苦参生物碱抗肿瘤作用机制研究新进展
【摘要】 目的 对苦参生物碱抗肿瘤作用机制研究成果进行综述，为其进一步研究与开发利用提供参考。方法 依据相关研究报道，综述苦参生物碱多种抗癌作用机制的实验研究进展。结果 苦参生物碱的抗肿瘤作用在细胞水平、代谢水平及基因水平上均有新突破。结论 苦参生物碱抗肿瘤作用机制研究将进一步推动中医中药临床治疗肿瘤的快速发展。
【关键词】 苦参生物碱；抗肿瘤；作用机制
【Abstract】 Objective To summarize the research progress of alkaloids in Sophora flavescens Ait in the anti-tumor mechanism. Methods The anti-tumor mechanism was reviewed according to related experimental studies. Results Alkaloids in Sophora flavescens Ait can depress the proliferation and metastasis of tumor cells, and promote the tumor cells into the apoptosis or differentiation procedure. The anti-tumor mechanism of alkaloids in Sophora flavescens Ait has been breaking in the level of cell and metabolism and gene. Conclusion It will promote further the development of the tumor treatment by Chinese herbal medicine in clinic.
【Key words】 alkaloids in Sophora flavescens Ait;anti-tumor; mechanism
苦参生物碱是传统中药苦参的活性成分之一，具有抗肿瘤、抗心律失常、抗肝纤维化等多种药理作用，在临床上极具应用价值。近年来以抗肿瘤作用最受关注。与常规肿瘤化疗药物相比，除可显著抑瘤外，还可调节患者自身机能、提高生存质量，是极为少见的。但其抗肿瘤的作用机制复杂，目前仍处于探索阶段。然而，若能深入了解其作用机制，无疑将为中医中药治疗肿瘤提供理论依据并开拓新思路。故本文拟对这方面的研究新进展做一概要综述。
1 抑制肿瘤细胞增殖与诱导分化
1.1 影响肿瘤细胞周期 肿瘤的发生不单是癌基因的激活与抑癌基因的失活或丢失，而是多阶段、多因素逐渐积累、最终导致突变的过程。它包括CKDI(cyclones dependent kinases inhibitors依赖细胞周期蛋白激酶抑制剂)和凋亡相关基因等一系列重要的调节因子丧失作用，使肿瘤细胞中的抑制信号即细胞周期负调节因子(如p53、Rb、p21、p16等)无法再对Cyclin-CDKs(细胞周期蛋白复合物)起调节作用，失去对细胞周期的正常控制而使细胞恶性增殖。人肝癌细胞株HepG2在未用药时，p53、Rb、p21、p16等不表达就是证明，其中起主导或核心作用的可能是Rb、p53。Rb对细胞周期的调节是靠它的磷酸化和去磷酸化形式实现的，磷酸化的Rb释放出与之结合的转录因子E2F，E2F则激活一系列基因的转录，从而促使细胞增殖；反之则阻止细胞增殖。p53表达增加可激活促凋亡基因bax，抑制抗凋亡基因bcl-2，从而改变bcl-2/bax比例而致细胞凋亡。除此之外，p53还可上调促凋亡基因Fas表达从而诱导细胞凋亡[1,2]。
张丽萍等[3]分析了苦参碱对白血病细胞株K562细胞周期的影响，结果显示经苦参碱作用72h后，64.6%的肿瘤细胞阻滞于G1期，而S期细胞数明显减少，说明苦参碱能显著抑制部分肿瘤细胞进入S期，从而抑制细胞增殖。进一步研究证实细胞增殖的调控主要是通过抑制G1和G2期的CDK(cyclins dependent kinases)的活性，使细胞周期停滞，DNA停止分裂或已复制的DNA不分裂给子细胞，从而使细胞增殖受到抑制。
