白藜芦醇抗肿瘤作用机制

白藜芦醇抗肿瘤作用机制

白藜芦醇(resverat rol) 广泛存在于自然界中,是植物在受到外来侵害时所产生的一种抗体性物质,具有保护心血管、调节血脂、抗病原微生物、护肝等多种生物学作用1 ,2 。J ang 等3 于1997 年系统地报道了白藜芦醇的抗肿瘤作用,研究认为白藜芦醇作为天然的肿瘤化学预防剂,对肿瘤的起始、促进、发展三个阶段均有抑制作用;能够抗突变、抗氧化,清除自由基,

并诱导Ⅱ期药代谢酶(抗起始活性) 和环氧化酶(cyclooxygenase , COX) 及过氧化氢酶活性,有很强的抗炎作用(抗促进活性) ;并能诱导人早幼粒细胞性白血病细胞株HL60 (抗发展作用) 的分化4 ～6 ,本文就白藜芦醇的抗肿瘤作用机制进行简述如下。

1 抗氧化作用

自由基损伤被公认是引起细胞DNA 损伤进而导致细胞恶变的重要机制之一,白藜芦醇即3 ,5 ,8- 三羟基二苯乙烯(3 ,5 ,8 - t ri hydroxyl2stilbene) 是一种强抗氧化剂,对由氧化应激引起的细胞组织损伤有明显的保护作用,白藜芦醇还能减少H2O2产生,明显抑制大鼠红细胞的自氧化溶血和由H2O2引起的氧化溶血,对小鼠心、肝、脑、肾等脏器的体外过氧化脂质的产生有明显的抑制作用7 ,8 ,能有效的清除AAPH(盐酸2 ,2’- 偶氮(异丙基脒) 和Fe/ 抗坏血酸产生的自由基和抑制硫代巴比妥酸反应物生成9 。De Salvia 等10 研究了白藜芦醇清除活性氧的能力,结果表明,白藜芦醇能干预氧化代谢过程,减轻H2O2产生的活性氧自由基对DNA 分子的损伤。Yen 等11 则通过研究表明, 白藜芦醇在10～100μmol/ L范围内能有利于谷胱甘肽的生成,调节抗氧化酶———谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶的活力,抑制过氧化氢酶的活力,减轻自由基对淋巴细胞DNA 的损伤。白藜芦醇能抑制Fenton反应产生的羟自由基(hydroxy radical ,OH·) 对小牛胸腺DNA 的氧化损伤。Lopez 等12 利用高效液相色谱分析了白藜芦醇对自由基诱导的DNA 损伤所产生的生物标志物———82羟基脱氧鸟苷(82hydroxy2 22deoxyguanosine ,82OH2dG) 的影响,结果表明,白藜芦醇能明显抑制OH·引起的DNA 损伤,其半数抑制浓度( IC50 ) 为10. 9 ±0. 3μmol/ L ,且白藜芦醇与维生素C、褪黑素有协同效应,并能以剂量依赖的形式抑制由佛波酯诱导的HL60细胞株产生自由基,因而减轻DNA 氧化损伤。白藜芦醇还通过对Cu2 + 的螯合作用而抑制低密度脂蛋白(low density lipopro2

tein ,LDL) 的氧化。白藜芦醇能抑制膜脂的过氧化,对大鼠肝细胞微粒体中脂质过氧化的半数抑制浓度比槲皮素低3 倍。白藜芦醇对β2淀粉样蛋白引起的PC12 细胞凋亡有预防作用,能降低β2淀粉样蛋白的细胞毒性及因此而产生的细胞凋亡及

细胞间活性氧介导物的积累,抑制β2淀粉样蛋白诱导激活的核因子kappaB (nuclear factor kappaB , NF2κB) 活性和因β2淀粉样蛋白影响所致的线粒体膜电位的降低13 。白藜芦醇的抗氧化、抗自由基作用对于预防和治疗因氧化损伤引起的各种紊乱和失调具有非常深远的意义。

2 抑制NF2κB活性

白藜芦醇的抗肿瘤作用与抑制κ B 激酶活化密切相关,Holmes2McNary 等14 对白藜芦醇是否可以调整NF2κ B 活性进行研究,发现白藜芦醇具有抑制NF2κB 活化调控的关键因子———κ B 激酶活性的作用,白藜芦醇通过阻断κ B 激酶活性,抑制NF2κ B 活化而抑制癌症,为阻断肿瘤发生方面提供了合理的分子机理。白藜芦醇是NF2κ B 活化和NF2κ B 依赖性基因表达的强效抑制剂,其机理可能是抑制上游的信号元件,白藜芦醇可以阻断编码单细胞化学诱

导物蛋白21 基因(属于NF2κ B 调控的基因) 表达,诱导纤维母细胞凋亡。Afaq 等15 对白藜芦醇干预紫外线B(ult raviolet B ,UVB) 辐射引起的SKH21 裸鼠皮肤损伤进行了研究,0. 2 ml 25 μmol/ L 白藜芦醇丙酮溶液干预能明显抑制短期UVB 暴露的

