[熊果酸和齐墩果酸抗性器官和呼吸系肿瘤作用] 齐墩果酸和熊果酸

　　【摘 要】 熊果酸和齐墩果酸是化学立体结构相同的同分异构体。它们广泛存在于各种植物之中，是一类生物活性广、毒副作用甚低的活性成分。具有促进机体免疫功能和广谱抗肿瘤作用，如具有抗乳腺癌、抗宫颈癌、子宫内膜癌、抗前列腺癌和抗鼻咽癌、抗肺癌等作用。熊果酸和齐墩果酸对肿瘤细胞既有选择性细胞毒作用、引起肿瘤细胞坏死，又有诱导凋亡和分化作用。本文综述它们的抗性器官和呼吸系肿瘤作用及机制研究进展。
　　【关键词】 熊果酸； 齐墩果酸； 性器官肿瘤； 呼吸系肿瘤
　　
　　Anti-tumor effect of Ursolic Acid and Oleanolic acid in sexual organs and respiratory stystem
　　ZHANG Mingfa, SHEN Yaqin
　　Shanghai Meiyou Pharmaceutics Manufacturing Ltd. Shanghai 201422, China
　　【Abstract】 Ursolic acid and oleanolic acid are isomers with the same chemical structure. They can be widely found in a variety of plants, and have broader biological activity and low toxic side effects. As a result, they have the effect of promoting immunological function and broad antitumor function, such as anti-breast cancer, anti-cervical cancer, anti-endometrial cancer, anti-prostatitis cancer, anti-nasopharyngeal cancer and anti-lung cancer. Ursolic acid and oleanolic acid can not only have selective toxic effects on carcinoma cells, causing the necrosis of these cells, but also can lead to the apoptosis and differentiation of these cells. This paper summarized the antitumor effect of Ursolic acid and Oleanolic acid in sexual organs and respiratory systems, and reviewed the researches on their anti-tumor mechanism.
　　【Key words】 Ursolic acid; Oleanolic acid; Sexual organ carcinoma; Respiratory system carcinoma
　　
　　熊果酸（Ursolic acid, UA）和齐墩果酸(Oleanolic acid, OA)是化学立体结构基本相同的同分异构体，它们广泛存在于各种植物之中，是一类生物活性广（如抗微生物、原虫[1]和抗糖尿病[2]）、毒副作用甚低的活性成分。而同属五环三萜酸的甘草酸[3]具有抗肿瘤和促进机体免疫功能。夏国豪[4]对UA的抗肿瘤及促进免疫功能作用作过介绍。本文仅综述UA和OA抗性器官和呼吸系肿瘤的作用。