1.2 抑制端粒酶表达与活性 端粒酶是一种核糖核蛋白复合体，被激活后可促进细胞无限增殖。正常人体细胞很少能检测出端粒酶活性的表达，而肿瘤细胞株及大多数肿瘤组织可异常的高表达端粒酶活性[4]。目前研究证实，端粒酶蛋白质组分是其活性调控的主要成分，其中催化亚单位-端粒酶逆转录酶(human telomerase reverse transcriptase, hTERT)对端粒酶的活性调节最为重要；hTERT在转录水平上的调控是端粒酶基因调控的主要途径[5]。李旭芬等[6]用苦参碱作用K562细胞时发现，在端粒酶hTERT-mRNA表达下降的同时，端粒酶活性亦见明显下降，两者呈相关性，提示苦参碱可作为一种有效的端粒酶活性抑制剂。肿瘤细胞端粒酶活性受抑后，端粒继续缩短，则可直接导致肿瘤细胞死亡。陈伟忠等[7]证实苦参碱抑制HepG2细胞增殖和端粒酶活性以及hTERT表达的有效浓度大约在750μg/ml，剂量依赖性并不明显，浓度超过1000μg/ml，苦参碱的抗肿瘤作用则可能与诱导细胞凋亡有关。谢渭芬等[8]研究了肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF)与端粒酶活性调控的关系，认为TNF可显著抑制肝癌细胞端粒酶的活性，其机制与调控hTERT的表达有关。
1.3 引起 DNA甲基化模式变化 微观生物学研究进展揭示基因表达的“开关”由表观遗传因素(epigenetics)控制，主要包含DNA甲基化和组蛋白乙酰化。刘小珊等[9]从表观遗传学角度研究了苦参碱诱导K562细胞分化时基因组DNA甲基化模式的变化。发现苦参碱作用24h后，基因组DNA对5’-甲基胞嘧啶敏感的限制性核酸内切酶的敏感性下降，提示处理组细胞基因组DNA该酶的酶切位点被封闭，导致对酶的敏感性降低。相反，各组DNA对5’-甲基胞嘧啶不敏感的HarIII的酶切反应无明显差异。由此表明苦参碱诱导细胞K562分化时广泛的基因组DNA甲基化水平升高，提示苦参碱诱导K562细胞分化的基因表达变化同基因组DNA甲基化模式改变有关。
1.4 引发细胞信号改变
1.4.1 细胞磷脂酶A2表达的改变 磷脂酶A2(phospholipaseA2, PLA2)是特异性的甘油磷脂Sn-2位脂键的水解酶类[10]，其中胞质型磷脂酶A2(cytosolicPLA2, cPLA2)是细胞内重要的信号分子[11]。有研究表明用0.1mg/ml苦参碱作用K562细胞，cPLA2活性与表达量均增加，12h达高峰后逐渐下降；且cPLA2的活性增高，既有cPLA2信号分子本身的活化又有cPLA2的表达增加，提示在苦参碱对K562细胞的增殖抑制与促进红细胞系分化的过程中，可能有cPLA2的参与，其活性和表达量的改变所引发的胞内信号传递可能是导致K562细胞增殖抑制与诱导分化的重要因素之一[12]。
1.4.2 钙信号的改变 刘北忠等[13]研究了苦参碱诱导细胞分化的信号转导机制，发现经苦参碱处理后，在有胞外钙的情况下，K562细胞内钙离子浓度由129.02nmol/L升至207.50nmol/L，并维持较长时间；在无胞外钙的情况下，细胞内钙离子浓度由129.02nmol/L迅速升至164.22nmol/L，并迅速恢复。两者的增高幅度均与苦参碱浓度呈正相关，提示在苦参碱诱导K562细胞分化过程中，钙离子浓度的变化是一重要的与细胞的增殖抑制和分化相关的早期信号。
1.4.3 酪氨酸激酶与磷酸酶活性的改变 K562细胞的诱导增殖与分化，涉及到多条信号转导途径。其中，蛋白酪氨酸激酶受体途径与蛋白酪氨酸激酶耦联受体途径是重要的信号转导通路[14]。刘北忠等[15]首次证实了在苦参碱对K562细胞的诱导分化过程中，有广泛的蛋白酪氨酸激酶活性的短暂下降，同时伴有蛋白酪氨酸磷酸酶的活性变化。此过程中，膜相中蛋白酪氨酸激酶的活性改变先于胞浆内的改变，提示有一个信号的跨膜转运过程；蛋白酪氨酸磷酸酶的活性变化，反映了胞内的蛋白酪氨酸残基磷酸化与去磷酸化的即时调节机制。
1.4.4 酪氨酸蛋白磷酸化 蛋白的可逆磷酸化是细胞增殖、分化等细胞行为伴有的重要细胞信号传导过程中的主要调控因素。刘小珊等[16]在前人研究基础上进一步发现，在苦参碱诱导K562细胞分化的过程中至少有6种酪氨酸蛋白磷酸化水平发生改变，其中4种上调，2种下调；随着作用浓度的增加，上调的4种酪氨酸蛋白磷酸化水平均有下降，表明在细胞信号传导通路中胞内酪氨酸蛋白磷酸化在苦参碱诱导K562细胞分化中起重要作用。