SKH21小鼠的皮肤癌,同时抑制UVB 诱导的COX 活力和鸟氨酸脱羧酶活力及酶蛋白的表达,降低因UVB引起的脂质过氧化。进一步的研究结果表明,白藜芦醇干预UVB 辐射引起的SKH21 裸鼠皮肤损伤的保护作用是由于白藜芦醇能以剂量依赖和时间依赖

方式阻止UVB 诱导的NF2kB 的激活,抑制Iκ2α的磷酸化和降解所致16 。Pellegatta 等17 研究了白藜芦醇对NF2κ B 信号通道的影响,由肿瘤坏死因子α( TNF2α) 诱导的p502NF2κ B 和p652NF2κ B 不受短时间白藜芦醇处理(30 min) 的影响,但受长时间(24h) 白藜芦醇处理的影响。白藜芦醇能调节IκBα、p652NF2κB、p502NF2κ B 的Tyr 残基磷酸化, 调节IκBα的转录活性。Ashikawa 等18 发现白藜芦醇能以剂量和时间依赖方式阻断TNF2α诱导的NF2κB的活化,抑制TNF2α诱导的NF2κ B 的p65 亚单

位磷酸化和核转位及NF2κ B 依赖的报告基因的转录,阻断由佛波酯、脂多糖、H2O2 、神经酰胺等诱导的NF2κ B 的活化,抑制TNF2α诱导的有丝分裂原激活的蛋白激酶激酶(mitogen activated protein kinase ki2nase ,MAPKK) 和c2J un NH2末端的活化,

研究认为其抑制NF2κ B 活化进而抑制NF2κ B 依赖的基因表达是通过抑制NF2κ B 活化的关键调节物———Iκ B 激酶的活性而产生的,白藜芦醇能诱导野生型P53 蛋白表达并使之活化,通过P53 途径诱导凋亡发生。进一步研究指出,白藜芦醇诱导的

P53 的活化和凋亡是由细胞外信号调节的蛋白激酶( extarcelularsignal regulated kinase , ERK) 和P38 激酶使P53 蛋白第15 位上的Ser 磷酸化所致。白藜芦醇还能抑制白介素Iβ诱导的NF2κ B 的激活,抑制骨髓白血病细胞的增殖。

3 阻滞细胞周期

细胞周期受多种基因调控网络的调控,这个调控网络的核心就是细胞周期蛋白依赖的激酶(cyclin dependent

kinases ,cdks) ,Ahmad 等20 发现在人类鳞状细胞癌A431 细胞中白藜芦醇通过调节cdks 抑制剂2细胞周期蛋白2cdk 之间相互作用,引起细胞阻滞于G1 期并随后诱导细胞凋亡。白藜芦醇对A431 细胞的有剂量依赖生长抑制作用;通过DNA细胞周期分析显示,细胞周期G1 期受到阻滞;免疫印迹分析显示白藜芦醇干预导致剂量和时间依赖的WAF1cip1 的诱导、细胞周期蛋白D1 、D2 和E、cdk2 、cdk4 和cdk6 蛋白表达的降低,表明白藜芦醇

治疗可导致与所有被检测的cdks 相关的蛋白激酶活性的降低,抑制细胞周期蛋白D1/ D22cdk6 、细胞周期蛋白D1/ D22cdk4 和细胞周期蛋白E2cdk2 复合物的形成,因此抑制细胞周期由G1 期向S 期转化,最终导致肿瘤细胞的凋亡。白藜芦醇能抑制

HT129 结肠癌细胞的增殖,使他们的分化集中于细胞周期的G2 期,白藜芦醇对G2 期的干扰伴随着p34 (Cdc2) 蛋白激酶的失活,促进p34 的Tyr 残基的磷酸化,酶动力学分析显示p34 活力的下降是通过对cdk 蛋白激酶活力的抑制来调节的,而Cdc25A磷酸

酶活力不受影响。此外,白藜芦醇处理的细胞显示有低水平的cdk7 蛋白激酶2Thr (161) 磷酸化p34CDC2生成,表明白藜芦醇是通过抑制cdk7 蛋白激酶的活力、细胞分化、细胞周期的G2 期,来抑制瘤细胞的增殖21 。白藜芦醇还能改变涉及细胞周期调节和细胞凋亡蛋白如细胞周期素( cyclin) 、cdks、p53 和cdk 抑制因子的基因表达,激活一系列p53 调节的基因和细胞凋亡或生长抑制相关的基

·258 · Chin J Dis Cont rol Prev 2005 J une ; 9 (3)因。通过芯片技术、RT2PCR、Western 印迹和荧光免疫分析白藜芦醇处理48 h 的雄激素敏感前列腺癌细胞LNCaP 显示, 对下游前列腺专一性抗原(prostate specific antigen , PSA) 、AC 共激活因子ARA24 和NF2kBP65 、P53 相关基因(如P53 、PIG7 、P21 (WAF1cip1) p300/ cbp 和Apaf21 等) 有调节作用,表明白藜芦醇对p300/ bcp 的影响在其抗癌作用中也起作用。

4 雌激素样效应