天然抗氧化剂在肿瘤方面的研究进展

    肿瘤是一类多基因参与的疾病，它发病率高、危害性大，严重影响着人们的身体健康。随着分子流行病学的发展和进步，肿瘤的研究也得到了前所未有的发展，许多药物和试剂也被开发应用到肿瘤的预防和治疗作用中。很多流行病学及体外研究证明，抗氧化剂可以诱导体内抗氧化酶的活性，抑制癌基因激活、减少癌基因复制等多种途径起到抗肿瘤作用。本文主要讨论天然抗氧化剂对抗肿瘤的研究进展。

 

1 茶多酚

茶多酚是从茶叶中提取的全天然抗氧化物，在实验室研究中已经提示有抗炎、抗癌变功能^【1】。茶多酚是一种稠环芳香烃，可分为黄烷醇类、羟基-[4]-黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、 黄酮醇类和酚酸类等。其中以儿茶素最为重要。在实验研究中显示，茶多酚的主要组分EGCG可以在肿瘤的启动、促进和发展阶段抑制肿瘤的发生^【2】。在细胞培养中，EGCG可以减少细胞活力，促进多个肿瘤细胞凋亡，而对非肿瘤细胞没用影响^【3】。

近几年研究发现，茶多酚主要通过以下几种机制发挥抗肿瘤作用^{【4】~【6】}：（1）抑制蛋白激酶活性，从而抑制蛋白质磷酸化；（2）抑制核蛋白因子B易位，抑制激素受体的表达，从而选择性阻断肿瘤细胞信号传导通路，抑制肿瘤细胞增殖；（3）增加或减少蛋白质/mrna水平,影响癌基因的表达；(4) 阻滞细胞周期或激活细胞凋亡蛋白酶，改变Bcl-2家族成员的表达，诱导肿瘤细胞的凋亡；(5) 抑制u2一Ixl3细胞中的Ⅳ型胶原酶而抑制肿瘤细胞浸润,从而达到抗肿瘤转移作用；(6) 抑制肿瘤细胞端粒酶活性；(7)抑制肿瘤细胞端粒酶活性；(8)细胞毒作用.

近两年,又有新的实验研究证明茶多酚在前列腺癌、卵巢癌、消化道癌症等癌症中有明显抗肿瘤效果。茶多酚抗肿瘤研究虽然取得了许多成绩，其抗肿瘤机制是多方面和综合性的，研究及开发前景广阔。

 

2 维生素

维生素是一类抗氧化剂，广泛存在于食物当中。目前对其在抗肿瘤方面的作用的研究较多。有实验研究表明，食物中高摄入维生素A，维生素C，维生素E可以减少胃癌的发生^【7】。对于结直肠腺癌，升高血浆中维生素A、维生素E浓度同样也有防治作用^【8】。补充维生素类抗氧化剂可以降低肿瘤的发生率以及死亡率，但也有部分研究表明抗氧化剂对肿瘤无明显预防效果，甚至使死亡率上升^【9】。

维生素C及其衍生物具有极强的抗氧化能力，作为活性氧(ROS)的有效清除剂，具有抑制癌细胞增殖、浸润和转移的作用。Nagao等研究表明，维生素C具有抑制癌细胞转移的作用，可能是因为减少了细胞外的ROS，引起转移抑制基因nm23表达上调。而且维生素C能显著降低细胞内ROS水平和NF-gB激活的MMP的分泌，但不影响TAx的表达，提示其预防转移的机制中，对ROS的清除占主导地位^【10】。目前认为，维生素C的抗肿瘤作用的机制主要为^【11】：维生素C对机体细胞的抗损伤作用、对肿瘤细胞的杀伤作用、增强肿瘤宿主的免疫功能、抗炎及重建细胞间信号传递作用。然而，Sinni等对癌细胞进行了多种化疗药的测试，发现抗癌药对用维生素C预先处理过的细胞的破坏率比对未经过处理的低30%至70%，将癌细胞植入老鼠体内，发现植入用维生素C预先处理过的癌细胞的鼠体内的肿瘤生长更快，其机制可能是维生素C抵消了某些抗癌药产生的自由基对癌细胞线粒体的破坏作用，使其在经过化疗后依然存活。