　　1 抗性器官肿瘤作用
　　1.1 抗乳腺癌作用
　　最近Dai Z等[5]用来自小鼠MMTV-Wnt-1乳腺肿瘤的WA4癌干细胞（系原发性和继发性乳腺癌的根源之一）实验，发现石榴中所含的UA、并没食子酸（ellagic acid）和木犀草素（luteolin）都能浓度和时间依赖性提高WA4细胞半胱天冬酶-3活性，使细胞周期滞留在G0/G1期，诱导凋亡，从而抑制癌细胞增殖和存活。该大学的其他研究工作者给卵巢切除3 wk后乳房脂肪垫内注射同基因乳腺癌MMTV-Wnt-1细胞小鼠分别喂饲含0.05%、0.10%或0.25% UA饲料[分别约为54、106或266 mg/(kg.d)]，UA的所有3个剂量都抑制癌细胞增殖，其中0.10% UA组抑制肿瘤生长和降低肿瘤体积的作用最强。进一步研究显示，UA是通过调控Akt/mTOR信号转导，阻滞MMTV-Wnt-1细胞的细胞周期，诱导凋亡而抑制肿瘤生长[6]。
　　韩国学者用多种实验方法证实UA和OA对体外培养的正常大鼠乳腺上皮细胞有诱导分化和凋亡的双重作用[7]。OA（25-125μM）浓度依赖性抑制人乳腺癌MCF-7细胞增殖，作用24 h的IC50为88μM。TUNEL法和流式细胞仪法都证明OA是通过诱导凋亡抑制MCF-7细胞增殖，而上调细胞内游离Ca2＋水平是OA诱导凋亡的机制之一[8]。
　　UA作用72 h抑制MCF-7细胞生长的IC50为4.9 mg/L[9],作用24 h的IC50为22.6 μM[10]。机制研究发现UA显著增加MCF-7细胞p53蛋白、半胱天冬酶-3、多聚ADP核糖多聚糖蛋白、细胞色素C蛋白、Bax蛋白表达和提高Bax/Bcl-2比值，使MCF-7细胞滞留在G1期和亚G1期。由于p53蛋白对细胞凋亡和坏死都有介导作用，推测p53既可通过调节p21WAF1表达，使细胞周期滞留在G1期，诱导细胞坏死。也可通过线粒体调控细胞凋亡：使Bax蛋白表达增加，Bax/Bcl-2比值升高，在线粒体膜上形成同源二聚体，使膜通透性改变，导致线粒体中细胞色素c合成和释放增加，激活细胞色素c依赖的半胱天冬酶-3，使细胞周期滞留在亚G1期，诱导细胞凋亡[10-12]。最近报道UA能与糖皮质激素受体结合并移位到细胞核，从而减少MCF-7细胞内Bcl-2蛋白表达和裂解多聚ADP核糖多聚糖蛋白，诱导乳腺癌细胞凋亡[13]。芳香酶能使雄激素芳香化成雌激素。UA抑制芳香酶活性（IC50为32 μM），可能也是其抗乳腺癌的作用机制[14]。
　　Yeh CT等[15]发现UA在非细胞毒浓度时浓度和时间依赖性抑制高转移性乳腺癌MDAMB231细胞迁移和侵袭，UA的这种抗转移作用与其增强组织金属蛋白酶-2(MMP-2)抑制因子和纤溶酶原活化抑制因子-1表达，从而降低MMP-2和u-PA活性有关。机制研究认为UA是通过抑制Jun氨基末端激酶、Akt和rapamycin的哺乳动物靶点的磷酸化，降低MDAMB231细胞核内核因子-κB蛋白水平，最后导致MMP-2和u-AP表达下降，而产生抗侵袭作用。UA还时间依赖性降低胞液中血管内皮细胞生长因子、Ras、生长因子受体结合蛋白2和Rho样GTP酶蛋白水平，都提示UA有可能用于预防乳腺癌转移。
　　1.2抗宫颈癌作用
　　OA能对抗佛波醇酯促进无机磷（32p）掺入人宫颈癌HeLa细胞的磷脂之中，抑制HeLa细胞生长[16]。UA浓度和时间依赖性抑制乳头瘤病毒阳性宫颈癌HeLa细胞、CaSki细胞和SiHa细胞生长，不抑制乳头瘤病毒阴性宫颈癌C33A细胞生长。UA使HeLa细胞出现典型的凋亡过程，诱导死亡蛋白Fas表达，裂解半胱天冬酶-8和-3以及多聚ADP核糖多聚酶蛋白，并抑制HeLa细胞中的乳头瘤病毒-18的E6/E7基因表达[17-18]。
