毛蘭素抗腫瘤活性及作用機制的研究進展

黃小松 余璐 劉治坤 黃怡倩

癌癥是當前世界上引起人類死亡的主要疾病之一[1]。最新統計數據顯示，2020 年全球新增癌癥1 930萬例，死亡近1 000 萬例，其中，乳腺癌、肺癌和結直腸癌新增最多，肺癌（18.0%）、結直腸癌（9.4%）和肝癌（8.3%）的死亡率較高[2]，控制和延緩癌癥的發生、發展已成為當今醫學界關注的焦點之一?，F階段，癌癥治療方法包括手術、放療、化療、靶向治療和免疫治療，但均存在不同程度的不良反應，嚴重影響患者的生活質量[3]。因此，尋找高效、不良反應小、可反復使用的抗癌新藥已迫在眉睫。石斛屬為蘭科多年生草本附生植物，其中30 余種為藥用石斛[4]。石斛具有抗氧化、抗腫瘤、調節免疫、降血糖、解熱鎮痛、抗炎、心血管與神經保護等重要作用[5]，主要藥用成分包括多糖、生物堿類、菲類、聯芐類、倍半萜以及揮發油等[6]，已被證實具有較好的抗腫瘤活性。毛蘭素主要從中草藥鼓槌石斛中提取而來，是一種低分子量天然化合物，化學名為2-甲氧基-5-［2-（3，4，5-三甲氧基-苯基）-乙基］-苯酚，分子量為318.36，從結構上看，屬于聯芐類化合物。本文就毛蘭素抗惡性腫瘤活性及其機制的研究進展作一綜述，旨在探究其對惡性腫瘤的潛在治療價值，為毛蘭素及其衍生物在腫瘤診治中的應用提供參考。

1 抗肝癌活性及機制

肝細胞癌是肝癌主要類型（約占80%～90%），耐藥性問題是肝細胞癌治療難點[7-8]，天然化合物已被證實是治療肝細胞癌等癌癥的有效藥物。Yang 等[9]研究發現，毛蘭素可抑制肝細胞癌細胞增殖、促進細胞凋亡，并呈現出劑量依賴性；與對照組相比較，毛蘭素處理組侵襲相關蛋白表達水平明顯降低。從分子機制層面來看，毛蘭素抑制磷脂酰肌醇3 激酶/蛋白激酶B（phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B，PI3K/Akt）和細胞外調節蛋白激酶/絲裂原活化蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases/mitogen-activated protein kinases，ERK/MAPK）通路中Akt、ERK 和p38 的磷酸化來產生抗腫瘤作用。Dong 等[10]發現毛蘭素可抑制細胞增殖，誘導細胞凋亡相關死亡，下調有絲分裂調節因子水平，從而使細胞分裂阻滯于G2/M 期。虞璐等[11]進一步驗證了毛蘭素對肝細胞癌HEPG2 細胞系增殖、遷移和上皮-間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）的抑制作用，結果發現毛蘭素有效促進肝癌細胞凋亡，其機制可能與抑制Snail 信號通路相關蛋白的表達有關?？梢?，毛蘭素可抑制肝癌細胞增殖、延緩細胞侵襲和遷移，阻滯細胞周期，抑制Akt活性等共性惡性生物學進程。

2 抗胃癌活性及機制

胃癌為消化系統中最常見的惡性腫瘤之一。Wang 等[12]研究表明，毛蘭素抑制胃癌癌前病變的作用機制可能是啟動了HRAS 原癌基因（transforming protein p21，HRAS）-PI3K-Akt 信號通路，提示毛蘭素在預防和治療消化系統疾病方面具有良好的臨床應用價值。劉名昆[13]研究結果揭示，一定濃度范圍內毛蘭素及氟尿嘧啶對胃癌細胞的抑制作用呈時間及濃度依賴性，其機制可能是調控了蛋白B 細胞淋巴瘤（Bcl）-2、Bcl-2 相關X 蛋白（Bax）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（Caspase）-3 因子的表達，繼而促進胃癌細胞凋亡。參與胃癌發生、發展的信號通路非常復雜，且數量較多，一般認為Akt 通路靶點可能是毛蘭素治療胃癌的靶點。