2 诱导凋亡
苦参碱不仅能抑制细胞增殖并促进其良性分化，还能诱导肿瘤细胞的凋亡。目前的研究表明，肿瘤细胞的凋亡可能与凋亡相关基因表达增强和抗凋亡相关基因表达减弱有关。
司维柯等[17]发现苦参碱诱导HepG2细胞凋亡时，其凋亡相关基因p53、bax和Fas表达均增高，而抗凋亡基因bcl-2、c-myc的表达降低。其中bcl-2蛋白表达增加是肿瘤细胞凋亡受抑的重要机制之一[18]。bcl-2和bax都属于bcl-2家族，前者可通过抑制Apaf-1(细胞凋亡蛋白酶活化因子)活化从而发挥抗凋亡作用；而后者可激活Apaf-1的促凋亡蛋白，还可结合bcl-2而使其失活；高表达的bax还可激活Apaf-1～Caspases (半胱氨酸-天冬氨基特异性蛋白酶类) 途径从而将细胞引向凋亡[19]。Fas蛋白则可接受TNF-a促凋亡信号的刺激并通过Fas/FasL～FADD通路介导细胞凋亡。另有学者发现[20]经苦参碱处理3h后，K562细胞c-myc、肝细胞转录因子HNF-1a等mRNA表达明显降低。
又据最新报道，苦参碱诱导K562细胞凋亡与Survivin基因的表达有关。Survivin是新近发现的一种抗凋亡基因，它定位于17q25，结构独特。其表达的蛋白质通过抑制Caspase3、Caspase7等途径抑制细胞的程序化死亡。经苦参碱作用后，Survivin表达降低，这可能是苦参碱抑制K562细胞增殖、诱导其分化与凋亡的重要机制[21, 22]。
3 抗肿瘤细胞粘附与浸润转移
3.1 抑制肿瘤血管内皮细胞增殖 肿瘤的生长和转移很大程度上依赖肿瘤血管形成[23]。新生血管形成是恶性肿瘤生长和转移中的重要病理过程，而血管内皮细胞(VEC)的增殖是新生血管形成的基础。有研究表明氧化苦参碱可明显降低VEGF(瘤体血管内皮生长因子)、bFGF(碱性成纤维细胞生长因子)的表达，这可能是其抑制肿瘤血管形成的主要机制之一[24]。
3.2 降低粘附因子活性 肿瘤在发生转移时，必须使癌细胞与血管或淋巴管的内皮细胞发生粘附，再通过内皮细胞间隙进入组织，从而形成转移癌灶，所以在这一过程中粘附因子(如CD44、CD49等)的作用十分重要。
CD44是粘附分子家族中的一员，编码细胞表面的一组跨膜糖蛋白，其变异异构体为CD44V。目前已发现16种CD44V，其中CD44V6、CD44V9、CD44V3的表达被认为与肿瘤的侵袭和转移有关[25]。体外实验也表明CD44V的高度表达可以增强多种癌细胞的转移潜能，其转移机制可能是表达CD44V6的肿瘤细胞与远隔的淋巴管或血管内某一配体结合，使转移至那里的肿瘤细胞更加稳定地寄宿与生长。研究表明，苦参碱处理后的PG细胞(人肺高转移巨细胞癌细胞系)CD44、CD49表达量明显降低，提示苦参碱可能通过降低癌细胞的粘附性来抑制肿瘤的转移。林洪生等[26]进一步证实，一定浓度苦参碱可明显抑制Tiam-1(浸润转移促进基因)的表达，降低肿瘤细胞的粘附和迁移。
4 通过免疫机制增强其抗肿瘤活性
许多学者对苦参生物碱的免疫调节功能进行了研究，但观点不一。多较倾向于苦参生物碱具有双向免疫调节性。如王会贤等[27]研究表明氧化苦参碱可使低反应性人扁桃体淋巴细胞增殖能力提高，而对高反应性的人扁桃体淋巴细胞及正常小鼠脾细胞增殖则表现为抑制作用，从而认为氧化苦参碱对淋巴细胞增殖的影响和细胞状态密切相关，具有双向免疫调节性。
戴碧涛等[28]研究了苦参碱诱导分化对白血病细胞分泌白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF-α)的影响，结果显示对免疫因子IL-6和TNF-α自分泌无影响，但是否提示苦参碱对白血病免疫功能也无影响还有待于进一步研究。
5 其他方面
5.1 阻止某些可引发肿瘤的慢性炎症的发展及抑制某些致癌病毒 肿瘤的发生与许多慢性炎症有关，如胃癌与慢性萎缩性胃炎、大肠癌与溃疡性结肠炎等。有报道用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导大鼠结肠炎，再用氧化苦参碱饲喂患病大鼠，以处理组和正常对照组的疾病活动度(DAI)及病理学评分进行比较，发现处理组大鼠的结肠炎和病理变化较对照组明显改善，提示氧化苦参碱能够减轻诱导的结肠炎症状和肠黏膜损害，由此可推想苦参生物碱可能通过减轻一些炎症的发展来预防相关肿瘤的发生。Qavi[29]等用苦参根提取物作用于细胞，发现可阻止HHV-6(人类疱疹病毒6型)的复制。HHV-6与宫颈癌、淋巴瘤的发生相关，故推测苦参碱可抑制某些致癌病毒的复制，从而阻止某些肿瘤的发生。
