大黄素抗胆囊癌作用的研究进展

[摘要] 大黄素是一种从中草药中提取的有效活性成分，具有抗微生物、抗炎、抗氧化及清除氧自由基、抑制血小板聚集、改善微循环、保护多种器官组织以及广泛的抗肿瘤作用。原发性胆囊癌是胆道系统常见的恶性肿瘤，手术根治性切除率低，缺乏有效的辅助治疗措施。大黄素的广谱抗肿瘤效应已经得到证实，其在胆囊癌的治疗上是否具有确切疗效尚无可靠的临床试验，其抗胆囊癌作用有待进一步实验考证。该文就大黄素抗胆囊癌作用的相关研究进展做一综述。

[关键词] 大黄素； 胆囊癌； 抗肿瘤； 综述

[收稿日期] 2013-12-08

[通信作者] 刘昌，教授，主要从事肝胆肿瘤及肝脏移植研究，E-mail：eyrechang@126.com

[作者简介] 王瑞涛，博士，研究方向为肝胆胰肿瘤的相关研究，E-mail：wruitao2008 @163.com

大黄素（emodin ），又名朱砂莲甲素（1′，3′，8′-三羟基-6-甲基蒽醌），一种从中草药中提取的有效活性成分，具有抗微生物、抗炎、抗氧化及清除氧自由基、抑制血小板聚集、改善微循环、保护多种器官组织以及广泛的抗肿瘤作用。原发性胆囊癌是胆道系统常见的恶性肿瘤，我国胆囊癌占同期肿瘤疾病的0.1%～1.1%，平均0.28%，占同期胆道疾病的0.4%～3.8%，平均1.53%，恶性程度高，目前临床上缺乏早期诊断的有效方法，确诊时往往已经伴随局部或全身转移，手术切除率低，术后缺乏有效的放化疗措施，预后极差，总的5年生存率在0～10%[1-3]。近年来，国内外对大黄素抗肿瘤进行了广泛的研究，如抗肺癌、乳腺癌、白血病以及消化道肿瘤和皮肤肿瘤等[4-5]。本文就大黄素抗胆囊癌作用的研究进展进行综述。

1 大黄素对胆囊癌细胞的增殖抑制作用及机制

肿瘤是人体细胞在外来和内在有害因素的长期作用下所产生的一种以细胞过度增殖为主要特点的新生物，抑制肿瘤增殖也就成为抗肿瘤研究的主要方向之一。如果阻滞癌细胞于G₀/G₁期，就能抑制癌细胞进入合成期，从而对癌细胞的增殖起抑制作用。Wang等[6-7]的研究发现，大黄素与铂类药物联合用药可增强铂类药物对胆囊癌SGC996细胞的增殖抑制效果，将SGC996细胞与顺铂（2 mg·L^-1）和大黄素（50 μmol·L^-1）共孵育，24，48 h的SGC996细胞存活率分别降低至56%，21%，表明大黄素在ROS的作用下通过产生活性氧和下调MRP1，提高了顺铂对胆囊癌SGC-996细胞的敏感度。Li等[8]的研究发现，大黄素通过ROS相关机制抑制ATP结合盒超家族G成员（ABCG2）的功能，不仅降低了Hoechst 染色的SP（Side Population，侧群）细胞的活性，抑制了细胞的克隆，有效地消除了SP细胞的球形构造，而且明显地促进了ABCG2的主动外排泵-阿霉素在细胞内的集聚，其结果表明，无论单独作用还是与其他化疗药物联合作用，大黄素对胆囊癌肿瘤干细胞样SP细胞具有靶向抑制作用。

2 大黄素对胆囊癌细胞的诱导凋亡作用及机制

细胞凋亡的机制很复杂，涉及到多个分子，目前普遍认为有2条主要的凋亡诱导途径[9]：死亡受体介导的凋亡途径：位于细胞表面的死亡受体，主要是TNFR家族受体与相应的死亡配体结合，死亡受体胞内段的死亡域募集衔接蛋白并募集Caspase-8和Caspase-10前体，形成死亡诱导信号复合体从而诱导细胞凋亡。线粒体凋亡途径：细胞损伤后线粒体膜电位降低，线粒体释放细胞色素C等促凋亡多肽进入细胞质，细胞色素C与凋亡蛋白酶活化因子形成多聚复合体，通过 Apaf-1氨基端的Caspase募集结构域募集胞质中的 Caspase-9前体形成凋亡小体，使其自我剪切活化并启动Caspase级联反应，激活下游的Caspase-3和Caspase-7，最终导致细胞凋亡。