维生素E是细胞膜内一种重要的脂溶性抗氧化物和膜稳定剂，主要来源于莴苣、水田芥、棉籽和大麻籽油等。动物实验结果提示维生素E可能影响肿瘤的发生发展：10倍于正常需要量的维生素E(750IU／kg，按饲料计)可以抑制肝癌发生，并可显著抑制肿瘤生长，且维生素E能抑制小鼠乳腺癌移植体生长，降低肿瘤组织和宿主组织中脂质过氧化水平，其机制可能是维生素E增加红细胞的抗氧化能力^【12】，还能增加细胞中还原型谷胱甘肽水平，提高抗氧化酶活性，降低渗透脆性和氧化损伤。流行病学研究发现，每天补充维生素E50mg可降低前列腺癌危险性^【13】。Shanker等^【14】研究发现维生素E琥珀酸酯与腺病毒联合给药可通过增加细胞表面脂肪酸合成酶的表达和半胱天冬酶的分裂而对人卵巢癌细胞MDAH2774产生抑制作用，并在细胞内下调细胞色素C的释放及caspase-9和caspase-3的活化而产生抗肿瘤作用，说明维生素E琥珀酸酯具有潜在的联合抗癌活性。

很多研究资料认为，补充抗氧化剂如维生素类可以减低肿瘤的发生率以及死亡率^【15】，但也有部分研究表明抗氧化剂对肿瘤无明显预防效果，甚至使死亡率上升^【16】。

 

3 番茄红素

番茄红素（Lycopene）是地球上最丰富的类胡萝卜素，其广泛存在于富含红色素的食品中，如西红柿、西瓜、木瓜、粉色葡萄柚、番石榴等^【17】,是目前自然界中发现的最强的抗氧化剂之一。已有研究显示良好的饮食结构能够降低癌症的风险^【18】，且番茄红素的摄入量与前列腺癌患病风险呈一个反比关系，即具有一定的抗前列腺癌的作用。

已证实：番茄红素可以通过逮捕肿瘤细胞周期的进展，转导IGF-1信号，降低氧化应激物的生物标记物，诱导肿瘤细胞凋亡，从而抑制多类型肿瘤细胞的增殖。然而，在近几年的研究中，有学者发现番茄红素可以抑制血小板生长因子BB的信号发送，在皮肤成纤维细胞培养中，番茄红素还可抑制细胞移行，减弱成纤维细胞信号转导。这种现象可以提示，番茄红素可以作为基质细胞的抑制剂，阻碍基质细胞与肿瘤细胞间的相互作用，有助于其抗肿瘤活性^{【19】【20】}。

番茄红素具体的临床研究在前几年才开始开展以来，目前研究显示，番茄红素在前列腺癌、乳腺癌、肝癌等肿瘤疾病中有较好的抗肿瘤作用^【21】

 

4 黄酮

黄酮类化合物是一类以苯色酮环为基础的天然酚类化合物，其广泛分布于被子植物中，具有多种生物活性,是目前国内外研究的热点。自20世纪70年代起发现了黄酮类化合物具有较好的抗肿瘤作用^【22】。

黄酮类化合物对于肿瘤的预防及治疗,具有天然、高活性、低毒副作用、抗耐药的特点。近几年研究发现，黄酮类化合物的抗肿瘤机制涉及肿瘤发生、发展、转移的各个阶段，主要包括以下途径：

（1）抑制肿瘤细胞增殖:Arroo等^【23】发现将佩兰素用于乳腺癌细胞与正常乳腺细胞时,可以有效地抑制乳腺癌细胞MDA-MB-468 的增殖,但是对正常乳腺细胞MCF210A 的影响很小。

（2）促进肿瘤细胞凋亡:槲皮素诱导细胞凋亡主要通过激活和上调Caspase-3^【24】; Auyeung等^【25-26】研究了芒柄花素可激活Caspase-3,下调Bcl-2和Bcl-xL 蛋白的表达,从而诱导细胞凋亡; 藤黄酸能下调MDM2的表达,从而使p53 表达增加, 出现显著的p53 诱导的凋亡^【27】。

（3）干扰肿瘤细胞信号转导：5 ,72-二羟基黄酮能够干扰HIF-1α与热休克蛋白90 之间的相互作用,同时它能够通过A KT 标记抑制HIF-1α 的表达,达到抗肿瘤的作用^【28】。

（4）逆转肿瘤细胞多药耐药：黄酮类化合物能够竞争性抑制ATP的供能作用,从而抑制“药泵”作用,增加肿瘤细胞的受药水平。也有研究表明水飞蓟素和染料木黄酮通过影响核转录因子-kappa B (NF-κB)的活化提高肿瘤对放、化疗的敏感性^【29】。

   黄酮类化合物可通过以上多种途径抗肿瘤，目前诱导肿瘤细胞凋亡已成为肿瘤治疗的重要途径之一,因而黄酮类化合物对肿瘤细胞的促凋亡作用研究受到国内外广泛关注。因此在抗肿瘤药的临床研究中,黄酮类化合物可以作为一种潜在的辅助治疗药。

 