5.2 改善肿瘤的耐药性和降低化疗药物的毒副作用 肿瘤对化疗药物的耐药性是阻碍化疗抗肿瘤作用的主要方式之一。用苦参碱加长春新碱作用多药耐药细胞K562/Vin，发现其可逆转K562/Vin细胞对长春新碱的耐药作用，并可降低细胞表面P-gp(P-糖蛋白)表达，提示苦参碱可通过降低耐药因子P-gp的表达来增强这些耐药细胞对化疗药物的敏感性，以促进细胞分化及诱导凋亡[30]。另外，用苦参碱注射液或复方苦参碱注射液加化疗药物治疗中晚期恶性肿瘤，发现其可减轻化疗药物对中晚期肿瘤治疗的不良反应，提高病人的生存质量。用苦参碱联合经导管动脉栓塞(transcatheter arterial chemoembolizaton, TACE)术治疗晚期原发性肝癌，治疗组在改善TACE术后发热、疼痛等症状及减少白细胞下降、总胆红素升高、白血球比例(MG)下降等肝损伤方面，较对照组有更好的防治作用，提示苦参碱可减轻化疗药物的不良反应[31]。
5.3 延缓诱发性癌变 有研究用苦参碱喂饲经二乙基亚硝胺(DEN)诱发肝癌的大鼠，发现实验组大鼠肝脏癌结节数目、大小明显低于对照组，提示苦参碱虽不能完全阻断DEN诱发大鼠肝癌的发生，但小剂量长期口服可延缓DEN诱发大鼠肝癌的进程[32]。
6 展望
综上可见，苦参生物碱在抗肿瘤方面有着广泛而确切的作用。目前，其抑制肿瘤生长与转移及其对肿瘤相关基因调控的研究，在代谢水平和基因水平上均取得了可喜的进展，这对苦参生物碱抗肿瘤的临床应用极具指导意义。但由于其抗癌作用机制复杂，特别是对肿瘤相关基因调控的信号传导的影响更是错综复杂，故到现在为止，对各种肿瘤细胞来说，其抑制肿瘤增殖、诱导分化与凋亡的各阶段的作用机制尚无十分透彻的阐明。因此，若能选定有研究基础与前途的微小方面，集中力量、坚持不懈、探究到底，切实澄清其作用机制，则其理论与实用价值自不待言。
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基金项目：黑龙江八一农垦大学博士科研基金项目(NDBJ-04035)
作者单位：1 163319 黑龙江大庆，黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院(Δ通讯作者)
2 116023 辽宁大连，大连水产学院
(编辑：石 岚), 百拇医药(王爽 阮洪生，张春磊，张华，秦学功)
【关键词】 苦参生物碱；抗肿瘤；作用机制
【Abstract】 Objective To summarize the research progress of alkaloids in Sophora flavescens Ait in the anti-tumor mechanism. Methods The anti-tumor mechanism was reviewed according to related experimental studies. Results Alkaloids in Sophora flavescens Ait can depress the proliferation and metastasis of tumor cells, and promote the tumor cells into the apoptosis or differentiation procedure. The anti-tumor mechanism of alkaloids in Sophora flavescens Ait has been breaking in the level of cell and metabolism and gene. Conclusion It will promote further the development of the tumor treatment by Chinese herbal medicine in clinic.
