苗药地稔中抗宫颈癌化学成分及其作用机制研究进展

班积变,麻秀萍,2,3*,刘静,方成维,刘林莉

(1.贵州中医药大学 药学院,贵州 贵阳 550025;2.国家苗药工程技术研究中心/贵州中药炮制与制剂工程技术研究中心,贵州 贵阳 550025;3.贵州中医药大学 茶+大健康食品开发研究中心,贵州 贵阳 550025)

宫颈癌原发于子宫颈部位,是女性最常见的生殖系统恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率均排所有妇科癌症中第4位[1],严重威胁女性的生命健康与生活质量。在宫颈癌的治疗方面,主要有手术、放化疗及免疫治疗等方式,虽然在一定程度上能够改善临床症状,但会伴随许多术后并发症及不良反应,且接种HPV疫苗存在年龄限制和保护期不确定等问题。研究表明,中药及民族药所含的化学成分具有抑制肿瘤细胞增殖、侵袭与迁移,促进肿瘤细胞凋亡的抗癌活性,在治疗宫颈癌研究中取得良好的疗效,且经济、安全、毒副作用小的优势普遍受到各医家及患者的一致认同。

苗药地稔(MelastomadodecandrumLour.)为野牡丹科植物的新鲜或干燥全株,其味甘、涩、凉,入心、肝、脾、肺经,具有清热解毒、活血止血的功效[2],临床用于子宫出血、盆腔炎、崩漏带下、子宫癌和食道癌等[3]。据文献报道,地稔含有许多化学成分,其止血抗炎疗效突出,并有降血糖、抗肿瘤、抑菌等药理活性,而对正常细胞没有毒副作用,具有较好的应用前景[4]。关于地稔防治宫颈癌的药理作用研究,国内外鲜见报道。现将2018～2023年地稔所含化学成分抗宫颈癌的国内外文献报道进行整理与分析,为深入研究地稔预防与治疗宫颈癌机制及新药开发提供参考与依据。

1 地稔中具有抗宫颈癌活性的化学成分

以“中国知网”与“Pubmed”为检索平台,“关键词”和“摘要”为检索项,“地稔”、“地菍”、“地稔化学成分”、“宫颈癌”及“作用机制”作检索词,检索2018～2023年地稔所含化学成分抗宫颈癌的国内外文献报道。结果地稔主要含有黄酮类、多糖及挥发油等化学成分[5],其中具有抗宫颈癌活性的成分有牡荆素、木犀草素、槲皮素、芦丁、芹菜素、柚皮素、没食子酸、3-甲氧基鞣花酸、阿魏酸、鞣花酸、白桦酸、齐墩果酸、丁香酚等,见表1。

表1 地稔中具有抗宫颈癌活性的化学成分及其作用机制

2 地稔所含化学成分抗宫颈癌研究的实验模型

实验模型的选择在作用机制研究中尤为关键,对药物敏感性高的模型不仅益于实验进行,且阐明作用机制更明确。以地稔中具有抗宫颈活性的化学成分进行检索,结果实验模型多运用体外实验,以Hela细胞应用最多,其次Siha、Caski、C33A细胞等,也有采用体内实验模型进行研究。研究较多的成分是槲皮素、芹菜素、木犀草素等,均对不同宫颈癌细胞有作用,提示这些成分可能是地稔抗宫颈癌的药效物质基础。现将地稔所含化学成分抗宫颈癌研究的实验模型进行归纳,见图1。

3 地稔所含化学成分抗宫颈癌的作用机制

地稔所含化学成分抗宫颈癌的作用机制分为以下5点:抑制肿瘤细胞增殖,促进肿瘤细胞凋亡;抑制肿瘤细胞侵袭与迁移;与其他药物的联合诱导作用;影响细胞周期进程;干预细胞信号转导通路。

3.1 抑制肿瘤细胞增殖,促进肿瘤细胞凋亡

细胞的增殖与凋亡多处于平衡状态,二者失衡将引发各种疾病。目前,研究者针对抑制细胞增殖,诱导细胞凋亡,从而防治宫颈癌的作用机制展开了大量研究。

研究发现,牡荆素各剂量组作用于人宫颈癌Hela细胞,细胞存活率均在24,48,72 h内降低,细胞凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax、Caspase-3含量发生改变,即牡荆素既抑制细胞增殖,又诱导细胞凋亡[6]。一定浓度木犀草素对人宫颈癌Hela细胞增殖有抑制效果,细胞凋亡率也显著提高,其机制涉及调控JAK2/STAT3信号通路[8]。槲皮素处理人宫颈癌Siha细胞,细胞增殖率随着药物浓度与处理时间的增加而降低,凋亡率则随着药物浓度升高而持续升高,提示槲皮素可抑制细胞增殖,引发细胞凋亡[15]。

3.2 抑制肿瘤细胞侵袭与迁移

肿瘤细胞侵袭与迁移属于癌症恶性行为,临床常运用手术治疗、放射治疗或化学药物治疗等手段抑制宫颈癌的复发与转移。

多酚类物质槲皮素作用于人宫颈癌Hela与Siha细胞,发现细胞愈合程度及穿膜数量均减小,说明槲皮素抑制了癌细胞迁移与侵袭[11]。不同浓度阿魏酸处理人宫颈癌Hela细胞,Transwell侵袭试验、划痕试验结果显示随着阿魏酸浓度增大,细胞的侵袭、迁移能力逐渐减弱[31]。

