木犀草素抗肿瘤作用的研究进展

王伟，张犁

(1.南京中医药大学 第一临床医学院，江苏 南京 210023； 2.南京中医药大学附属江苏省中医医院泌尿外科，江苏 南京 210029)

木犀草素(luteolin，Lu)是一种具有代表性的天然黄酮，属弱酸性四羟基黄酮类化合物，主要存在于金银花、菊花、荆芥、白毛夏枯草等药物中，以及百里香、芽甘蓝、洋白菜、菜花、甜菜、椰菜和胡萝卜等蔬菜中，而且以糖苷的形式分布于芹菜、青辣椒、紫苏叶等多种植物中。木犀草素纯品为黄色结晶状粉末，微溶于水，溶于碱溶液，正常条件下稳定。其化学名为3C，4C，5，7-四羟基黄酮，分子式为C15H10O6。木犀草素可在多靶点、多途径、多环节产生抗肿瘤作用[1]。

1 抗增殖作用或诱导细胞凋亡

木犀草素可以通过抗增殖和诱导凋亡抑制恶性肿瘤细胞的生长，对直结肠癌细胞、鼻咽癌细胞、前列腺癌细胞、黑色素瘤细胞、人乳腺癌细胞等多种肿瘤细胞有抑制增殖作用，还可诱导一些癌细胞发生凋亡。

1.1 抗肿瘤细胞增殖作用

木犀草素抗肿瘤增殖作用可表现为通过干扰信号通路，如促分裂原活化蛋白激酶、NF-κB、PI3K(磷脂酰肌醇3激酶)、APK(蛋白激酶)。Pandurangan等[2-3]发现,木犀草素抑制结肠癌细胞的增值作用表现在它通过干扰糖原合成酶激酶、β连环蛋白、(GSK)3β和细胞周期蛋白D1的表达。β连环蛋白是一个无翼基因和Wnt信号通路的关键效应器，90%的结肠肿瘤发生突变通过这种途径。木犀草素可通过上述信号通路抑制细胞生长延缓肿瘤生长。Wang等[4]通过流式细胞仪检测sub-G1DNA的含量，发现木犀草素在一定的剂量和作用时间下，可以有效地阻止IGF-1刺激MCF-7细胞增殖和阻止细胞周期进程并诱导细胞凋亡；进一步研究发现,木犀草素在明显降低IGF-1依赖IGF-1R和蛋白激酶磷的酸化的同时却不会影响Erk1/2磷酸化。实验结果表明，木犀草素可抑制MCF-7人乳腺癌细胞的增殖。异常表达的极光激酶B抗原已被证明与遗传不稳定性和致癌作用有关。Markaverich等[5]通过cRNA微阵列和实时PCR(定量酵素聚合反应技术)研究发现,木犀草素作用下雌激素信号通路(ESP)基因(包括GTF2H2、NCOR1、TAF9、NRAS、NRIP1、POLR2A、DDX5、NCOA3)和细胞周期通路(CCP)基因(包括CCNA2、PCNA、CDKN1A、CCND1、PLK1)在MCF-7乳腺癌细胞的表达受到抑制。Xie等[6]通过辐射酶活性检测和磷酸化校准发现,木犀草素可以抑制极光激酶B抗原的重组，观察到在癌症细胞系经木犀草素治疗24 h后，内源性极光激酶B抗原的活性受到明显抑制。因此，该组学者鉴于木犀草素对极光激酶B抗原良好的靶向性作用结果认为,针对极光激酶B抗原来开发木犀草素类低毒性的天然抗癌物质具有很好的前景。

在PC-3人前列腺癌细胞,Shoulars等研究发现木犀草素通过抑制乙酰化的启动子来下调PLK1，从而抑制了增值的关键基因参与细胞周期以及RNA转录,起到抑制细胞增殖的作用。染色质免疫沉淀反应研究[7]表明，木犀草素通过控制基因转录通道改变了乙酰化组蛋白H4在PLF-1启动子上的乙酰化作用，且在正常细胞和恶性细胞上的这种抗雌激素和抗增殖作用效果相同。

木犀草素通过影响PI3K/Akt和ERK1/2这两条途径抑制胰岛素样因子Ⅰ型(insulin-like growth factor-Ⅰ，IGF-Ⅰ)的信号通路和降低IGF-Ⅱ的产生，从而抑制人结肠癌细胞的增殖[8]。Ong等[9]的研究结果表明，木犀草素能够消除胰岛素在蛋白激酶、糖原合成激酶3以及细胞周期蛋白D1的通路上的作用，从而抑制了胰岛素诱导下人鼻咽癌细胞增殖。

