龙葵碱抗肿瘤作用机制研究进展

【关键词】  龙葵碱；作用机制；肿瘤；综述

龙葵(Solanum nigrum L.)别名苦菜、苦葵、老鸦眼、天茄子,为茄科1年生草本植物,分布于全国各地,以东北、华北为多。龙葵具有清热解毒、活血消肿、利水通淋功效,临床上用龙葵水煎剂或注射剂治疗宫颈癌、食道癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、绒毛膜上皮癌、卵巢癌、肉瘤等多种恶性肿瘤,均取得了一定的疗效。其主要成分为生物碱,龙葵碱是从龙葵的全草或未成熟的果实中提取分离出的一种生物碱,研究表明其对S180、H22荷瘤小鼠有显著的抗肿瘤活性。现就龙葵碱抗肿瘤作用机制的研究进展综述如下。

　　1  对肿瘤细胞膜的作用

　　1.1  对肿瘤细胞膜流动性的影响

    膜脂流动性的变化是膜组成成分变化的体现,膜流动性的改变将影响细胞的正常生理功能。膜脂适合的流动性是膜蛋白正常功能表现的必要条件,如果超出正常范围,生物膜就会产生异常的变化。已经发现许多疾病病变细胞膜或红细胞膜的流动性异常。例如,急性淋巴细胞白血病患者淋巴细胞膜的流动性明显高于正常人。季氏等[1]研究发现,龙葵碱可显著降低H22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜流动性,其中高、中剂量组微粘度显著升高；环磷酰胺也有同样作用,但疗效较龙葵碱组弱。由此推断,龙葵碱可以恢复肿瘤细胞膜的流动性,从而恢复细胞的正常生理功能,起到抗肿瘤的作用。

　　1.2  降低肿瘤细胞膜蛋白水平

    膜蛋白是膜的重要组成部分,其与肿瘤密切相关。膜蛋白的变化将导致膜的通透性、渗透压、膜电位、跨膜转运能力、外信号向内传导的变化,导致细胞丧失正常的细胞内环境,使细胞核内信息指令异常,导致细胞分裂速度、细胞恶性行为的获得异常。季氏等[1]观察了龙葵碱对H22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜蛋白水平的影响,发现龙葵碱各剂量组膜蛋白含量显著降低,其中以高剂量组最为明显。从而推断,龙葵碱是通过影响肿瘤细胞膜上的一类或几类蛋白的数量和种类,恢复细胞的正常生理活性,达到抗肿瘤目的。

　　1.3  降低肿瘤细胞膜唾液酸水平

    细胞膜唾液酸(SA)是细胞膜上糖蛋白和糖脂链末端的残基,广泛分布于哺乳动物细胞膜表面,为细胞负电荷的主要来源,亦为细胞膜受体的重要成分,参与细胞分化,癌细胞的转移,细胞的识别、粘附和接触抑制等生理过程。因此,细胞膜上SA含量的改变将导致细胞内一系列生物学变化。研究发现,随着肿瘤的生长,腹水和血清中SA水平增加,并与肿瘤的生长和类型具有相关性,细胞膜表面SA水平与肿瘤的恶性程度有关。肿瘤细胞比正常细胞更易产生SA[2]。SA在肿瘤的病理过程中具有“抗识别作用”,许多癌化的细胞表面富含SA粘蛋白,其水平高达膜上蛋白总水平的0.5%,而在正常细胞表面,这类成分没有或很少,因此认为这是癌细胞逃避免疫攻击的机制,并且和癌细胞的转移有关[3]。将癌细胞分离出来,用唾液酸苷酶除去细胞表面的SA,再注入体内,结果导致体内原有的癌细胞解体或消失。龙葵碱使H22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜上SA水平明显降低[4],由此推测,龙葵碱可能属抗肿瘤药物中的代谢药,主要影响DNA的合成。

　　1.4  降低肿瘤细胞膜封闭度

    细胞膜在等渗溶液中能重新封闭起来,恢复对大分子和阳离子的通透屏障,形成封闭影泡。测定红细胞膜重新封闭能力的指标即封闭度。龙葵碱与环磷酰胺均可明显降低H22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜封闭度,其结果有可能导致肿瘤细胞的解体和死亡[4]。

　　1.5  对肿瘤细胞膜ATP酶的影响

    ATP酶存在于组织细胞膜及细胞器膜上,是细胞膜蛋白的组成部分。其作用在于保持细胞膜内外的离子平衡和离子浓度差,对细胞容积、渗透压、营养物质的进入起着重要作用。机体在疾病状态下ATP酶的活性会发生改变,因此,ATP酶的活性是各种细胞能量代谢及功能有无损伤的重要指标。近年来的大量研究表明,肿瘤细胞的ATP酶活性显著升高,这可能是肿瘤组织异常增生的物质基础之一。

    季氏等[5-6]研究表明,龙葵碱可显著抑制S180和H22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜Na+-K+-ATPase及Ca2+-Mg2+-ATPase的活性,其中37.50 mg/kg组S180和H22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜Na+-K+-ATPase活性显著降低,S180荷瘤小鼠肿瘤细胞膜Ca2+-Mg2+-ATPase活性也显著降低,但H22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜Ca2+-Mg2+-ATPase活性降低作用并不十分显著；中剂量组H22荷瘤小鼠肿瘤细胞膜Ca2+-Mg2+-ATPase活性降低作用十分显著；低剂量组则无统计学意义。龙葵碱对肿瘤细胞膜Na+-K+-ATPase及Ca2+-Mg2+-ATPase的抑制作用使肿瘤细胞的异常增生受阻,使其细胞代谢的能量不足,无法进行细胞增殖,从而发挥抗肿瘤作用。

　　2  抑制肿瘤细胞增殖

    湛氏等[7]研究发现,龙葵碱与肝癌细胞株SMMC7721、胃癌细胞株NKM45作用后的ATP含量明显下降,与5-氟脲嘧啶无明显差异,提示龙葵碱能够抑制SMMC7721、NKM45细胞的增殖。

    季氏等[8]将S180和H22荷瘤小鼠分为龙葵碱37.50、18.75、9.37 mg/kg组及阴性对照组和环磷酰胺30 mg/kg组。利用激光共聚焦扫描显微镜,分别测定各组肿瘤细胞中的DNA和RNA。结果表明,小鼠皮下注射龙葵碱剂量为37.50和18.75 mg/kg时,S180和H22荷瘤小鼠肿瘤细胞RNA水平明显降低,DNA水平明显增高,表明肿瘤细胞内DNA转录形成RNA的代谢受到抑制,这也意味着肿瘤细胞内基因产物——蛋白质的合成受阻,从而抑制肿瘤细胞的生长。给药组RNA和DNA的比值与阴性对照组比较差异有统计学意义,表明37.50、18.75 mg/kg龙葵碱对S180和H22荷瘤小鼠肿瘤细胞DNA和RNA的代谢有逆转作用。提示龙葵碱降低S180和H22荷瘤小鼠肿瘤细胞RNA和DNA的比值可能是其抗肿瘤作用机制之一。

　　3  诱导肿瘤细胞凋亡

    高氏等[9-10]研究发现,龙葵碱能够引起细胞膜电位降低,即PT孔道(线粒体通透性改变孔道,permeability transition)开放。PT孔道的开放导致细胞内Ca2+被动转运,使细胞内[Ca2+]升高,从而启动细胞凋亡机制,起到抗肿瘤的作用。