人参皂甙诱导直肠癌细胞凋亡的临床观察

人参皂甙诱导直肠癌细胞凋亡的临床观察

作 者：杨玉琪,李玛琳

摘 要：人参皂甙的抗肿瘤作用机制较为广泛,主要表现为直接作用于癌细胞,通过诱导细胞凋亡抑制肿瘤生长或诱导细胞分化使其逆转;作用于肿瘤侵袭的多个环节抑制其转移;逆转肿瘤的耐药性提高化疗药物的抗肿瘤活性;调节免疫功能增强机体抗肿瘤能力;影响细胞连接通讯或抑制酶的活性及拮抗致癌剂的作用等。

关键词：人参皂甙;抗肿瘤;作用机制

人参皂甙是五加科人参属植物的主要活性成。研究发现,该类化合物在癌症的预防和治疗方具有较强的活性[1,2]。随着研究的深入,发现人皂甙的抗肿瘤作用及机制较为广泛。人参皂甙可接作用于癌细胞,通过诱导其凋亡抑制肿瘤的生或诱导其分化使其逆转;可通过作用于肿瘤侵袭多个环节抑制肿瘤的转移;可逆转肿瘤的耐药性,高化疗药物的抗肿瘤活性;也可通过影响代谢和调节免疫功能,增强机体对疾病的抵抗能力,从而抑制肿瘤的生长;还可影响细胞连接通讯或抑制酶的活性拮抗致癌剂的作用起化学防癌的作用。本文就人参皂甙以上几方面的抗癌作用及其机制的研究进展作简要介绍。

1 诱发肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡是一种主动的、由遗传控制的程序性死亡。正常情况下细胞增殖与细胞凋亡之间保持着一种动态平衡。这种平衡是维持多细胞生物自身稳定的重要因素。细胞增殖失控或细胞凋亡受阻都可导致肿瘤发生,通过诱导凋亡,人工启动肿瘤细胞死亡来治疗或消除肿瘤是目前许多抗肿瘤药物的主要作用机制之一。

人参皂甙Rh2能诱导多种肿瘤细胞发生凋亡且途径各不相同。在人肝癌SK-HEP-1细胞中,Rh2作用于凋亡相关蛋白Bcl-2非敏感途径,活化caspase-3蛋白激酶,该酶促使细胞周期相关复合蛋白p21(AF1/CIP1)裂解并伴有周期素A依赖蛋白激酶CDK2的活化,从而导致细胞发生凋亡[3,4]。在研究Rh2诱发鼠神经胶质瘤C6Bu-1细胞和人神经母细胞瘤SK-N-BE(2)细胞的凋亡中发现,Rh2诱发SK-N-BE(2)细胞发生凋亡与蛋白激酶C有关,蛋白激酶C亚型α、β、γ、ε、δ、θ水平在细胞凋亡中发生改变,而在C6Bu-1细胞中却没有上述变化,无蛋白激酶C参与[5]。人参皂甙Rh2诱导人恶性黑色素瘤A375-S2细胞凋亡部分依赖caspase-8和caspase-3[6]。

用人参二醇皂甙Rs3处理人肝癌SK-HEP-1细胞,在浓度为0·1~5μmol/L时,细胞被阻滞于G1/S期;当浓度升高到10~25μmol/L时,细胞发生凋亡。在细胞发生凋亡前,胞内p53和p21WAF1蛋白水平升高,而cyclin A、cyclin E、p27Kip1和细胞增殖核抗原水平没有改变。免疫复合激酶分析表明,Rs3能下调cyclin A、cyclin E依赖性蛋白激酶。Rs3还能选择性地升高p53和p21WAF1蛋白水平,降低周期素依赖性激酶活性,导致细胞周期停滞在G1/S期并使细胞发生凋亡[7]。人参皂甙Rs4也能诱导人肝癌SK-HEP-1细胞发生凋亡,其作用机制与Rs3相似[8]。

人参皂甙Rg3能通过caspase3介导凋亡来抑制前列腺癌LNCaP细胞的增殖,Rg3激活周期素激酶制因子p21和p27的表达,使细胞停滞在G1期[9]。临床上将50例经病理诊断为直肠癌的病人随机分为两组,治疗组35例,对照组15例。治疗组用人参皂甙连续灌肠6~8天,对照组用等量生理盐水同样方法灌肠。用药结束后手术切除肿瘤,术中取新鲜标本送电镜检查,结果治疗组35例中有23例肿瘤组织出现凋亡现象,占65·7%;而对照组无上述改变[10]。

2 诱导肿瘤细胞分化

Odashima等[11]在1979年发现,人参皂甙粗提物可以使体外培养的Morris肝癌细胞在形态和功能方面向正常肝细胞转化。随后他们又发现,从总皂甙中分离到的Rh2能使黑色素瘤B16细胞的分化发生逆转。Rh2在体外诱导黑色素瘤B16细胞分化,表现为黑色素生成能力明显增加,黑色素颗粒增多,细胞形态向正常上皮样细胞分化,呈现网状结构[12,13]。