【Key words】 alkaloids in Sophora flavescens Ait;anti-tumor; mechanism
苦参生物碱是传统中药苦参的活性成分之一，具有抗肿瘤、抗心律失常、抗肝纤维化等多种药理作用，在临床上极具应用价值。近年来以抗肿瘤作用最受关注。与常规肿瘤化疗药物相比，除可显著抑瘤外，还可调节患者自身机能、提高生存质量，是极为少见的。但其抗肿瘤的作用机制复杂，目前仍处于探索阶段。然而，若能深入了解其作用机制，无疑将为中医中药治疗肿瘤提供理论依据并开拓新思路。故本文拟对这方面的研究新进展做一概要综述。
1 抑制肿瘤细胞增殖与诱导分化
1.1 影响肿瘤细胞周期 肿瘤的发生不单是癌基因的激活与抑癌基因的失活或丢失，而是多阶段、多因素逐渐积累、最终导致突变的过程。它包括CKDI(cyclones dependent kinases inhibitors依赖细胞周期蛋白激酶抑制剂)和凋亡相关基因等一系列重要的调节因子丧失作用，使肿瘤细胞中的抑制信号即细胞周期负调节因子(如p53、Rb、p21、p16等)无法再对Cyclin-CDKs(细胞周期蛋白复合物)起调节作用，失去对细胞周期的正常控制而使细胞恶性增殖。人肝癌细胞株HepG2在未用药时，p53、Rb、p21、p16等不表达就是证明，其中起主导或核心作用的可能是Rb、p53。Rb对细胞周期的调节是靠它的磷酸化和去磷酸化形式实现的，磷酸化的Rb释放出与之结合的转录因子E2F，E2F则激活一系列基因的转录，从而促使细胞增殖；反之则阻止细胞增殖。p53表达增加可激活促凋亡基因bax，抑制抗凋亡基因bcl-2，从而改变bcl-2/bax比例而致细胞凋亡。除此之外，p53还可上调促凋亡基因Fas表达从而诱导细胞凋亡[1,2]。
张丽萍等[3]分析了苦参碱对白血病细胞株K562细胞周期的影响，结果显示经苦参碱作用72h后，64.6%的肿瘤细胞阻滞于G1期，而S期细胞数明显减少，说明苦参碱能显著抑制部分肿瘤细胞进入S期，从而抑制细胞增殖。进一步研究证实细胞增殖的调控主要是通过抑制G1和G2期的CDK(cyclins dependent kinases)的活性，使细胞周期停滞，DNA停止分裂或已复制的DNA不分裂给子细胞，从而使细胞增殖受到抑制。
1.2 抑制端粒酶表达与活性 端粒酶是一种核糖核蛋白复合体，被激活后可促进细胞无限增殖。正常人体细胞很少能检测出端粒酶活性的表达，而肿瘤细胞株及大多数肿瘤组织可异常的高表达端粒酶活性[4]。目前研究证实，端粒酶蛋白质组分是其活性调控的主要成分，其中催化亚单位-端粒酶逆转录酶(human telomerase reverse transcriptase, hTERT)对端粒酶的活性调节最为重要；hTERT在转录水平上的调控是端粒酶基因调控的主要途径[5]。李旭芬等[6]用苦参碱作用K562细胞时发现，在端粒酶hTERT-mRNA表达下降的同时，端粒酶活性亦见明显下降，两者呈相关性，提示苦参碱可作为一种有效的端粒酶活性抑制剂。肿瘤细胞端粒酶活性受抑后，端粒继续缩短，则可直接导致肿瘤细胞死亡。陈伟忠等[7]证实苦参碱抑制HepG2细胞增殖和端粒酶活性以及hTERT表达的有效浓度大约在750μg/ml，剂量依赖性并不明显，浓度超过1000μg/ml，苦参碱的抗肿瘤作用则可能与诱导细胞凋亡有关。谢渭芬等[8]研究了肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF)与端粒酶活性调控的关系，认为TNF可显著抑制肝癌细胞端粒酶的活性，其机制与调控hTERT的表达有关。