E钙黏素的低表达会导致细胞间黏附降低而使癌细胞浸润的增加。Zhou等[10]发现,木犀草素通过鼠双微基因2诱导E钙黏蛋白表达，从而能很好地抑制前列腺癌细胞的浸润，起到良好的抗肿瘤增殖作用。最新研究[11]证实，富含木犀草素的浅绿色植物的提取物应用于人体皮肤，可保护正常角化细胞免受紫外线-B的辐射损害，具有预防紫外线-B诱发红斑的潜力。

1.2 诱导肿瘤细胞凋亡

木犀草素可通过多种途径诱导肿瘤细胞发生程序化死亡，达到清除肿瘤细胞的目的。Parka等[12]的研究结果表明，木犀草素能触发NCI-H460人肺癌细胞内质网应激性凋亡和诱导非典型自噬而使细胞凋亡。核染色及免疫印迹均发现，木犀草素通过增加激酶的磷酸化，活化Bax、Bcl-xl、Bcl-2、Mcl-1、caspase-9、caspase-3、PARP的蛋白质[13]，激活人非小细胞肺癌细胞A549的线粒体凋亡程序，同时抑制NF-κB的核易位来诱导细胞凋亡[14]。Lee等[15]研究发现,木犀草素对MDA-MB-231雌激素受体乳房肿瘤的体内体外的生长均可抑制。进一步的分析表明，木犀草素表现出细胞周期阻滞和降低蛋白激酶、PLK1、细胞周期蛋白B1、细胞周期蛋白A、CDC2、CDK2等蛋白的活性和同时减弱抗凋亡基因的表达。二维电泳分析蛋白质参与木犀草素诱导CH27肺癌细胞凋亡发现，经木犀草素诱导的CH27人肺癌细胞内ATP含量和线粒体活动显著改变，说明木犀草素通过改变线粒体和内质网的功能来诱导细胞凋亡[16]。

Hwang等[17]指出,蛋白激酶可调节NF-κB的活性，其活性是抑制癌细胞的生长关键因素。其研究表明，木犀草素的治疗可以诱导HepG2肝癌释放活性氧(ROS)，细胞内的ROS反向调节肝癌细胞AMPK-NF-κB信号从而诱导细胞凋亡。Zhao等[18]发现,木犀草素可以抑制A549人肺癌细胞的生长，诱导细胞在G1周期停滞并凋亡。此外，木犀草素对A549细胞应力纤维装配和细胞迁移也有明显抑制。肾细胞癌放化疗不满意原因可能是细胞凋亡机制的缺陷或者失活，木犀草素可以激活p38、JNK和ERK并使得蛋白激酶B失活，从而诱导人786-O肾癌细胞凋亡[19]。

2 抑制血管生成

木犀草素能抑制血管内皮生长因子的表达，减少肿瘤组织血管生成;其还可封闭血管内皮细胞黏附分子的黏附，从而限制肿瘤的生长与转移。

研究发现，在人前列腺癌细胞中木犀草素通过抑制血管内皮生长因子的激活和蛋白激酶的血管通路而抑制血管的生成；木犀草素干预后肿瘤的体积和质量明显减少，但是老鼠的体质量未受影响。免疫组织化学的数据也表明，通过标记内皮细胞可以发现，木犀草素治疗的动物肿瘤较对照组的CD31和CD34表达显著减少[20]。Cai等[21]通过木犀草素对胰腺癌细胞凋亡的研究发现,木犀草素治疗增加了凋亡蛋白的表达和降低抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,经过24 h治疗后胞内半胱天冬酶3和裂解蛋白的色阶增加，血管内皮生长因子的信使RNA的表达受到抑制，血管内皮因子分泌减少，血管生成被抑制。

3 对放化疗的增敏效应

木犀草素可作为放化疗的增敏剂，协同抑制肿瘤的生长。当与化疗药物联合应用时，经过检测可以提高肿瘤对化疗药物的敏感性，增强药物诱导肿瘤细胞凋亡的能力[22]。

木犀草素有抑制LNM35、MCF-7/6和mda-mb231-1833癌症细胞侵润的潜力。通过在无胸腺的LNM35荷瘤鼠腹腔内联合治疗与对照组的比较后表明，木犀草素是一种有效的酰酶抑制剂，可以加强顺铂在LNM35细胞中的细胞毒性，抑制肿瘤的生长，提高抗癌药物顺铂在人上皮样肿瘤细胞的化疗作用[23]。Jeon等[24]通过细胞生存实验、细胞凋亡测定和免疫印迹分析了细胞增殖、死亡和凋亡，发现塞来昔布与木犀草素联合治疗能显著地降低了乳腺癌细胞的生存能力，且联合用药组较对照组杀死肿瘤细胞有更高的效能。在SGC-7901人胃癌细胞中，木犀草素可以提高放疗的效果同时抑制胞内半胱天冬酶3、9的活性，显著减弱Bcl-2作用同时减少细胞色素C的释放。在酶联免疫吸附试验中，木犀草素联合放疗可以显著降低前列腺素E的产生，降低VEGF和低氧诱导因子1α的表达，显著提高荷瘤鼠的放疗效果[25]。