5 叶绿酸

叶绿素是广泛存在于绿色植物的一种镁卟啉络合物,它为脂溶性,不易溶于水^【30】。叶绿素经过化学修饰可转化成稳定的水溶性衍生物-叶绿酸, 其为含有四个吡咯环的二氢卟吩结构，对人体毒性小， 易吸收。在动物研究中显示，叶绿素及其衍生物具有抗诱变活性及抑制肿瘤细胞的作用^【31】。叶绿素及其衍生物对癌的化学预防作用研究是基于其抗诱变作用进行的。早期各国的专家学者利用Ames 试验方法得到的结果表明叶绿酸能够抑制多种已知诱变剂和致癌物的致突变作用^【32】。

Korakod等通过实验发现叶绿酸对抗肿瘤细胞与p53,p21表达水平的减少及G1/S关卡的控制有关。 溴脱氧尿苷脉冲追踪实验证明了CHL对DNA合成的抑制作用。叶绿酸使DNA合成关键酶—核甘酸还原酶减少，抑制核糖核酸形成^【30】 。Kumar等^【33】认为叶绿酸在一定程度上对自由基的清除作用能保护DNA 的修复系统和细胞的防御体系,减少基因突变的机会。叶绿酸可通过清除ROS 抑制与细胞增殖相关的活性,诱导细胞调亡和细胞周期停滞,通过调控生长因子受体的连接而阻断有丝分裂信号传导,阻断核内癌基因的表达^【34】 。有实验通过免疫组化法证实叶绿酸有抑制细胞增殖活性作用^【35】 。

叶绿酸作为一种天然无毒、高效、经济的化学预防剂型相较于其它的化学合成的肿瘤药物更安全、实用，也更易为人们所接受。目前临床上在血液病方面已经应用。其抗肿瘤作用的研究已经比较深入，但是抗肿瘤的机制尚不完全确定，有待于更加深入的研究。

 

6 展望

   目前，世界各国开发了大量天然抗氧化剂产品，并且已经广泛应用于食品添加剂以及一些保健用品和化妆品。天然抗氧化剂成分的毒性远远低于人工合成的抗氧化剂毒性，其抗氧化效果以及稳定性也较好。抗氧化剂能够清除活性氧、干扰或阻断体内脂质过氧化反应，具有一定的抗癌活性。过去由于天然抗氧化剂生产成本高，近年来，因为利用各种生物工程技术(细胞工程、基因工程、发酵工程等)来制备不同天然植物抗氧化剂的活性成分，其生产成本的进一步降低。人们在日常生活中不可避免得接触致癌物，而且人群中的肿瘤发生率不断升高，在这种情况下做好防治工作就很有必要了。天然抗氧化剂低毒、稳定、经济，其在肿瘤预防和治疗中的应用会有很不错的前景。

   

参考文献

[1] Ogunleye AA, Xue F, Michels KB. Green tea consumption and breast cancer risk or recurrence: a meta-analysis[J]. Breast Cancer Res Treat, 2010,119(2): 477-84

[2] Lambert JD, Elias RJ.The antioxidant and pro-oxidant activities of green tea polyphenols: a role in cancer prevention[J]. Arch Biochem Biophys, 2010,501(1): 65-72

[3] Johnson JJ, Bailey HH, Mukhtar H. Green tea polyphenols for prostate cancer chemoprevention: a translational perspective[J]. Phytomedicine, 2010,17(1): 3-13

[4] Beltz LA, Bayer DK, Moss AL, Simet IM. Mechanisms of cancer prevention by green and black tea polyphenols[J]. Anticancer Agents Med Chem, 2006,6(5): 389-406

[5] Clark J, You M. Chemoprevention of lung cancer by tea[J]. Mol Nutr Food Res, 2006,50(2): 144-151.

[6] 翁鹭娜，黄河宁. 茶多酚抑制肿瘤的分子机制研究进展[J]. 海峡药学, 2008,20(4): 7-10

[7]Meyerhardt JR, Heseltine D, Campos H Holmes MD, et al. Assessment of a dietary questionnaire in cancer patients receiving cytotoxic chemotherapy．J Clin Oncol, 2005,23:8453-8460

[8]Nouraie M, Pietinen PJ Kamangar F, Dawsey SM, Abnet CC, et al . Fruits,vegetables,and antioxidants and risk of gastric cancer among male smokers．Cancer Epidemiol Biomarkers Prey ,2O05,14:2087-2092

[9]Fischer JL, Lancia JK, Mathur A, et al . Selenium protection from DNA damage involves a Refl／p53／Brcal protein complex．Anticancer Res ,2006,26:899-904

[10] Nagao N, Etoh T, Yamaoka S, et al. Enhanced invasion of taxexpressing fibroblasts into the basement membrane is repressed by phosphorylated ascorbate with simultaneous decreases in intracenular oxidative stress and NF-kappa B activation[J]. Antioxid Redox Signal,2000,2:727

[11] 王晓慧. 维生