1.3 引起 DNA甲基化模式变化 微观生物学研究进展揭示基因表达的“开关”由表观遗传因素(epigenetics)控制，主要包含DNA甲基化和组蛋白乙酰化。刘小珊等[9]从表观遗传学角度研究了苦参碱诱导K562细胞分化时基因组DNA甲基化模式的变化。发现苦参碱作用24h后，基因组DNA对5’-甲基胞嘧啶敏感的限制性核酸内切酶的敏感性下降，提示处理组细胞基因组DNA该酶的酶切位点被封闭，导致对酶的敏感性降低。相反，各组DNA对5’-甲基胞嘧啶不敏感的HarIII的酶切反应无明显差异。由此表明苦参碱诱导细胞K562分化时广泛的基因组DNA甲基化水平升高，提示苦参碱诱导K562细胞分化的基因表达变化同基因组DNA甲基化模式改变有关。
1.4 引发细胞信号改变
1.4.1 细胞磷脂酶A2表达的改变 磷脂酶A2(phospholipaseA2, PLA2)是特异性的甘油磷脂Sn-2位脂键的水解酶类[10]，其中胞质型磷脂酶A2(cytosolicPLA2, cPLA2)是细胞内重要的信号分子[11]。有研究表明用0.1mg/ml苦参碱作用K562细胞，cPLA2活性与表达量均增加，12h达高峰后逐渐下降；且cPLA2的活性增高，既有cPLA2信号分子本身的活化又有cPLA2的表达增加，提示在苦参碱对K562细胞的增殖抑制与促进红细胞系分化的过程中，可能有cPLA2的参与，其活性和表达量的改变所引发的胞内信号传递可能是导致K562细胞增殖抑制与诱导分化的重要因素之一[12]。
1.4.2 钙信号的改变 刘北忠等[13]研究了苦参碱诱导细胞分化的信号转导机制，发现经苦参碱处理后，在有胞外钙的情况下，K562细胞内钙离子浓度由129.02nmol/L升至207.50nmol/L，并维持较长时间；在无胞外钙的情况下，细胞内钙离子浓度由129.02nmol/L迅速升至164.22nmol/L，并迅速恢复。两者的增高幅度均与苦参碱浓度呈正相关，提示在苦参碱诱导K562细胞分化过程中，钙离子浓度的变化是一重要的与细胞的增殖抑制和分化相关的早期信号。
1.4.3 酪氨酸激酶与磷酸酶活性的改变 K562细胞的诱导增殖与分化，涉及到多条信号转导途径。其中，蛋白酪氨酸激酶受体途径与蛋白酪氨酸激酶耦联受体途径是重要的信号转导通路[14]。刘北忠等[15]首次证实了在苦参碱对K562细胞的诱导分化过程中，有广泛的蛋白酪氨酸激酶活性的短暂下降，同时伴有蛋白酪氨酸磷酸酶的活性变化。此过程中，膜相中蛋白酪氨酸激酶的活性改变先于胞浆内的改变，提示有一个信号的跨膜转运过程；蛋白酪氨酸磷酸酶的活性变化，反映了胞内的蛋白酪氨酸残基磷酸化与去磷酸化的即时调节机制。
1.4.4 酪氨酸蛋白磷酸化 蛋白的可逆磷酸化是细胞增殖、分化等细胞行为伴有的重要细胞信号传导过程中的主要调控因素。刘小珊等[16]在前人研究基础上进一步发现，在苦参碱诱导K562细胞分化的过程中至少有6种酪氨酸蛋白磷酸化水平发生改变，其中4种上调，2种下调；随着作用浓度的增加，上调的4种酪氨酸蛋白磷酸化水平均有下降，表明在细胞信号传导通路中胞内酪氨酸蛋白磷酸化在苦参碱诱导K562细胞分化中起重要作用。
2 诱导凋亡
