鹿茸提取物在肿瘤抑制中的作用及研究进展
时间：2022-12-09 18:00:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
杨天雄 吴 尽 裴 欣 武世瑶 刘学东
(东北林业大学野生动物与自然保护地学院，哈尔滨，150040)
近年来，人们越来越认识到天然产品的益处，鹿茸渐渐进入人们视野，相关研究报道日益增加。鹿茸是雄性鹿科(Cervidae)动物未骨化带绒毛的幼角，是特有的周期性再生器官，在鹿茸快速生长期，骨、软骨、神经、血管和皮肤等组织都以极高的速率增殖，堪比肿瘤发生发展的速度[1]。因此，鹿茸是研究肿瘤和相关信号通路的极佳模型。
鹿茸作为药材使用，在亚洲多国具有悠久的历史，主要以梅花鹿(Cervusnippon)和马鹿(C.elaphus)鹿茸为主，前者习称“花鹿茸”，后者习称“马鹿茸”，夏、秋二季锯取鹿茸，经阴干或烘干后制取而成，是我国药食同源代表的典型传统名贵中药，收录于2020版《中华药典》[2]。已有研究报道，鹿茸中含有多种生物活性物质，包括蛋白质、脂质和多糖等多种有机分子，以及钙、镁、钠、锌和铁等多种无机分子，这些生物活性物质在鹿茸中含量丰富，在鹿茸的不同部位中含量有差别，具有极大的潜力和研究价值，因此，对于鹿茸提取物进行更深入地研究十分必要[3-4]。
由于鹿茸生长速度极快，一些未被发现的低丰度或半衰期短的调节因子可能被过表达，在鹿茸中则更有可能被发现[5]。对鹿茸生物活性成分的研究可能有助于发现新的活性因子，这些活性因子可能是癌症等疾病的潜在治疗靶标[6]。
笔者基于已有的研究报道，对鹿茸提取物与肿瘤抑制相关的成果进行总结，为鹿茸提取物对肿瘤抑制的进一步研究提供参考。
1.1 鹿茸再生的生物学特征
鹿茸具有复杂的组织结构，已有的证据表明鹿茸包括软骨、骨、血管、神经和上皮等多种类型组织[7]。鹿茸的形成是在雄鹿进入青春期之后，每年更新一次。在春季，新生鹿角从颅骨突起(称为角柄)再生；
在夏季时鹿角快速地生长和分叉，再生鹿角被特殊的柔软毛皮包裹着，称为茸皮；
秋季鹿茸生长基本完成并骨化；
冬季鹿角附着在角柄上直到下一年春天脱落并进行下一轮再生[8]。
有研究认为，鹿茸再生是一个基于鹿茸干细胞再生的过程，鹿茸干细胞类似于间充质干细胞，具有胚胎干细胞的一些特性[9]。最近的研究将鹿茸干细胞分为三类：一是生茸区骨膜细胞(antlerogenic periosteal cells，APCs)，生发形成角柄和第1个鹿角，此后生茸区骨膜组织消失不见只留下角柄；
二是角柄骨膜细胞(pedicle periosteal cells，PPCs)，PPCs来源于APCs，PPCs在每年鹿角再生时大量增殖分化以满足鹿茸生长需求；
三是储备间充质细胞(reserve mesenchyme cells，RMCs)，促进鹿角快速生长。而且发现与角生长相关的基因RXFP2仅在鹿茸干细胞细胞系中表达，是鹿茸干细胞的一个标志基因[10-11]。
在鹿茸每个生长周期内，角柄骨膜快速地自我更新，短时间内可增殖百万级的细胞，55～60 d长出10 kg左右的鹿茸组织，梅花鹿生长速度可达到12.5 mm/d，马鹿甚至可达到27.5 mm/d[12]。在角柄骨膜细胞中可检测到一些与细胞增殖更新有关的酶和因子，如端粒酶和核干细胞因子[13]。
1.2 鹿茸生物活性成分
鹿茸作为产品时被人为分成鹿茸顶部、鹿茸中部和鹿茸基部，以及锯茸后骨化次年春季自然脱落的残角，称作鹿角盘。鹿茸顶部切片被称为蜡片，药效最高，最为珍贵；
中部切片被称为血片，药效稍次；
基部切片被称为基片或骨片，药效最次[14-15]。
鹿茸中含有丰富的氨基酸、多肽和蛋白质，被认为是最重要的生物活性成分，截至目前，已从鹿茸中分离鉴定出了19种氨基酸，其中天冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸和精氨酸等天然活性成分占鹿茸湿总质量的50%以上[16-17]。除氨基酸外，研究人员发现粗蛋白在鹿角顶部最多，中部和基部的蛋白含量相较于鹿角顶部显著下降，而胶原蛋白含量则正好相反，在顶部含量最低，往基部逐渐增加[18]。近年来，已有一些关于鹿茸的分子生物学研究，这些研究表明，各种生长因子在鹿茸周期性再生过程中表达[19-20]。如Lai等[21]的研究结果表明FGF-2诱导VEGF的表达，刺激并维持高速率的血管生成，为鹿茸的生长发育提供营养。而多肽因其低毒性、肠道吸收快和潜在治疗作用，越来越受到研究人员关注。王华等[22]从梅花鹿鹿茸中分离得到了相对分子质量为200～600的小肽活性组分，有明显的促成骨细胞作用。