此外，还有近年来新发现的凋亡途径，即内质网应激启动的凋亡途径。该通路的关键蛋白为Caspase-12，位于内质网膜，内质网钙离子平衡的改变或蛋白过量积累都会诱导Caspase-12表达，同时也导致细胞质内的Caspase-7转移至内质网表面，Caspase-7激活Caspase-12，后者被激活后，可进一步剪切Caspase-3，从而引发细胞凋亡。而凋亡相关蛋白中的Bcl-2家族是细胞凋亡的关键调节因子，包括促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白，促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白之间相互作用，形成同源或异二聚体，从而构成一个复杂的调控网络，促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白的相对比值在决定细胞生存或死亡中发挥了关键作用，对于凋亡通路的调控尤为重要。

现有研究表明，大黄素的抗肿瘤活性均可激活肿瘤细胞凋亡的上述途径。Wang等[6]的研究发现大黄素与铂类药物联合用药，以活性氧依赖的方式增强了顺铂诱导的胆囊癌SGC996细胞凋亡，为了确定胆囊癌细胞活性的抑制是由顺铂单独作用还是其与大黄素联合作用所引起，应用膜联蛋白V-FITC/PI双标流式细胞术检测，实验结果显示对照组细胞凋亡率0.59%，顺铂治疗组质量浓度在2 mg·L^-1时凋亡率达最高为11.92%，与其他治疗浓度差异显著（P<0.05），大黄素治疗组浓度在50 μmol·L^-1时凋亡率达最高为0.62%，与其他治疗浓度差异显著（P<0.05），顺铂（2 mg·L^-1）与大黄素（50 μmol·L^-1）联合作用治疗组凋亡率达26.71%，而顺铂（2 mg·L^-1）+大黄素（50 μmol·L^-1）+NAC（N-acetyl-cysteine，乙酰基半胱氨酸，5 mmol·L^-1）联合治疗组凋亡率为2.21%。实验结果证实顺铂显著的细胞毒效应是通过细胞凋亡的方式来实现的，大黄素增强其诱导的凋亡效应，而NAC不具有此增强功能。Li等[8]的研究表明大黄素能选择性地杀死肿瘤干细胞，为验证不同浓度大黄素（20，40，60 μmol·L^-1）对SP（side population，侧群）细胞和非SP细胞的影响，他们将细胞分类种植于96微孔细胞培养板中，给药24 h后，应用MTT试验法分析细胞活性，数据表明，用大黄素（40 μmol·L^-1）分别处理SGC-996及GBC-SD细胞系的SP细胞和非SP细胞，SGC-996细胞系对照组SP细胞克隆量达130×250，与大黄素处理组70×250存在显著差异（P<0.05），而非SP细胞组对照组与大黄素处理组细胞克隆量无差异。 GBC-SD细胞系对照组SP细胞克隆量达110×250，与大黄素处理组40×250存在差异（P<0.05），而非SP细胞组对照组与大黄素处理组无差异。SGC-996细胞系对照组SP细胞球体形成量达30×500，与大黄素处理组2.5×500存在差异（P<0.05），而非SP细胞组对照组与大黄素无显著差异；GBC-SD细胞系对照组SP细胞球体形成量达30×500，而大黄素处理组无球体形成，差异显著（P<0.05），而非SP细胞组对照组与大黄素处理组均无球体形成，无显著差异）。实验证实大黄素能有效地杀死SP细胞，且具有剂量依赖性，然后对非SP细胞不具显著效应，表明大黄素选择性杀死肿瘤干细胞。

3 大黄素对胆囊癌的转移抑制作用

肿瘤的侵袭转移是一个复杂的过程[10]，与肿瘤细胞的生物学特性、机体的免疫状况及脏器的微环境都密切相关。转移瘤形成的步骤为：肿瘤细胞脱离原发灶并降解细胞外基质；脉管浸润；肿瘤细胞在循环中播散；肿瘤细胞在新的微环境中增殖形成转移瘤。肿瘤转移相关的基因和蛋白有很多种，主要包括抑癌基因、黏附分子、蛋白水解酶、凋亡相关因子等。此外，血管生成与肿瘤的生长和转移也密切相关。