苦参碱不仅能抑制细胞增殖并促进其良性分化，还能诱导肿瘤细胞的凋亡。目前的研究表明，肿瘤细胞的凋亡可能与凋亡相关基因表达增强和抗凋亡相关基因表达减弱有关。
司维柯等[17]发现苦参碱诱导HepG2细胞凋亡时，其凋亡相关基因p53、bax和Fas表达均增高，而抗凋亡基因bcl-2、c-myc的表达降低。其中bcl-2蛋白表达增加是肿瘤细胞凋亡受抑的重要机制之一[18]。bcl-2和bax都属于bcl-2家族，前者可通过抑制Apaf-1(细胞凋亡蛋白酶活化因子)活化从而发挥抗凋亡作用；而后者可激活Apaf-1的促凋亡蛋白，还可结合bcl-2而使其失活；高表达的bax还可激活Apaf-1～Caspases (半胱氨酸-天冬氨基特异性蛋白酶类) 途径从而将细胞引向凋亡[19]。Fas蛋白则可接受TNF-a促凋亡信号的刺激并通过Fas/FasL～FADD通路介导细胞凋亡。另有学者发现[20]经苦参碱处理3h后，K562细胞c-myc、肝细胞转录因子HNF-1a等mRNA表达明显降低。
又据最新报道，苦参碱诱导K562细胞凋亡与Survivin基因的表达有关。Survivin是新近发现的一种抗凋亡基因，它定位于17q25，结构独特。其表达的蛋白质通过抑制Caspase3、Caspase7等途径抑制细胞的程序化死亡。经苦参碱作用后，Survivin表达降低，这可能是苦参碱抑制K562细胞增殖、诱导其分化与凋亡的重要机制[21, 22]。
3 抗肿瘤细胞粘附与浸润转移
3.1 抑制肿瘤血管内皮细胞增殖 肿瘤的生长和转移很大程度上依赖肿瘤血管形成[23]。新生血管形成是恶性肿瘤生长和转移中的重要病理过程，而血管内皮细胞(VEC)的增殖是新生血管形成的基础。有研究表明氧化苦参碱可明显降低VEGF(瘤体血管内皮生长因子)、bFGF(碱性成纤维细胞生长因子)的表达，这可能是其抑制肿瘤血管形成的主要机制之一[24]。
3.2 降低粘附因子活性 肿瘤在发生转移时，必须使癌细胞与血管或淋巴管的内皮细胞发生粘附，再通过内皮细胞间隙进入组织，从而形成转移癌灶，所以在这一过程中粘附因子(如CD44、CD49等)的作用十分重要。
CD44是粘附分子家族中的一员，编码细胞表面的一组跨膜糖蛋白，其变异异构体为CD44V。目前已发现16种CD44V，其中CD44V6、CD44V9、CD44V3的表达被认为与肿瘤的侵袭和转移有关[25]。体外实验也表明CD44V的高度表达可以增强多种癌细胞的转移潜能，其转移机制可能是表达CD44V6的肿瘤细胞与远隔的淋巴管或血管内某一配体结合，使转移至那里的肿瘤细胞更加稳定地寄宿与生长。研究表明，苦参碱处理后的PG细胞(人肺高转移巨细胞癌细胞系)CD44、CD49表达量明显降低，提示苦参碱可能通过降低癌细胞的粘附性来抑制肿瘤的转移。林洪生等[26]进一步证实，一定浓度苦参碱可明显抑制Tiam-1(浸润转移促进基因)的表达，降低肿瘤细胞的粘附和迁移。
4 通过免疫机制增强其抗肿瘤活性
许多学者对苦参生物碱的免疫调节功能进行了研究，但观点不一。多较倾向于苦参生物碱具有双向免疫调节性。如王会贤等[27]研究表明氧化苦参碱可使低反应性人扁桃体淋巴细胞增殖能力提高，而对高反应性的人扁桃体淋巴细胞及正常小鼠脾细胞增殖则表现为抑制作用，从而认为氧化苦参碱对淋巴细胞增殖的影响和细胞状态密切相关，具有双向免疫调节性。
戴碧涛等[28]研究了苦参碱诱导分化对白血病细胞分泌白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF-α)的影响，结果显示对免疫因子IL-6和TNF-α自分泌无影响，但是否提示苦参碱对白血病免疫功能也无影响还有待于进一步研究。