除蛋白质外，鹿茸中含有大量的多糖和脂质，多糖和脂质在鹿茸中的含量从顶部到基部逐渐降低[23]。鹿茸中总含糖量为1.682%，还原糖含量为0.575%，可溶性糖含量为1.143%[24]。已有研究结果显示，鹿茸中粗脂肪含量最高，以及含有磷脂、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸等多类脂质，尤其是睾酮，在所有鹿茸生长期的样本中都可检测到[25]。
以上3类生物活性成分随着鹿茸发育时间的延长含量逐渐降低，这些生物活性物质是鹿茸在疾病治疗中起作用的关键。提取、分离并研究这些生物活性成分，对研究鹿茸提取物在多种疾病中的作用机制和药理基础至关重要。
2.1 鹿茸提取物在前列腺癌中的作用
前列腺癌是男性最常见的非皮肤癌症之一，死亡率仅次于结肠癌和肺癌，近年来前列腺癌的发病率持续上升，死亡率也随之增加，尽管前列腺癌在早期一般是惰性的，一旦发展至晚期几乎不可能治愈，因此，寻找前列腺癌的潜在治疗靶标是很重要的。
Tang等[26]于2015年首先发现了梅花鹿鹿茸在前列腺癌中有作用的第1例证据，一般认为抗氧化活性在预防癌症中起着重要作用，自由基清除活性测定法评价鹿茸3个部位的抗氧化活性，结果显示鹿茸顶部抗氧化活性最好，越往基部越次，这样的结果与此前关于鹿茸的生物活性成分相关研究结果一致。在试验中，经鹿茸提取物处理后，前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen，PSA)的表达下降，当前列腺发生异常时，PSA水平增加，可用于追踪前列腺癌病情发展。此外鹿茸提取物抑制了迁移相关基因MMP-9和VEGF的表达，前者参与肿瘤的发展时可促进肿瘤的迁移，后者是重要的血管生成因子，在多种恶性肿瘤中高表达。鹿茸提取物增加了TIMP-1和TIMP-2的表达水平，其在血管生成因子的作用下可抑制静态组织的增殖。Yang等[27]研究表明鹿茸蛋白可抑制PC-3M细胞的增殖能力，诱导细胞凋亡，初步证明了鹿茸提取物无明显毒性，具有比较好的生物安全性。
顺铂可抑制癌细胞的DNA复制过程，使其发生细胞凋亡，具有广谱的抗癌活性，因此被广泛用于癌症治疗，但会对肝肾产生副作用。Tang等[28]研究了鹿茸提取物对顺铂治疗下的肾肝副作用的影响，顺铂和鹿茸提取物试验组相对于单一顺铂处理组的超氧化物歧化酶和过氧化酶的抗氧化活性显著提高，肾肝病理坏死组织中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和IL-6、环氧合酶-2和诱导型氧化氮合酶的表达水平降低，因此，鹿茸提取物可能具有抑制顺铂毒性以及抗前列腺癌的作用。后续他们发现了鹿茸提取物可降低前列腺特异性抗原和二氢睾酮水平，提高了睾酮水平，下调了MMP-2、MMP-9、VEGF、SNAIL1、TWIST1和ZEB1的表达，上调了TIMP-1、TIMP-2和上皮细胞钙黏蛋白的表达，显著抑制前列腺癌异种移植瘤生长达65.08%[29]。
2.2 鹿茸提取物在乳腺癌中的作用
乳腺癌是由乳房组织发展成的癌症，在女性癌症中最常见，早期出现乳房肿块、组织增厚等症状，后期恶性可转移扩散至其他部位，包括骨、肝脏和大脑。杨吉利等[30]通过建立乳腺癌骨转移模型，鹿茸多肽给药处理后发现，鹿茸多肽可抑制破骨细胞过度激活和维持成骨细胞增殖，保护骨质，从而抑制肿瘤生长。付程浩等[31]建立乳腺癌小鼠模型，以鹿茸提取物灌胃，处理后发现鹿茸提取物可降低健康鼠的总T淋巴细胞数量和细胞毒性T淋巴细胞，增加荷瘤小鼠总T细胞和B细胞的数量并降低髓性抑制细胞的数量，进而增强了小鼠的免疫功能，抑制移植瘤的生长。