3 抗肺癌活性及機制

手術是肺癌治療的主要方法，新的化療藥物與分子靶向藥物的研發成功一定程度上緩解了臨床缺乏有效治療肺癌的問題，但受藥物和復發等因素影響，仍有大量肺癌患者在治療失敗后死亡[14]。因此，確定新抗肺癌策略成為提高晚期肺癌患者生存率的重要手段。已有研究顯示毛蘭素能通過鈣/鈣調素依賴性細胞鐵死亡抑制肺癌細胞生長和遷移[15]。Zhang 等[16]發現＜1 nmol/L 毛蘭素對正常肺、腎細胞無明顯生長抑制，但可有效誘導H1975 肺癌細胞凋亡和G2/M 期阻滯，并抑制H1975 細胞體外遷移和侵襲能力，該作用機制可能是毛蘭素抑制了PI3K/Akt/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）通路，體現了其在肺癌臨床治療中的潛在價值。有研究指出，毛蘭素能夠抑制人肺癌A549 細胞的遷移、侵襲和促進凋亡，作用機制可能是通過上調Bcl-2 蛋白的表達和激活Caspase-3[17]。同樣是針對肺癌A549 細胞，鄧同興等[18]研究認為毛蘭素誘導體外人肺癌A549 細胞凋亡可能與抑制超氧化物歧化酶活性及下調核因子E2 相關因子2、血紅素加氧酶1、醌氧化還原酶1 蛋白的表達水平，繼而導致活性氧（reactive oxygen species，ROS）自由基水平升高。還有研究指出毛蘭素可抑制NCI-H1299 和NCI-H460 肺癌細胞增殖，誘導肺癌細胞凋亡，使肺癌細胞周期阻滯在G2/M 期，機制可能是抑制了mTOR-核糖體S6 蛋白激酶-加元蛋白信號軸的磷酸化激活，在體內和體外抑制嘧啶合成代謝從而發揮抗肺癌作用[19]。與肝癌、胃癌一樣，Akt 靶點也是毛蘭素治療肺癌的研究靶點之一，這3 種癌癥在細胞增殖、周期阻滯、細胞凋亡上也具有共同性，為其他多癌種多細胞系的研究提供了較好的參考價值。耐人尋味的是，肝癌中Snail 等蛋白表達量呈現出與基質金屬蛋白酶2（marix metalloproteinase-2，MMP-2）、MMP-9等MMP 表達量一致的趨勢，而Caspase-3、Bcl、Bax 等凋亡相關蛋白則在不同癌種中具有類似的表達，為后續研究提出了潛在方向。

4 抗結直腸癌活性及機制

結直腸癌目前治療方法包括內鏡和手術局部切除、術前放療、轉移的局部消融治療以及姑息性化療、靶向治療和免疫治療等[20]。Sun 等[21]研究報道，毛蘭素可明顯降低人結腸癌SW480 和HCT116 細胞活性和集落形成，誘導細胞周期阻滯，引起細胞凋亡。進一步實驗分析表明，毛蘭素能抑制β-連接蛋白（β-catenin）磷酸化，降低下游原癌基因c-MYC、cyclinD1 表達，調控組蛋白3 第27 位賴氨酸乙?；?，降低整合素相關蛋白的表達。Wang 等[22]研究發現，毛蘭素通過抑制原癌基因絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶和絲裂原相關蛋白激酶1/2 的表達從而抑制MAPK 信號通路激活。毛蘭素處理SW480 與HCT116 細胞后兩者出現增殖抑制和凋亡，其機制可能是Wingless/Integrated/β-catenin 信號通路功能阻滯，整合素相關蛋白表達量降低，而巨噬細胞對腸癌細胞吞噬效率升高，具有顯著的抗腫瘤作用[23]。探討毛蘭素對結直腸癌的治療效果，可為結直腸惡性腫瘤的治療提供了新的思路。

5 抗乳腺癌活性及機制

乳腺癌是女性最常見的癌癥[24]。Ecust004（化學式：C18H21NO7S）是來源于毛蘭素的結構活性優化的候選藥物，具有更好的生物利用度和藥代動力學特征，被證實可抑制乳腺癌細胞生長并通過EMT 途徑調控細胞侵襲和遷移[25]。Xie 等[26]發現毛蘭素與鹽酸多柔比星聯合使用可有效抑制乳腺癌細胞生長。最近一項研究指出毛蘭素通過激活c-Jun 氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）信號通路促進乳腺癌細胞凋亡來抑制細胞增殖[27]。另有研究發現毛蘭素對正常乳腺上皮細胞無毒性反應，但能抑制Luminal A 型乳腺癌細胞增殖，促使其停滯于G2/M 期，誘導細胞凋亡，抑制細胞遷移能力，提示毛蘭素對于乳腺癌細胞的抑制作用可能具有選擇性[28]。目前毛蘭素與化療藥物合用的研究尚不多，提示未來研究可從藥物的合用上入手，以獲得藥物合用有效性、安全性、協同性的指導性建議。

6 抗膀胱癌活性及機制

靶向治療和免疫檢查點抑制劑療法等可顯著減少膀胱癌患者的不良事件[29]。Xiang 等[30]研究發現毛蘭素在膀胱癌中可啟動鐵死亡樣細胞死亡。最近一項研究結果顯示毛蘭素抑制膀胱癌細胞5637 增殖，其機制是促進細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子表達和抑制磷酸化Akt（p-Akt）表達水平，而過表達Akt 可逆轉毛蘭素對膀胱癌細胞5637 的增殖抑制能力[31]。較早的研究顯示毛蘭素能顯著抑制人膀胱癌細胞增殖、誘導細胞凋亡，并將細胞周期阻滯于G2/M 期[32]。毛蘭素還可以通過上調Bim（Bcl-2 家族促凋亡成員之一）表達，下調Bcl-2 和Mcl-1 表達水平來啟動Caspase級聯反應，最終觸發DNA 修復酶（poly ADP-ribose ploymerase，PARP）斷裂從而誘導細胞凋亡。由此認為毛蘭素可通過活化為應激活化蛋白激酶（stressactivated protein kinase，SAPK）/JNK 信號通路調控膀胱癌細胞凋亡。