4 抗肿瘤转移作用

转移是癌症发展导致机体死亡的主要原因。木犀草素可以抑制基质金属蛋白酶(MMP)2、9的活性及CT-26小鼠结直肠癌细胞的浸润能力。免疫印迹和激酶试验数据结果显示，木犀草素降低PI3K活性的同时减弱蛋白激酶的表达和甲基乙基酮的磷酸化，实验小鼠经静脉注射木犀草素后，肿瘤肺部转移结节的产生被明显抑制。实验结果表明，木犀草素可明显抑制肿瘤的转移[26]。木犀草素已被证明可以阻断p53蛋白表达，激活TRAIL(TNF受体细胞凋亡诱导配体)并诱导细胞凋亡，并预防肿瘤的发生并使化疗抵抗延后。最近的研究[27]显示,木犀草素可以有效地抑制VEGF的合成和抑制卵巢癌细胞的转移。体内外实验[28-29]的结果表明，木犀草通过抑制β3整合蛋白的表达防止表皮癌细胞间质转化，同时减慢A431表皮肿瘤细胞的生长速度，通过逆转间质转化过程降低恶性黑色素瘤细胞的潜在浸润性。

5 展 望

综上所述，木犀草素的抗肿瘤机制既可直接作用于肿瘤细胞，干扰其细胞代谢，抑制其细胞生长，诱导细胞凋亡；还可通过增强机体的免疫功能抑制血管内皮细胞的生长，减少肿瘤组织血管的生成，抑制肿瘤的转移，提高放、化疗的疗效和化学预防作用，是一种很有前途的潜在抗肿瘤药物。目前对木犀草素的研究大多停留于体外，因此有必要进一步研究木犀草素体内的抗癌作用，以及与放疗、化疗合用的疗效、机制及使用条件等，为木犀草素抗肿瘤作用的临床应用奠定基础。

[1] LIM-DO Y，CHO H J，KIM J，et al.Luteolin decreases IGF-II production and downregulates insulin-like growth factor-I receptor signaling in HT-29 human colon cancer cells [J].BMC Gastroenterol，2012，12(9):1-10.

[2] PANDURANGAN A K，DHARMALINGAM P，ANANDA-SADAGOPAN S K，et al.Effect of luteolin on the levels of glycoproteins during azoxymethane-induced colon carcinogenesis in mice[J].Asian Pac J Cancer Prev，2012，13(4):1569-1573．

[3] ASHOKKUMAR P，SUDHANDIRAN G.Luteolin inhibits cell proliferation during azoxymethane-induced experimental colon carcinogenesis via Wnt/β-catenin pathway[J].Invest New Drugs，2011，29(2):273-284．

[4] WANG L M，XIE K P，HUO H N，et al.Luteolin inhibits proliferation induced by IGF-1 pathway dependent ERα in human breast cancer MCF-7 cells [J].Asian Pac J Cancer Prev，2012，13(4):1431-14377．

[5] MARKAVERICH B M，SHOULARS K，RODRIGUEZ M A.Luteolin regulation of estrogen signaling and cell cycle pathway genes in MCF-7 human breast cancer cells [J].Int J Biomed Sci，2011，7(2):101-111．

[6] XIE F，LANG Q，ZHOU M，et al.The dietary flavonoid luteolin inhibits Aurora B kinase activity and blocks proliferation of cancer cells [J].Eur J Pharm Sci，2012，46(5):388-396．

[7] VERSCHOOTEN L，SMAERS K，Van KELST S，et al.The flavonoid luteolin increases the resistance of normal，but not malignant keratinocytes，against UVB-induced apoptosis[J].J Invest Dermatol，2010，130(9):2277-2285．

[8] SHOULARS K，RODRIGUEZ M A，THOMPSON T，et al.Regulation of cell cycle and RNA transcription genes identified by microarray analysis of PC-3 human prostate cancer cells treated with luteolin[J].J Steroid Biochem Mol Biol，2010，118(1-2):41-50．

[9] ONG C S，ZHOU J，ONG C N，et al.Luteolin induces G1 arrest in human nasopharyngeal carcinoma cells via the Akt-GSK-3β-Cyclin D1 pathway[J].Cancer Lett，2010，298(2):167-175．

