細(xì)胞活動(dòng)的主要能量來(lái)源，脂質(zhì)代謝紊亂可幫助腫瘤生長(zhǎng)和發(fā)展。小檗堿除了通過(guò)調(diào)控HIF-1α 以抑制多胺類物質(zhì)生成[39]，在HT29、HCT116 和HCT8 細(xì)胞中，12.5 μmoL/L 小檗堿上調(diào)PLZF 泛素酶以促進(jìn)SCAP 的降解[24]；并在DLD1 和 Caco-2 細(xì)胞系中進(jìn)一步驗(yàn)證，6.25μmoL/L 小檗堿可通過(guò)抑制SCAP 從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基體的易位，進(jìn)而影響SREBP-1 與SCAP 的結(jié)合，以抑制SREBP-1 的激活和核易位[8]；而且在HCT116 和RKO 細(xì)胞系中，2.5～5 μmoL/L 小檗堿可激活腺苷酸活化蛋白激酶（adenosine 5’monophosphate activated protein kinase，AMPK）的Thr172 位點(diǎn)和乙酰輔酶A 羧化酶（acetyl CoA carboxylase，ACC）的Ser79 位點(diǎn)磷酸化[7]，從而抑制下游FASN 和ATP-檸檬酸裂解酶（ATP citrate lyase，ACL）等脂肪生成酶的表達(dá)，抑制FFA 和三酰甘油（triglyceride，TG）的生成。

菌群影響著腸道內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收、免疫防御功能、腸上皮化生等方面，菌群失調(diào)通過(guò)毒性代謝物累積、誘導(dǎo)慢性炎癥、抑制免疫等方面參與CRC 的發(fā)展。有實(shí)驗(yàn)通過(guò)基于微生物功能的PICRUSt 分析100 mg/kg 小檗堿處理HCT116 荷瘤小鼠糞便發(fā)現(xiàn)，小檗堿上調(diào)了糖代謝相關(guān)功能和短鏈脂肪酸（short chain fatty acid，SCFA）相關(guān)菌群的濃度[42-43]。表現(xiàn)為在門水平上，厚壁菌門和放線菌門的豐度恢復(fù)，以及擬桿菌門、變形菌門和疣微菌門的增生抑制，在屬水平上，擬普雷沃氏菌屬、黃曲霉屬和顫桿菌克有關(guān)SCFA 生成的菌群，以及乳桿菌科等有益菌群的豐度恢復(fù)，和紫單胞菌科、杜氏乳桿菌、另枝菌屬等潛在致病菌的增長(zhǎng)抑制。有研究通過(guò)基于BugBase的表型分析8 mg/kg 小檗堿處理HT29 荷瘤小鼠糞便顯示，小檗堿上調(diào)了革蘭陰性菌、兼性菌、需氧菌的表達(dá)，并下調(diào)了革蘭陽(yáng)性菌、厭氧菌的水平[16,42-48]（圖4）。

圖4 小檗堿影響結(jié)直腸癌的細(xì)胞代謝和腸道菌群Fig.4 Berberine affects cell metabolism and intestinal flora in colorectal cancer

因此，小檗堿可以改善CRC 患者的細(xì)胞代謝和腸道菌群恢復(fù)，表現(xiàn)為抑制CRC 細(xì)胞的葡萄糖攝取、減少FFA、TG 生成、增加SCFA，但對(duì)于氨基酸代謝影響研究較少。而且，對(duì)于小檗堿對(duì)腸道菌群多樣性的影響還沒有統(tǒng)一意見，可能原因是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不足，再或者是小檗堿在減少條件致病菌種類的同時(shí)，促進(jìn)了益生菌群的豐富，導(dǎo)致的多樣性變化差異，但均顯示，小檗堿也可以通過(guò)恢復(fù)腸道菌群豐度，增加益生菌/致病菌的比例，促進(jìn)腸道環(huán)境恢復(fù)。

5 小檗堿抑制細(xì)胞炎癥與氧化

炎癥反應(yīng)是機(jī)體對(duì)刺激的自主防御反應(yīng)并分泌炎癥相關(guān)因子，可以促進(jìn)機(jī)體修復(fù)和損傷修復(fù)，但當(dāng)炎癥長(zhǎng)期存在時(shí)，會(huì)逐漸演變成慢性炎癥并促進(jìn)腫瘤形成。有研究在105～210 mg/kg 小檗堿處理2周的AOS/DSS 小鼠和100 mg/kg 小檗堿處理14 周的AOS/DSS 小鼠中證實(shí)，小檗堿在影響菌群豐度的同時(shí)，也抑制白細(xì)胞介素-6（interleukin 6，IL-6）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)[40]，并在50 mg/kg 小檗堿處理的DSS 誘導(dǎo)ApcMin/+小鼠中進(jìn)一步證明，小檗堿抑制c-Jun 氨基末端激酶（C-JunNterminal kinase，JNK）、STAT3、表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR ） 和細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）磷酸化，并降低趨化因子配體 1 [chemokine (C-X-C Motif) ligand 1，Ccl1]、Ccl8 等炎癥指標(biāo)[46-49]。