Zheng等[32]用鹿茸水提物处理荷瘤小鼠后发现其可增加小鼠外周血CD4+T细胞、CD8+T细胞和NK细胞的比例，减少骨髓源性抑制细胞，通过调节小鼠免疫系统从而抑制小鼠4T1肿瘤的生长。他们还发现鹿茸提取物可激活Cleaved Caspase3的表达，增加肿瘤细胞凋亡，降低了PECAM-1/CD31、MMP-2、MMP-9的表达水平，增大了CDH1/CDH2的比例，抑制了上皮-间充质转化，表明鹿茸提取物中含有多种肿瘤抑制蛋白，可抑制乳腺癌的发展和转移[33]。Xu等[34]发现，鹿茸提取物显著减少形成的乳腺球的数量和大小，抑制乳腺癌细胞的侵袭，鹿茸提取物通过体外可削弱NF-κB信号通路进而抑制乳腺癌细胞自发的或被TGF-β1增强了的上皮-间充质转化，表明鹿茸提取物在癌症治疗中是有价值的辅助治疗手段。
2.3 鹿茸提取物在胶质母细胞瘤和结肠癌中的作用
胶质母细胞瘤是一种最常见、也是最具侵袭性的脑癌，癌症初期症状不具特异性，并且发展迅速，病因以及预防方法都尚不清楚。最近有报道展示了鹿茸提取物在胶质母细胞瘤治疗中的潜在能力。徐岩等[35]发现鹿茸多肽提取物可使大量处于增殖期的肿瘤细胞阻滞于G2/M期，抑制了肿瘤细胞的增殖。Chonco等[36]发现经鹿茸提取物处理后癌细胞增值率降低了37.5%，集落形成能力降低了84.0%，迁移能力降低了39.0%，也证明了鹿茸提取物可诱导细胞周期的变化，促进癌细胞凋亡。
结肠癌是发生于结肠部位的消化道恶性肿瘤，吸烟、饮酒、高脂肪摄入和年龄增大等因素都可增加结肠癌风险。Kim等[37]早期发现鹿茸水提物可作为β-葡萄糖醛酸酶抑制剂，而β-葡萄糖醛酸酶活性高的人群患结肠癌的风险更高，经鹿茸提取物处理后的小鼠具有明显更少的异常隐窝。Fraser等[38]以鹿茸提取物持续处理26周发现其不会增加AOM诱导的结肠肿瘤的发生率、迁移率或体积，表明鹿茸提取物具有生物安全性，不会增强结肠癌的发展或扩散。
鹿茸的生长发育和周期性再生一直以来都是许多学者的研究重点，与肿瘤发展有非常相似的生长过程，成为研究肿瘤的良好模型。鹿茸的相关研究从早期简单研磨服用到现今深入具体的分子机制研究，多关注于鹿茸顶部的鹿茸多肽。鹿茸多肽中可能含有相当一部分的调节因子，影响癌细胞的周期进程，对癌细胞的增殖、迁移和凋亡等多方面产生影响，抑制癌症的发生发展。
现有报道表明，鹿茸提取物中必然含有一些抑癌因子，它们很可能在鹿茸提取物中也保持了活性，尽管不清楚活性具体能保留到什么程度，但可以确定鹿茸尖端因其活性物质含量更多，所以鹿茸顶部的提取物中有活性的抑癌因子和调节因子更多。除了特定于骨肉瘤的原癌基因外，鹿茸很有可能包含特异性抑制鹿茸中其他快速生长组织(皮肤、神经或血管等)的癌症相关因子。这些研究结果，为癌症的治疗开辟了一个新的领域，证明了鹿茸以及鹿茸提取物的研究价值。
鹿茸提取物的提取和分离技术是进一步深入研究鹿茸提取物的关键。目前鹿茸提取物的提取有水溶、盐溶、醇溶、酶解、超微粉碎和高压脉冲电场等多种方法，有的研究人员通常选用简单的水溶、醇溶或者酶解法，并没有更加详细去对比不同物质采用不同提取方法后的收获量以及提取物活性的多寡，选用合适的方法提取不同的生物活性成分并用于后续试验，可能对于鹿茸提取物的作用有更深入的认知。此外，现有研究通常只对鹿茸干粉简单提取，都未曾对鹿茸提取物进行分离，尽管鹿茸提取物的分离是一个相当程度的难题，若能成功将生物活性成分分离成不同的单一分子，并去验证该分子在肿瘤抑制中的作用，那么该分子的作用机理和应用前景可成为深入研究的目标。
鹿茸提取物中不同抑癌因子之间的平衡也是一个值得关注的问题，Chonco等[36]在T98G细胞株中观察到了鹿茸提取物对T98G的明显抑制作用，浓度越高抑制作用越明显，但对于HACAT细胞株，鹿茸提取物却只在0.5 mg/mL的低浓度下有抑制作用，这很可能是因为鹿茸提取物中有较多的癌症相关因子，甚至同一抑癌因子在不同细胞中起到不同的作用，抑癌因子之间的平衡可能是导致此现象的原因。
鹿茸提取物的研究前景非常广阔，除肿瘤抑制外，已有相当数量的报道表明鹿茸提取物在免疫、消炎、抗衰老、抗疲劳和抗应激等多方面亦有效，研究鹿茸提取物中的生物活性成分及其具体生理机制，对更深入了解鹿茸再生生物学有着重要意义，为各种疾病治疗提供了潜在策略。
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