王心华等[11]通过Boyden Chamber法检测大黄素对高转移巨细胞肺癌PG细胞侵袭能力的影响，明胶酶谱法检测大黄素对PG细胞Ⅳ胶原酶分泌的影响，流式细胞术检测大黄素对PG细胞周期的影响，Western blot 法检测大黄素作用后PG细胞周期相关蛋白的表达。实验确定大黄素是一个Ⅳ型胶原酶抑制剂，大黄素可抑制来源于不同组织多种肿瘤细胞的增殖，其IC₅₀在15～70 μmol·L^-1。40，80 μmol·L^-1大黄素处理PG细胞24 h，可使细胞侵袭能力分别降低到对照组的76.9%，57.4%，同时可使细胞MMP-2和MMP-9的分泌量显著下降，大黄素对PG细胞同基底膜的黏附能力没有明显影响。20，40 μmol·L^-1大黄素作用于PG细胞24 h后，使细胞周期明显阻滞于G₂/M期，使PG细胞cyclin B1蛋白表达明显下降，而对p34^cdc2的表达没有明显影响。其结论为大黄素具有潜在的抗肿瘤转移作用。

4 大黄素增强其他抗癌药对胆囊癌的作用

在恶性肿瘤的化疗中，化疗药物的严重毒副作用已成为限制其用药剂量从而制约临床疗效的重要原因。降低化疗药物的给药剂量从而减轻对机体带来的毒副作用常用的方法是选择一种对正常细胞无毒或低毒的增效剂与化疗药物一起使用，该增效剂应能与化疗药物协同作用或增敏杀伤肿瘤细胞，从而减少化疗药物的使用剂量以减少毒性。大黄素增敏化疗药物的主要作用机制是通过对细胞凋亡途径相关蛋白的调节发挥增敏作用。

Wang等[6]研究发现，大黄素和顺铂联用可通上调ROS水平增强顺铂对胆囊癌细胞的凋亡诱导作用，并能抑制凋亡抑制因子Survivin的表达水平。Li等[8]的研究发现，大黄素能促进阿霉素在细胞内的集聚而不影响ABCG2的mRNA的表达，且存在剂量依赖效应。此外，大黄素（50 μmol·L^-1）还可增强CDDP对胆囊癌SP细胞的敏感性，大黄素与CCDP联合作用可显著地下调胆囊癌SP细胞ABCG2的表达，还可抑制SP细胞异种移植瘤ABCG2的mRNA水平等。

5 大黄素在胆囊癌治疗中的临床应用

大黄具有利胆、消炎、抑菌、促进胆汁分泌、使胆囊收缩增强等作用，在急性胆囊炎、急性梗阻性化脓性胆管炎、胆石症、胆道出血及胆道蛔虫症的治疗上有一定的临床应用价值[12]。近年，大量实验研究证实大黄素具有广谱的抗肿瘤作用[13]，对其抗肿瘤的机制也进行了深入研究。抗胆囊癌的机制主要是抑制肿瘤细胞的增殖，诱导肿瘤细胞的凋亡，抑制肿瘤侵袭、转移以及增强其他抗肿瘤化疗药物的敏感性等。尽管具体机制仍需进一步深入研究，但其广阔的应用前景已受到多数学者的关注，这将为胆囊癌的治疗开辟新的途径。

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Research progress of emodin anti-gallbladder carcinoma

WANG Rui-tao， YIN Han， DONG Shun-bin， YUAN Wei， LIU Yan-ping， LIU Chang

（Department of Hepatobiliary Surgery， the First Affiliated Hospital， Medicine College of

Xi′an Jiaotong University， Xi′an 710061， China）

[Abstract] Emodin is an effective active ingredient extracted from Chinese herbal medicine， which has the function of antimicrobial， anti-inflammatory， antioxidant and scavenging oxygen free radicals， inhibiting platelet aggregation， improving microcirculation， protecting various organs and tissues as well as a wide range of anti-tumor effect. Primary biliary gallbladder is a common malignant tumor resection rate and lack of effective adjuvant treatment. It has been confirmed that emodin has broad spectrum antitumor effect，whereas， whether it has curative effect in the treatment of gallbladder carcinoma there is no reliable clinical trials confirmed that its resistance to gallbladder carcinoma function needs further experimental research.In this review， we report the research progress of emodin anti-gallbladder carcinoma.

[Key words] emodin； gallbladder carcinoma； antitumor； review

doi：10.4268/cjcmm20141105

[责任编辑 陈玲]

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