氧化應(yīng)激是指細(xì)胞受到刺激后的氧自由基與氧還原系統(tǒng)失衡，生成大量活性氧（reactive oxygen species，ROS），引起DNA 損傷。小檗堿對(duì)于氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的DNA 損傷恢復(fù)作用機(jī)制，通過(guò)不同的小鼠模型展示。在細(xì)胞培養(yǎng)基中加入多環(huán)芳烴B[a]P 后，可見5 μmoL/L 小檗堿降低ROS、TNFα和解耦蛋白2（uncoupling protein 2，UCP2）mRNA表達(dá)，破壞了三者間的相互影響，降低了腫瘤細(xì)胞團(tuán)的形成[50]。在75 mg/kg 小檗堿處理10 周的1,2-二甲基肼（1,2-dimethylhydrazine，DMH）構(gòu)建的DNA 甲基化小鼠中，小檗堿可下調(diào)髓過(guò)氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）、COX 等氧化物酶類表達(dá)，并上調(diào)谷胱甘肽（glutathione，GSH）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）等還原酶類表達(dá)，恢復(fù)DMH 對(duì)結(jié)腸黏膜造成的杯狀細(xì)胞丟失、層狀結(jié)構(gòu)紊亂等損傷[51]。在腺病毒感染的偶氮甲烷/硫酸葡聚糖鈉鹽（azoxymethane/dextran sulfate，AOM/DSS）小鼠中，28 mg/kg 小檗堿處理5 周可以上調(diào)Dicer 表達(dá)并降低IL-6 表達(dá)，減輕腸道損傷[52]。

因此，小檗堿可以降低炎癥趨化相關(guān)因子、提高抗氧化自由基清除能力，并修復(fù)DNA 損傷，以抑制CRC 進(jìn)展，對(duì)于巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞功能影響的研究還沒有明確報(bào)道，未來(lái)有望以此為新的研究方向，深入認(rèn)識(shí)小檗堿對(duì)于CRC 的抗炎作用。

6 結(jié)語(yǔ)與展望

既往的CRC 治療方式往往以手術(shù)和西藥治療為主，中醫(yī)藥學(xué)作為是中國(guó)古代科學(xué)的瑰寶，至今已有數(shù)千年的歷史，但由于理論體系不同于西醫(yī)學(xué)，在臨床的應(yīng)用中受到限制。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)者們也可以從分子層面解釋中醫(yī)藥學(xué)的治療機(jī)制，以期建立中西醫(yī)結(jié)合防治腫瘤的治療方式。

小檗堿治療CRC 的作用涉及多種機(jī)制（表1），包括細(xì)胞周期、分化遷移、凋亡自噬、循環(huán)代謝、菌群調(diào)節(jié)、氧化應(yīng)激等多方面，但這些研究大多針對(duì)小檗堿對(duì)腫瘤細(xì)胞活性的影響，而對(duì)病灶組織免疫細(xì)胞的影響作用尚且缺乏報(bào)道。目前已有研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿在肺癌中可以抑制PD-L1 表達(dá)以活化T細(xì)胞[53]，在黑色素瘤中可以調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡[54]。未來(lái)，有望從免疫調(diào)節(jié)等方面，進(jìn)一步探索小檗堿對(duì)CRC 患者的影響。

為了進(jìn)一步提高小檗堿的抗腫瘤作用，學(xué)者們展開了對(duì)小檗堿的結(jié)構(gòu)活性修飾研究，研究位點(diǎn)主要集中于C-8、C-9 和C-13 位置，并提出聯(lián)合多位點(diǎn)修飾、修飾基團(tuán)改進(jìn)等方面拓寬發(fā)展空間，現(xiàn)已成功構(gòu)建13-[CH2CO-Cys (Bzl)-OBzl]-小檗堿[55]、1,13-環(huán)化小檗堿[56]、季小檗堿-12-N,N-二甲胺氯[57]、9,13-二取代小檗堿[58]、3,9-二甲氧基-5,6-二氫異喹啉并[3,2-a]異喹啉-7-氯化銨[59]，并在體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證，但這些結(jié)構(gòu)修飾實(shí)驗(yàn)是否可以在臨床治療中獲得類似效果，還需探討。

現(xiàn)已提出小檗堿聯(lián)合伊立替康、5-氟尿嘧啶等化療治療策略，可以有效減輕腹瀉、便血等化療副反應(yīng)，并有可能改善化療耐藥性[12,58,60]。而小檗堿聯(lián)合吳茱萸堿、低聚原花青素、穿心蓮等其他植物化合物使用時(shí)，也可以產(chǎn)生明顯的協(xié)同作用[7,61-64]。而近年來(lái)新起的靶向和免疫治療受到了藥物副反應(yīng)和作用靶點(diǎn)的局限性，那么小檗堿是否可以聯(lián)合靶向及免疫治療，改善患者治療環(huán)境，也是值得探討的地方。

但是，小檗堿的水溶性差、生物利用度較低（在小腸內(nèi)的吸收度0.5%，體循環(huán)內(nèi)下降至0.35%）[65]，影響腸道吸收效果，目前已提出聯(lián)合納米技術(shù)（聚合物基、磁性介孔二氧化硅基、石墨烯基等納米顆粒載體）克服該缺點(diǎn)[66]，改善小檗堿藥物動(dòng)力學(xué)，但在CRC 的應(yīng)用研究較少，作用效能及安全性均需更多比對(duì)。而且，目前的大部分實(shí)驗(yàn)僅停留在體外細(xì)胞株和小鼠模型階段，是否可以在廣大患者身上取得普遍性療效還尚未可知，因此，小檗堿的抗腫瘤作用迫切需要臨床實(shí)際數(shù)據(jù)以進(jìn)一步驗(yàn)證。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突