7 抗白血病活性及機制

急性淋巴細胞白血病起源于B淋巴祖細胞或T淋巴祖細胞在骨髓內異常增生，也廣泛侵犯腦、肝、脾、淋巴結和性腺等骨髓外組織，是一種惡性克隆性疾病[33]。Ryser 等[34]認為毛蘭素可誘導人白血病T 淋巴細胞發生凋亡和S 期阻滯，機制上可能是其引起了細胞周期蛋白和凋亡蛋白表達失調以及p38 信號通路被激活。但事實上，細胞周期蛋白和凋亡蛋白在不同癌癥中是否作為毛蘭素普遍的作用靶點還有待商榷。

8 抗宮頸癌活性及機制

近年來，毛蘭素及其衍生物在抗宮頸癌方面的研究取得了不錯的研究進展[35]。Li 等[36]研究顯示，毛蘭素通過影響ERK 信號通路活性從而調節腫瘤蛋白p53表達，并因此抑制人宮頸癌細胞增殖。Sacks 等[37]提出毛蘭素可調節程序性細胞死亡配體1（programmed cell death-ligand 1，PD-L1）的表達水平，增強細胞毒性的T淋巴細胞活性以殺死腫瘤細胞。在此過程中，毛蘭素被認為可抑制PD-L1 的表達水平，誘導PD-L1 的溶酶體降解，抑制HIF-1α 的合成，這些功能可能由mTOR/p70 核糖體蛋白S6 激酶/真核細胞起始因子4E 結合蛋白1 通路與大鼠肉瘤/加速纖維肉瘤/MEK/MAPK-ERK通路介導，最終抑制PD-L1 介導的血管生成及腫瘤細胞增殖、侵襲和遷移等惡性生物學行為。

9 抗前列腺癌活性及機制

前列腺癌作為第二常見的癌癥，同時也是全球死亡率第六高的癌癥[38]。Trapika 等[39]證明毛蘭素通過不同的機制在雄激素敏感和去勢抗性（雄激素剝奪療法）前列腺癌細胞中表現出抗腫瘤作用。有研究表明毛蘭素可通過下調LINC01354 表達水平，提高miR-515-5p 表達水平，進而抑制前列腺癌細胞的增殖、侵襲、遷移和糖酵解[40]。目前，關于毛蘭素結合小分子RNA 進而影響腫瘤細胞生物學行為的研究比較少，提示該領域存在較大的探索研究空間。

10 抗其他惡性腫瘤活性及機制

鼻咽癌在東亞和東南亞尤為多見[41]。有研究報道毛蘭素顯著提高了人鼻咽癌NPC-039 細胞和NPC-BM細胞凋亡的活化，并通過線粒體膜交替、死亡受體活化和Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9 活化明顯阻斷細胞周期進程[42]。骨肉瘤是最常見的原發性骨惡性腫瘤[43]。有研究報道，毛蘭素通過ROS/JNK 信號通路誘導人類骨肉瘤中的細胞周期停滯于G2/M 期，并引起細胞凋亡和自噬[44]。與此同時，毛蘭素在顯著抑制腫瘤細胞生長的同時，幾乎沒有造成其他相關器官產生毒性反應。

11 總結與展望

毛蘭素的應用在傳統和新興療法中都可被認為是有前途的治療腫瘤藥物。毛蘭素是石斛重要生物活性成分，現已發現其在腫瘤治療中具有抗氧化、誘導細胞程序性死亡、抑制血管生成等多種生物學功能。毛蘭素的抗腫瘤機制研究也取得了一定的進展，包括調節細胞周期、Bcl-2 家族蛋白和MMPs 活性等途徑，在腫瘤細胞的生長與增殖、遷移與侵襲、轉移與擴散等多個階段均發揮出有效抗腫瘤活性。隨著研究手段的發展以及對毛蘭素化合物結構的深入解析，這一領域將會取得更大進展。此外，毛蘭素不僅有助于治療各種惡性腫瘤，同時在肝硬化、新型冠狀病毒感染、肝豆狀核變性、風濕等疾病中也有較好療效，這表明毛蘭素可能成為治療多種疾病的潛在藥物，并有望在傳統中藥相關領域研究中起到重要的借鑒作用。未來可著重于毛蘭素及其衍生物的研究，通過改造和優化結構，逐步開發出具有特定性、靶向性、良好吸收性、高效性及經濟性的納米材料-毛蘭素復合物，驗證生物安全性和療效顯著性，克服不良腫瘤微環境，有效提升腫瘤的治療效率。