人参皂甙Rh1和Rh2能诱导畸胎瘤F9细胞分化,细胞重新表达分化标志蛋白,如层粘连蛋白B1和IV型胶原。这一诱导分化作用是通过与糖皮质激素受体或同类核受体结合得以实现的[14]。比较研究人参皂甙Rh1、Rh2、Rh3和Rh4对人早幼粒细胞白血病HL60细胞的诱导分化作用,发现Rh2和Rh3能诱导HL60细胞向正常粒细胞分化,使细胞阻滞于G1/S期。诱导分化能力的强弱依次为维A酸、Rh2、Rh3,而Rh1和Rh4对HL60细胞无诱导分化作用。在Rh2诱导的HL60细胞分化过程中有蛋白激酶C参与[15]。

3 抗肿瘤侵袭和转移

肿瘤血管生成是肿瘤生长和转移的基础。人参皂甙Rb2、Rg3等能破坏或抑制血管生成,从而抑制肿瘤的生长和转移。将人参皂甙Rb2静脉注射给接种有B16-BL6小鼠黑色素瘤细胞的同系小鼠,肿瘤的生长虽然没有受到明显抑制,但连接肿瘤块的血管明显减少,并且这种抗血管生成作用呈剂量依赖性,增加Rb2的用量可以降低B16-BL6小鼠黑色素瘤细胞的肺转移[16]。在体外,20(S)-Rg3和20(R)-Rg3能明显抑制B16-BL6小鼠黑色素瘤细胞对基底膜的浸润,减少肿瘤细胞与纤维粘连蛋白、层粘连蛋白的黏附,抑制肿瘤细胞对邻近组织的浸润,减少肿瘤周围新生血管的形成。在体内,连续静脉注射Rg3能显著降低B16-BL6实验性肺转移;口服Rg3可以抑制结肠癌26-M3·1细胞的肺转移。同时,经Rg3处理的小鼠肿瘤组织血液灌输量显著减少,表明Rg3有抑制新生血管形成的作用[17]。

利用鸡胚尿囊膜和Lewis肺癌模型观察Rg3对肿瘤新生血管生长的影响。结果人参皂

甙Rg3可明显抑制Lewis肺癌的生长,其中肿瘤新生血管形成的减少是肿瘤生长受到抑制的主要原因之一[18]。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)在肿瘤侵袭降解基质过程中发挥着重要作用。在子宫内膜癌细胞系Ishikawa、HHUA、HEC-1-A细胞中MMP2(白明胶酶A)呈高度表达。研究发现,Rb2能抑制MMP2的表达及其活性,从而抑制子宫内膜癌细胞向基底膜侵袭[19]。

4 肿瘤耐药逆转剂

临床化疗失败常与肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性有关。肿瘤耐药大多为多药耐药,在肿瘤产生多药耐药时伴有一种糖蛋白Pgp过度表达,这种蛋白可主动将细胞内药物泵出,使细胞内药物减少,从而使细胞对多种化疗药物产生耐药性。人参皂甙也可以作为肿瘤耐药逆转剂提高化疗药物的抗肿瘤活行。史曦凯等[20]用白血病多药耐药细胞系K562/HHT来研究人参皂甙Rb1的耐药逆转,发现Rb1可以逆转K562/HHT的多药耐药性,并在0~80μmol/L浓度范围内呈剂量依赖性。人参皂甙Rh2和20(S)-原人参三醇在体外可以促进白血病多药耐药细胞系P388/ADM发生耐药逆转,结果提高了柔毛霉素和长春碱的细胞毒作用[21]。

5 增强机体的免疫功能

调节细胞产生细胞因子和介导多种免疫效应是人参皂甙发挥抗肿瘤作用的机制之一[22]。给接种S180肉瘤的小鼠连续皮下注射人参皂甙8天,结果人参皂甙可使受试小鼠荷瘤率降低,瘤重低于对照组,天然杀伤细胞活性高于对照组,IFNγ及IL-2调节网呈正调节作用[23]。原人参三醇皂甙能促进IL-1IL-4基因的表达和翻译,增强天然杀伤细胞活性[24,25]。人参皂甙联合肿瘤坏死因子TNF,在体内可以直接杀伤肿瘤细胞,也可以通过促进机体抗肿瘤免疫间接起抗肿瘤作用,人参皂甙具有增效减毒的作用[26]。

淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)过继输入疗法是一种已经被证明是有效的抗肿瘤免疫治疗措施。但此疗法的临床应用却受到LAK细胞抗肿瘤活性低、IL-2用量大而导致毒性反应等问题的困扰。人参皂甙可与IL-2协同诱导外周单个核细胞制成人参皂甙-LAK细胞,该细胞在增殖数量和杀伤恶性脑胶质瘤细胞活性等方面均优于LAK细胞,且能明显减少IL-2的用量[27]。