5 其他方面
5.1 阻止某些可引发肿瘤的慢性炎症的发展及抑制某些致癌病毒 肿瘤的发生与许多慢性炎症有关，如胃癌与慢性萎缩性胃炎、大肠癌与溃疡性结肠炎等。有报道用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导大鼠结肠炎，再用氧化苦参碱饲喂患病大鼠，以处理组和正常对照组的疾病活动度(DAI)及病理学评分进行比较，发现处理组大鼠的结肠炎和病理变化较对照组明显改善，提示氧化苦参碱能够减轻诱导的结肠炎症状和肠黏膜损害，由此可推想苦参生物碱可能通过减轻一些炎症的发展来预防相关肿瘤的发生。Qavi[29]等用苦参根提取物作用于细胞，发现可阻止HHV-6(人类疱疹病毒6型)的复制。HHV-6与宫颈癌、淋巴瘤的发生相关，故推测苦参碱可抑制某些致癌病毒的复制，从而阻止某些肿瘤的发生。
5.2 改善肿瘤的耐药性和降低化疗药物的毒副作用 肿瘤对化疗药物的耐药性是阻碍化疗抗肿瘤作用的主要方式之一。用苦参碱加长春新碱作用多药耐药细胞K562/Vin，发现其可逆转K562/Vin细胞对长春新碱的耐药作用，并可降低细胞表面P-gp(P-糖蛋白)表达，提示苦参碱可通过降低耐药因子P-gp的表达来增强这些耐药细胞对化疗药物的敏感性，以促进细胞分化及诱导凋亡[30]。另外，用苦参碱注射液或复方苦参碱注射液加化疗药物治疗中晚期恶性肿瘤，发现其可减轻化疗药物对中晚期肿瘤治疗的不良反应，提高病人的生存质量。用苦参碱联合经导管动脉栓塞(transcatheter arterial chemoembolizaton, TACE)术治疗晚期原发性肝癌，治疗组在改善TACE术后发热、疼痛等症状及减少白细胞下降、总胆红素升高、白血球比例(MG)下降等肝损伤方面，较对照组有更好的防治作用，提示苦参碱可减轻化疗药物的不良反应[31]。
5.3 延缓诱发性癌变 有研究用苦参碱喂饲经二乙基亚硝胺(DEN)诱发肝癌的大鼠，发现实验组大鼠肝脏癌结节数目、大小明显低于对照组，提示苦参碱虽不能完全阻断DEN诱发大鼠肝癌的发生，但小剂量长期口服可延缓DEN诱发大鼠肝癌的进程[32]。
6 展望
综上可见，苦参生物碱在抗肿瘤方面有着广泛而确切的作用。目前，其抑制肿瘤生长与转移及其对肿瘤相关基因调控的研究，在代谢水平和基因水平上均取得了可喜的进展，这对苦参生物碱抗肿瘤的临床应用极具指导意义。但由于其抗癌作用机制复杂，特别是对肿瘤相关基因调控的信号传导的影响更是错综复杂，故到现在为止，对各种肿瘤细胞来说，其抑制肿瘤增殖、诱导分化与凋亡的各阶段的作用机制尚无十分透彻的阐明。因此，若能选定有研究基础与前途的微小方面，集中力量、坚持不懈、探究到底，切实澄清其作用机制，则其理论与实用价值自不待言。
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基金项目：黑龙江八一农垦大学博士科研基金项目(NDBJ-04035)
作者单位：1 163319 黑龙江大庆，黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院(Δ通讯作者)
2 116023 辽宁大连，大连水产学院
(编辑：石 岚), 百拇医药(王爽 阮洪生，张春磊，张华，秦学功)