　　1.3抗子宫内膜癌作用
　　UA浓度和时间依赖性抑制子宫内膜癌HHUA细胞增殖，使癌细胞呈典型的凋亡形态学特征：核质浓集、出现凋亡小体，使细胞周期滞留在G0/G1期，作用机制可能与UA诱导半胱天冬酶-3蛋白表达增加、bcl-2蛋白表达减少有关[19]。UA也浓度和时间依赖性抑制子宫内膜癌SNG-Ⅱ细胞生长，出现DNA断裂片段和凋亡小体等凋亡形态学特征。在25和50 μM浓度时诱导SNG-Ⅱ细胞增加Bax表达，减少Bcl-2表达，促进线粒体细胞色素c释放，使半胱天冬酶活性提高约5倍，并使多聚ADP核糖多聚糖蛋白和多聚ADP核糖多聚酶裂解，从而造成癌细胞凋亡[20]。UA也以上述相同的机制抑制低分化型子宫内膜癌HEC180细胞生长[21]。UA也可通过降低上述2种癌细胞中的磷脂酰肌醇3-激酶和磷酸-Akt、磷酸-P44/42水平，阻滞磷脂酰肌醇3-激酶-Akt通路和丝裂原激活蛋白激酶通路，诱导凋亡[22]。
　　1.4抗前列腺癌作用
　　UA在大于40 μM时浓度和时间依赖性抑制原代恶性人前列腺癌RC-58T/h/SA#4细胞生长，提高细胞周期中的亚-G1期比例。促进核凝缩、DNA断片和凋亡小体形成。由于UA显著提高半胱天冬酶-3、-8和-9活性，上调前凋亡蛋白Bax水平和下调抗凋亡蛋白Bcl-2水平，也促进半胱天冬酶-8介导的Bid裂解的凋亡作用，提示细胞内外2种信号转导通路参与了UA的癌细胞凋亡作用。又由于UA还提高RC-58T/h/SA#4细胞内不依赖半胱天冬酶的线粒体凋亡因子（AIF）表达，提示UA还可通过半胱天冬酶依赖性和不依赖性2条通路诱导癌细胞凋亡[23]。
　　用MMT法检测发现UA对不同浓度雌激素培养下的雄激素依赖性前列腺癌LNCaP细胞呈浓度和时间依赖性生长抑制，使该细胞生长的最适雄激素浓度上升10倍。UA也浓度和时间依赖性抑制雄激素非依赖性前列腺癌DU145细胞和PC-3细胞生长。由于抑制半胱天冬酶-8和-9活性，可阻滞UA诱导PC-3细胞凋亡，也提示UA能激活细胞内外2种凋亡通路。UA是通过激活c-Jun氨基末端激酶，使前列腺癌细胞中的Bcl-2磷酸化并降解，和下调bcl-2表达，引起癌细胞凋亡。UA还抑制Akt通路，上调Fas配体（FasL）表达，从而启动PC-3细胞中的死亡受体介导的细胞凋亡[24-27]。此外，UA也通过抑制Akt，下调基质金属蛋白酶-9，抑制PC-3细胞的侵袭功能，产生抗癌细胞转移作用[26]。不影响DU145细胞生长的雌激素阻断剂氟他胺能增强UA的抑制生长作用。提示UA在抗前列腺癌时不仅加强了激素依赖性前列腺癌对雄激素的依赖性，也诱发了激素非依赖性前列腺癌对雄激素的反应性，延缓或阻止雄激素非依赖性的发生[24-25]。
　　2 抗呼吸系肿瘤作用
　　2.1抗鼻咽癌作用
　　UA呈浓度依赖性抑制鼻咽癌CNE-2Z细胞增殖并诱导其凋亡，使细胞周期滞留在G0/G1期，在诱导凋亡过程中使癌细胞内bax和半胱天冬酶-3表达上调，bcl-2和环氧化酶-2(COX-2)表达下调[28]。163例鼻咽癌（其中147例为低分化鳞癌）患者全部采用60Co常规放疗，其中82例于放疗当天开始服用OA 60 mg, tid至放疗结束。OA组于放疗结束时鼻咽癌原发灶全部消失率为85.4%(70/82)、颈部淋巴结全部消失率为74.4%，分别明显高于单纯常规放疗组的69.1%(56/81)和50.6%，但OA并不影响放疗的不良反应[29]。
　　2.2抗肺癌作用