6 化学防癌

人参皂甙除具有上述几种治疗癌症途径外,在化学防癌方面也表现出较强的活性。研究发现,人参皂甙Rb2在癌症促进阶段能够抑制细胞间隙连接通讯,因而可以抑制促癌剂TPA和过氧化氢诱发的WB-F344大鼠肝上皮细胞癌变[28]。用BALB/c3T3细胞体外二阶段转化模型来研究Rh2的化学防癌作用时,发现Rh2能抑制3-甲基胆蒽的致癌活性,降低癌变的发生[29]。此外,人参皂甙能抑制环加氧酶的活性,降低偶氮甲基苯诱发的结肠癌的发生,是一种有效的癌症预防药物[30]。

人参皂甙由亲脂性的甾体基团和亲水性的糖基两部分组成。由于糖基数目、种类、与甙元连接方式的不同,可形成化学结构和生物活性有差异的多种人参皂甙。人参皂甙抗肿瘤活性受母核和糖基影响,其抗肿瘤活性强弱依次为:齐墩果酸型、原人参二醇型、原人参三醇型和苷元、单糖苷、二糖苷、三糖苷、四糖苷。目前尚未发现人参皂甙抗肿瘤的作用机制与其结构的关系。从现有资料发现,人参皂甙Rh2的作用机制较为广泛,能作用于多个环节,阻滞肿瘤的发生和发展。

7 现已开发的人参皂甙制剂

人参皂甙的抗肿瘤活性较强,不同单体的抗肿瘤作用机制各不相同。从人参皂甙中可分

离出不同单体,开发成为单体皂甙制剂,能充分有效地利用人参皂甙的抗肿瘤活性。

随着对人参皂甙单体的分离、提取方法和技术的改进及对人参皂甙抗肿瘤机制的深入研究,人参皂甙有望成为新一代高效、低毒的抗癌药物。

安普胶囊含有人参叶提取物主要包括人参皂苷单体RH2、RG3；灵芝提取物主要包括灵芝多糖；红景天提取物主要包括红景天苷。安普胶囊中含有人参皂苷单体Rh2、人参皂苷单体Rg3、人参皂苷单体Rg5、人参皂苷单体Rh1、人参皂苷CK、苷元其总和大于35%。以上成分均有很强的抗癌活性，并在癌症不同的期间发挥作用。安普牌安普胶囊比纯单一成分的人参皂苷单体作用更好，更安全，更有效。以上成分可治疗各种癌症、预防各种癌症，效果显著。

1、 人参皂苷RH2具有显著的抗癌活性，能增强正常细胞的功能，诱导癌细胞分化使癌细胞自然凋亡，促进癌细胞逆转为正常细胞，并可抑制肿瘤增生，抑制癌细胞侵润转移，减缓癌细胞分裂生长。Rh2 可以有效增强单核巨噬细胞的吞噬功能，诱发肿瘤癌细胞凋亡。Rh2 的HK细胞活性功能，诱导肿瘤癌细胞分化。Rh2 可以通过提高免疫力降低放化疗的毒性，有效地减小放化疗的痛苦程度。

2、 人参皂苷Rg3能抑制肿瘤细胞的黏附，侵润，阻止癌细胞新生血管的形成，从而抑制肿瘤生长，扩散和转移，具有显著的抗癌功能。可明显改善放化疗及手术后引起的白血球下降，使血液流变学趋于正常，该成分有很强的预防和抗癌作用，可以提高人体机能和免疫功能，配合手术和放化疗效果显著，并可以作为健康人群的保健品服用。

3、 灵芝多糖有广泛的药理活性，能提高机体免疫力，提高机体耐缺氧能力，消除自由基，抑制肿瘤、抗辐射，提高肝脏、骨髓、血液合成DNA、RNA、蛋白质能力，延长

寿命，灵芝多糖还具有刺激宿主非特异性抗性、免疫特异反应以及抑制移植肿瘤生理活性的特性。灵芝多糖怎么预防癌症：通过提高机体免疫力，使免疫细胞能在肿瘤发生早期把其杀死、吞噬。提高血小板纤维蛋白的形成能力，大量的纤维蛋白能将早期的肿瘤肿块紧紧包裹，使它与外界隔绝，杜绝肿瘤的营养，从而使它长期处在休眠潜伏状态。降低肿瘤细胞表面电荷，肿瘤细胞表面电荷要比正常细胞高好几倍，表面电荷的降低，肿瘤细胞的分裂调节基因就能启动，从而可抑制肿瘤的无限、快速分裂能力．目前，灵芝多糖已被用作治疗肿瘤的药物之一。

4、 红景天苷增强免疫力、消除忧郁感、保护心血管、美白、抗辐射。