[10] ZHOU Q，YAN B，HU X W，et al.Luteolin inhibits invasion of prostate cancer PC3 cells through E-cadherin [J].Mol Cancer Ther，2009，8(6):1684-1691．

[11] WOLFLE U，ESSER P R，SIMON-HAARHAUS B，et al.UVB-induced DNA damage，generation of reactive oxygen species，and inflammation are effectively attenuated by the flavonoid luteolininvitroandinvivo[J].Free Radic Biol Med，2011，50(9):1081-1093．

[12] PARKA S H，PARKB H S，LEEC J H，et al.Induction of endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis and non-canonical autophagy by luteolin in NCI-H460 lung carcinoma cells[J].Food Chem Toxicol，2013，56C:100-109．

[13] CHEN Q，LIU S，CHEN J，et al.Luteolin induces mitochondria-dependent apoptosis in human lung adenocarcinoma cell[J].Nat Prod Commun，2012，7(1):29-32．

[14] 胡春萍，蔡雪婷，胡婷婷,等.木犀草素诱导非小细胞肺癌细胞株A549凋亡和G2周期阻滞[J].中国中药杂志,2012，37(9):1259-1264．

[15] LEE E J，OH S Y，SUNG M K.Luteolin exerts anti-tumor activity through the suppression of epidermal growth factor receptor-mediated pathway in MDA-MB-231 ER-negative breast cancer cells[J].Food Chem Toxicol，2012，50(11):4136-4143．

[16] LEE H Z，YANG W H，BAO B Y，et al.Proteomic analysis reveals ATP-dependent steps and chaperones involvement in luteolin-induced lung cancer CH27 cell apoptosis[J].Eur J Pharmacol，2010，642(1-3):19-27．

[17] HWANG J T，PARK O J，LEE Y K，et al.Anti-tumor effect of luteolin is accompanied by AMP-activated protein kinase and nuclear factor-κB modulation in HepG2 hepatocarcinoma cells[J].Int J Mol Med，2011，28(1):25-31．

[18] ZHAO Y，YANG G，REN D，et al.Luteolin suppresses growth and migration of human lung cancer cells[J].Mol Biol Rep，2011，38(2):1115-1119.

[19] OU Y C，KUAN Y H，LI J R，et al.Induction of apoptosis by luteolin involving Akt inactivation in human 786-O renal cell carcinoma cells[J/OL].Evid Based Complement Alternat Med,2013,2013:109105.

[20] PRATHEESHKUMAR P，SON Y O，BUDHRAJA A，et al.Luteolin inhibits human prostate tumor growth by suppressing vascular endothelial growth factor receptor 2-mediated angiogenesis[J].PLoS ONE，2012，7(12):1-15．

[21] CAI X，LU W，YE T，et al.The molecular mechanism of luteolin-induced apoptosis is potentially related to inhibition of angiogenesis in human pancreatic carcinoma cells[J].Oncol Rep，2012，28(4):1353-1361．

[22] 王洪燕，全康,蒋燕灵，等.木犀草素抗肿瘤细胞增殖及增敏抗肿瘤药物作用研究[J].浙江大学学报：医学版，2010，39(1):30-36．

[23] ATTOUB S，HASSAN A H，VANHOECKE B，et al.Inhibition of cell survival，invasion，tumor growth and histone deacetylase activity by the dietary flavonoid luteolin in human epithelioid cancer cells[J].Eur J Pharmacol，2011，651(1-3):18-25．

[24] JEON Y W，SUH Y J.Synergistic apoptotic effect of celecoxib and luteolin on breast cancer cells[J].Oncol Rep，2013，29(2):819-825．

[25] ZHANG Q，WAN L，GUO Y，et al.Radiosensitization effect of luteolin on human gastric cancer SGC-7901 cells[J].J Biol Regul Homeost Agents，2009，23(2):71-78．

[26] KIM H Y，JUNG S K，BYUN S，et al.Raf and PI3K are the molecular targets for the anti-metastatic effect of luteolin[J].Phytother Res，2013，27(10):1481-1488．

[27] CHEN S S，MICHAEL A，BUTLER-MANUEL S A.Advances in the treatment of ovarian cancer:a potential role of anti-inflammatory phytochemicals[J].Discov Med，2012，13(68):7-17．

[28] LIN Y S，TSAI P H，KANDASWAMI C C，et al.Effects of dietary flavonoids，luteolin，and quercetin on the reversal of epithelial-mesenchymal transition in A431 epidermal cancer cells[J].Cancer Sci，2011，102(10):1829-1839．

[29] RUAN J S，LIU Y P，ZHANG L，et al.Luteolin reduces the invasive potential of malignant melanoma cells by targeting β3 integrin and the epithelial-mesenchymal transition[J].Acta Pharmacol Sin，2012，33(10):1325-1331．