　　UA、OA及其衍生物18β-甘草次酸呈浓度和时间依赖性抑制克隆化高转移人肺癌PGCL3细胞生长，处理96 h的抑制增殖的IC50分别为44.7、40.7和145.3 μM。3药与细胞分化诱导剂维甲酸相似，都能浓度依赖性抑制PGCL3细胞穿过重建基底膜的侵袭能力、趋化运动能力、对层粘连蛋白的黏附能力以及分泌组织蛋白酶B能力，都能明显降低PGCL3细胞软琼脂集落形成率。显示了3药是通过抑制癌细胞的黏附、运动和降解能力之机制，产生抗侵袭作用。癌细胞在半固体琼脂上形成集落的能力与其恶性程度呈正相关，UA和OA又有诱导F9畸胎瘤干细胞分化成内胚层细胞的作用，提示UA和OA能诱导PGCL3细胞恶性表型逆转（即诱导细胞分化），从而抑制癌细胞增殖。由于促进恶性细胞分化，抑制了参与侵袭的蛋白酶等产生而阻止肿瘤细胞迁移和转移[30]。
　　UA也浓度和时间依赖性抑制人肺腺癌SPC-A-1细胞增殖，电镜显示SPC-A-1细胞出现大量空泡变性、细胞核凝集等凋亡形态学改变。浓度为30、40和50 μM的UA作用48 h后，细胞凋亡率分别为1.83%、18.6%和22.6%，细胞周期滞留在S期。UA抗SPC-A-1细胞增殖的机制可能与上调GDF15和p21基因表达有关[31]。
　　UA抑制体外培养的人非小细胞肺腺癌A549细胞生长的IC50为4 mg/L[9]。使细胞周期阻滞在G1期，显著减少细胞周期蛋白D1、D2、E，并诱生p21WAF1。UA也上调A549细胞的Fas/APO-1、Fas配体和Bas表达，下调核因子-κB、Bcl-2和Bcl-xL表达，诱导癌细胞凋亡[32]。UA在10 μM浓度时显著增加基质金属蛋白酶-1、-2、-3、-9、-10的基因表达，并诱导凋亡。认为UA是通过糖皮质激素受体，上调基质金属蛋白酶家属基因以及激活半胱天冬酶-3，抑制癌细胞侵袭和诱导凋亡[33]。
　　用A549细胞株进行裸鼠移植瘤实验，发现UA使移植瘤生长减慢，实验结束时瘤重及瘤体积明显低于对照组，抑瘤率为51％，UA组的A549移植瘤组织微血管密度和血管内皮生长因子蛋白表达明显低于对照组，癌细胞凋亡指数明显高于对照组[34]。表-齐墩果酸和氧代-齐墩果酸也抑制A549细胞生长[35]，
　　3结束语
　　UA和OA对多种肿瘤细胞有抗增殖作用，它们对肿瘤细胞既有选择性细胞毒作用，引起肿瘤细胞坏死，又有诱导凋亡和分化作用。它们也抑制细胞突变，对抗化学品的促癌作用，阻碍肿瘤形成。而增强机体免疫功能又是OA和UA的间接抗肿瘤机制[4]。我国学者最近报道UA可通过可逆地抑制核因子-κB活化，促进Fas/FasL-半胱天冬酶-8的死亡受体介导的通路和由扩增BID断裂引起的内在通路（半胱天冬酶-8-BID-线粒体-细胞色素c-半胱天冬酶-3）的活化，增强化疗药（紫杉醇或顺铂）诱导人肺腺癌ASTC-a-1细胞和人宫颈癌HeLa细胞凋亡。UA的化疗增敏作用仅见于癌细胞，对正常小鼠的原代肺和肝细胞无增敏作用。低剂量UA长时间治疗荷瘤小鼠，也能使癌细胞对化疗药敏感，降低化疗药的治疗剂量[36]。
　　国内已有企业正在以注射用UA纳米脂质体制剂进行新药申请注册的临床试验。而OA很早就是我国临床治疗肝病和促进免疫的注册药品。OA和UA广泛存在于蔬菜、水果、中药之中，提取容易，因此价格低廉，而且毒副作用甚低，希望肿瘤科医生将OA或UA或OA与UA的混合物（提取成本更低）作为肿瘤患者长期用药的基础药物进行临床评价，考察它们是否能成为临床抗肿瘤药。
　　
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　　［收稿日期：2011-03-26］

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