3.3 与其他药物的联合诱导作用

据报道,单用化疗药物治愈肿瘤的效果不理想,耐药性、副作用及不良反应等问题一再发生。科研人员采用多种药物联合治疗宫颈癌,取得了一定成果。

木犀草素与阿霉素联用抑制人宫颈癌Hela细胞的生长、迁移,促进细胞凋亡,同时也提示木犀草素能逆转癌细胞对阿霉素耐药性[7]。槲皮素与顺铂合用表现出协同作用,更为显著地抑制细胞的增殖、迁移与侵袭,诱导细胞凋亡,经Western blot分析,MMP-2、ezrin、P-Gp及METTL3的表达水平低于顺铂组,而槲皮素与紫杉醇、5-FU及阿霉素合用则表现为拮抗作用[13]。没食子酸潜在的抗癌活性一直受到国内外学者的关注,当与紫杉醇联用时,可增强紫杉醇对人宫颈癌Hela细胞的化疗效果[28]。

3.4 影响细胞周期进程

细胞周期包括分裂间期与分裂期。分裂间期又分为G1期、S期、G2期。正常细胞多处于G0期,此时细胞为静止状态。药物通过阻断细胞于G1/S期、G0/G1期、G1期、G2期、G2/M期,抑制癌症的发生发展。

一定剂量牡荆素对人宫颈癌Hela细胞的细胞周期有阻滞作用,S期细胞数量明显减少,G1期细胞数量增加,阻滞细胞周期于G1/S期,从而抑制细胞增殖[6]。芦丁通过增加人宫颈癌Caski细胞G0/G1期的细胞百分比,抑制细胞增殖[19]。芹菜素阻滞人宫颈癌Hela、C33A细胞G2/M期的进展,达到抗癌目的[23]。

3.5 干预细胞信号转导通路

细胞信号转导通路是细胞通过系统级联传递机制将外界信号转变为内信号,引起生理变化或特定基因表达的反应系统,若其发生障碍或异常,可造成相应细胞的过度增殖、分化、浸润与转移等。

木犀草素作用于人宫颈癌Siha细胞,可见细胞增殖抑制率、凋亡率显著增大,穿膜数减少,其机制涉及抑制RAS/MAPK信号转导通路相关基因蛋白的表达[9]。不同浓度槲皮素处理人宫颈癌C33A细胞,各组细胞p-JNK2、p-STAT3蛋白含量显著减少,表明槲皮素可通过下调JAK/STAT信号转导通路,进而抑制细胞增殖,阻滞细胞周期于G1期,引发细胞凋亡[14]。芹菜素通过抑制PI3K/AKT/mTOR、Integrinβ1/FAK信号转导通路,达到促进细胞凋亡的目的[23]。

4 地稔化学成分抗宫颈癌的基因蛋白及信号转导通路

在地稔化学成分抗宫颈癌的作用机制研究中有许多的基因蛋白及信号转导通路受到调控。为了便于后期深入探讨并明确地稔抗宫颈癌的作用机制,现按照相同基因蛋白及信号转导通路受不同化学成分调控的思路,将受到2个以上化学成分调节的基因蛋白及信号转导通路进行总结,见图2。

图2 受2个以上地稔化学成分调节的基因蛋白及信号转导通路

5 总结与展望

通过文献分析,发现地稔所含化学成分:牡荆素、木犀草素、槲皮素、芦丁、芹菜素、柚皮素、没食子酸、3-甲氧基鞣花酸、阿魏酸、鞣花酸、白桦酸、齐墩果酸、丁香酚等具有抗宫颈癌活性。与陈钰婷等[29]探讨地稔治疗宫颈癌活性成分的不同之处在于,增加了牡荆素、芦丁、鞣花酸、白桦酸、齐墩果酸、丁香酚。据课题组前期采用外标法及QAMS法测定地稔中牡荆素、芦丁、鞣花酸的含量分别为0.021%～0.182%,0.013%～0.140%,0.006%～0.021%[39],提示可关注地稔中牡荆素、芦丁,虽然鞣花酸、白桦酸、齐墩果酸等成分含量较低,仍需考虑。因此,推测地稔发挥抗宫颈癌药效主要由多酚类成分构成。

本研究结果显示,地稔所含化学成分抗宫颈癌的作用机制涵盖以下5点:1)抑制肿瘤细胞增殖,促进肿瘤细胞凋亡;2)抑制肿瘤细胞侵袭与迁移;3)与化疗药物的联合诱导作用;4)影响细胞周期进程;5)干预细胞信号转导通路。从作用机制研究的过程可以发现,实验模型多运用体外实验,以Hela细胞应用最多,其次Siha、Caski、C33A细胞等,也有采用体内实验模型进行研究。此外,相关的基因蛋白如Bcl-2、Bax及Caspase-3等均受到2个以上化学成分的调节,且PI3K/AKT、MAPK、PI3K/AKT/mTOR等信号通路均受到激活或抑制。后期研究者如探讨地稔抗宫颈癌药理作用,可采取体内外实验相结合的方式,尤其考虑人宫颈癌Hela细胞及原位移植手段,以期达到更好疗效,并尝试应用流式细胞术、ELISA法及Western blot法等分析上述的基因蛋白或信号通路的变化,以明确潜在作用机制。

综上所述,苗药地稔中抗宫颈癌化学成分较多,涉及的潜在作用机制范围也比较广。研究者可深入探讨地稔防治宫颈癌的药效物质基础及其作用机制,可能是多成分、多靶点、多途径作用于机体,需要进一步明确,为后期开发地稔在预防与治疗宫颈癌方面的价值、促进民族医药和地方经济发展、寻找更广泛的抗宫颈癌天然药物提供参考与依据。