开发天然抗肿瘤药物是现阶段科学研究的热点,大量研究已表明了蜂胶及其活性成分的抗肿瘤功效。
有研究者通过结晶紫分析、流式细胞术分析和蛋白质印迹证明蜂胶衍生物通过MAPK途径激活内质网应激和ATF-3表达来抑制人肝癌细胞增殖和诱导细胞凋亡。白杨素存在于蜂蜜和蜂胶中,具有多种生物学效应。研究发现,用白杨素作用于HCC,结果发现HCC活性氧生成增加、线粒体膜电位降低,细胞色素C释放,caspase-3的上调进而诱导细胞的凋亡。
奈莫松(Nemorosone)是一种多异戊二烯化的二苯甲酮,是古巴棕色蜂胶(CBP)和克鲁西属蜂胶中的主要化合物,HepG2细胞分泌作为化学引诱剂的因子,并诱导单核细胞分化为巨噬细胞,这反过来增加了HepG2的细胞增殖、集落数量和迁移。奈莫松通过减少集落数量和细胞迁移对肝细胞癌细胞发挥抗增殖作用。咖啡酸作为蜂胶中的一种由酚类化合物,具有抗氧化、抗炎和抗癌活性。
有研究表明,这种化合物对肝癌(HCC)具有抗癌活性。由于咖啡酸化学结构的特殊性,这种化合物被水解后,主要在肠粘膜中通过第二阶段酶代谢,经历偶联和甲基化过程,通过酶的作用形成硫酸化、葡糖醛酸化和/或甲基化偶联物。咖啡酸可以通过阻止ROS的产生、诱导癌细胞的脱氧核糖核酸氧化、减少肿瘤细胞血管生成、阻断转录因子和信号翻译以及抑制MMP-2和MMP-9来发挥作用。
Wilkins等人在他们的实验中观察到,咖啡酸阻断了从旱獭中提取的肝癌(HCC)细胞的细胞增殖。导致细胞凋亡小体形成、细胞色素C释放、caspase-9激活并最终引起细胞死亡,推测该化合物通过丧失参与细胞凋亡线粒体途径的能力发挥作用。研究表明,咖啡酸通过上调抗炎细胞因子如IL-10,下调促炎细胞因子如TNF-α、IL-1β及IL-8的途径来抑制肝癌的发生。
Li等人表明,咖啡酸及其前体肉桂酸和对香豆酸也有保护肝线粒体免受脂质过氧化作用。这些化合物在肝癌细胞上进行了测试,显示出对该细胞系的高毒性,Zhang等人研究了咖啡酸对肝癌引起的大鼠微生物群落结构变化的作用,证明该化合物减少了肝癌期间肝损伤标记物的变化,如天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶、碱性磷酸酶、总胆固醇和总胆汁酸。咖啡酸的作用机制可能与抑制有害细菌的生长和诱导有益微生物群的细菌生长有关。咖啡酸具有抗氧化特性,能够消除氧自由基,促进厌氧菌的存活,并且在无氧条件下生长良好。在威尔金斯等人进行的研究中,咖啡酸提高了肝癌大鼠动脉栓塞(TAE)的疗效。TAE是一种用于肝癌患者的治疗程序,用于促进由于动脉血供应阻塞导致的局部缺血,从而导致肿瘤的氧气和营养物的阻塞。肝癌的主要营养之一是通过糖酵解代谢产生的乳酸盐,并负责增加血管发生中血管生长因子的表达。然而,如果乳酸水平变得过高,糖酵解会出现一个负反馈循环,从而停止肿瘤生长。与仅使用栓塞剂的TAE相比,咖啡酸与TAE联合使用减少了70-85%的肿瘤患者的负担。
Dilshara等人表明,咖啡酸苯乙酯通过CHOP(C/EBP家族转录因子)介导的DR5(死亡受体5)在Hep3BHCC细胞中的正调控,显著提高了TRAIL(肿瘤坏死因子相关凋亡配体诱导剂)介导的细胞死亡。Kim等人的实验中,咖啡酸苯乙酯通过对P38介导的DR5的正向调节和对JNK的抑制,增强TRAIL介导的HCCSK-Hep1细胞凋亡。咖啡酸苯乙酯和TRAIL的结合能够通过内在途径(线粒体途径)和外在途径(死亡受体途径)引发细胞死亡。
在固有的咖啡酸苯乙酯和TRAIL途径中,给予线粒体一个刺激,使膜去极化,导致细胞色素C的释放和凋亡小体的形成,并且还导致caspase-9的活化。另一方面,通过外源途径,咖啡酸苯乙酯和TRAIL通过增加诱导凋亡的DR5的表达促进P38的激活,同时抑制JNK磷酸化,该磷酸化有助于TRAIL抗性,并因此降低DR5的表达,Chung等人在实验动物研究中用咖啡酸和咖啡酸苯乙酯治疗肝癌小鼠,表明这些化合物抑制了肝癌细胞中肿瘤的生长,减少了肝脏转移部位肿瘤的侵袭。作者认为咖啡酸和咖啡酸苯乙酯都通过抑制NF-kB的功能来抑制和阻断MMP-9的酶活性。这些研究都为蜂胶在肝癌上的应用提供了强有力的依据。
实验室前期发现,蜂胶对多种肿瘤细胞(肺癌、胃癌、乳腺癌、宫颈癌、食管癌、肝癌及神经胶质瘤等)均具有显著的抑制功效,但作用机制还未完全阐明。在前期的基础上进一步深入研究蜂胶对肝癌HepG2细胞的作用功效和机制,首先通过蜂胶中11种不同的单体和八段组分分别作用于HepG2细胞,确定了蜂胶抑制肝癌HepG2细胞增殖,明确了蜂胶抗肿瘤的功效成分;进而本实验基于PI3K/AKT/mTOR和Hippo/YAP信号通路,多靶点、多通路详细研究蜂胶抑制肝癌HepG2细胞增殖的作用机理。
主要研究结果如下:
1)中国南阳蜂胶中含量最多的成分为黄酮类化合物,其具有一定的DPPH、ABTS清除能力。中国蜂胶对HepG2细胞的抑制作用成分主要为黄酮类化合物。
2) 蜂胶乙醇提取物通过抑制HepG2细胞迁移及增殖,促进线粒体介导及细胞周期调控的细胞凋亡发挥抗肿瘤作用。本研究也发现EECP通过激活CHOP-caspase12,促进细胞凋亡。
3) 蜂胶乙醇提取物对HepG2细胞的抑增殖机制通过激活ERK/P38MAPK信号通路以及抑制Hippo-YAP/PI3K-AKT信号通路之间的环路的参与发挥作用。
实验首次详细地探讨蜂胶抑制肝癌细胞增殖的功效成分和作用机理,为蜂胶抗肿瘤作用研究提供了理论依据,填补了目前在该领域研究中的空白,促进了蜂胶在保健行业和临床上的进一步应用。
(来源:蜂胶对肝癌细胞的抑制功效及作用机理_袁雯雯,聊城大学,硕士学位论文)
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