红花的抗肿瘤作用研究进展

Research Progress on Anti-Tumor Effect of Safflower

摘要: 随着恶性肿瘤发生率的日趋增高，恶性肿瘤已成为危害人类健康的主要疾病之一。红花(Safflower)是一种菊科草本植物，我国传统医学很早便将红花用于治疗疾病，《本草纲目》记载其可“活血、润燥、止痛、散肿、通经”。近年来多项实验对红花的药理作用及机制进行了深入研究，发现红花除具有心肌保护、降血压、抗血小板聚合、抗血栓生成、抗动脉粥样硬化等作用外，还表现出不可忽视的抗肿瘤作用。本综述主要探讨红花及其活性成分的抗肿瘤机制及研究进展。以期为后续的临床应用提供科学依据。

Abstract: With the increasing incidence of malignant tumors, malignant tumors have become one of the main diseases that endanger human health. Safflower is a Compositae herb. Safflower has been used in the treatment of diseases in traditional Chinese medicine for a long time, and the “Materia Medica Outline” records that it can promote blood circulation, moisturize dryness, relieve pain, disperse swelling and dredge meridians. In recent years, a number of experiments have conducted in-depth research on the pharmacological effects and mechanisms of safflower. It has been found that safflower not only has the effects of myocardial protection, lowering blood pressure, anti-platelet aggregation, anti-thrombosis, and anti-atherosclerosis, but also has anti-tumor effects that cannot be ignored. This review mainly discusses the anti-tumor mechanism and research progress of safflower and its active components, in order to provide scientific basis for subsequent clinical application.

1. 红花(Safflower)

红花也叫草红花、刺红花，为菊科植物，橙红色，干燥后入药。羟基红花黄素A (Hydroxyl safflower yellow A HSYA)，其化学结构如图(见图1)所示，HSYA是从红花的干花中提取和分离出来的一种黄酮类化合物，是植物红花的单体和有效水溶性成分。研究证实，HSYA具有抗炎症、抗肿瘤、抗脑缺血损伤等多种药理作用 [1] [2] [3]。关于HSYA的抗肿瘤作用，张前 [4] 等最早利用鸡胚尿囊膜(CAM)实验观察HSYA对新生血管的抑制作用，并通过RT-PCR实验观察HSYA对CAM组织中生长因子及其受体mRNA表达的影响，从而首次发现HSYA可显著抑制新生血管的生成，从而发挥抗肿瘤作用。除了HSYA，红花中的其他活性成分，如红花多糖(Safflower polysaccharide, SPS)、红花黄素(Safflower yellow)以及羟基红花黄素B (Hydroxyl safflower yellow B, HSYB)都有着一定的抗肿瘤作用，这为后续HSYA抗肿瘤机制的研究提供了切入点。

Figure 1. The chemical structure of hydroxysafflor yellow A

图1. 羟基红花黄素A (HSYA)化学结构

2. 红花的抗肿瘤机制

2.1. 羟基红花黄素A (HSYA)的抗肿瘤机制

2.1.1. 抑制肿瘤血管生成

实体肿瘤分为实质和间质部分，肿瘤间质为肿瘤细胞的生长提供必需的氧气和营养物质，而血管是肿瘤间质的重要组成部分 [5]，血管生成几乎是肿瘤生长、侵袭和转移所必需的。许多研究已经证实，肿瘤组织中的微血管比正常组织中更丰富，肿瘤微血管越多，肿瘤细胞生长增殖的速度就越快。而羟基红花黄素A(HSYA)可以通过抑制肿瘤血管生成来抑制肿瘤的增殖和转移。Wang等 [6] 的体外实验通过ELISA 法检测细胞培养上清VEGF、KDR、bFGF、bFGFR蛋白的表达，发现HSYA可以通过抑制促血管生成因子血管内皮细胞生长因子(VEGF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)来抑制肿瘤血管的生成。ZHANG等 [7] 的动物实验显示HSYA能通过显著抑制p38MAPK的磷酸化，且能下调MMP-2、MMP-9、ATF-2、COX-2等因子的表达来抑制肿瘤血管生成。还有研究显示，HSYA可通过阻断肿瘤细胞的ERK/MAPK和NF-kB信号通路抑制血管生成，以抑制肿瘤的生长 [2]。

2.1.2. 促进肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡是细胞的基本现象，是一种有序的基因编程的细胞死亡形式，机体通过细胞凋亡清除衰老和病变的细胞，以保证机体的健康。肿瘤细胞中，细胞处于异常增殖状态，异常增殖的肿瘤细胞会促进凋亡基因的下调。凋亡作为肿瘤治疗的基础，Liu等 [8] 将BGC-823肿瘤细胞分组，并通过MTT法、流式细胞术、免疫荧光染色化学法、实时荧光定量PCR法等方法检测肿瘤细胞增殖与凋亡，发现HSYA可以使BGC-823细胞由G0/G1期向S期的过渡受阻，并通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ (Peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARγ)诱导BGC-823细胞凋亡。有研究显示HYSA还可以通过诱导脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)的产生，剂量依赖性的诱导细胞凋亡 [9]。

2.1.3. 抑制肿瘤微环境的炎症反应

肿瘤微环境(Tumor microenvironment, TME)是一个复杂的系统，一般由基质成分、细胞成分和可溶性因子三部分组成，TME中的某些免疫细胞可直接促进肿瘤细胞的生长。慢性炎症是组织异常修复后癌性病变发展的诱因，其机制可能是导致宿主的抗肿瘤免疫系统缺陷，并促进癌变过程，研究显示，在慢性炎症环境中容易出现肿瘤进展 [10]，而肿瘤炎性微环境不仅诱导正常细胞向肿瘤细胞转化，还通过分泌炎性细胞因子、趋化因子等参与上皮–间质转化、血管新生等过程，促进肿瘤的侵袭与转移 [11]。MA等 [9] 的动物实验显示，HSYA治疗后肿瘤细胞数量减少(其中1.13 mg/kg浓度下HSYA对肿瘤生长的抑制作用最强)，且HSYA显著降低Foxp3的表达和Rorγt蛋白在肿瘤组织中的表达，表明HSYA可以抑制肿瘤的生长和免疫逃避，并可以减轻炎症，改善肿瘤免疫微环境，缓解免疫抑制状态。也有研究发现，HYSA可通过抑制PI3K/Akt/mTOR和ERK/MAPK信号通路，抑制LPS介导的肿瘤细胞(人NSCLC细胞系A549和H1299)的增殖、迁移、侵袭和上皮–间质转化(Epithelial-mesenchymal transition, EMT)，显著下调脂多糖诱导的炎症细胞因子的产生 [12]。

2.2. 红花多糖(SPS)的抗肿瘤机制

巨噬细胞(Macrophages)是由白细胞增殖分化而来的一种非特异性免疫细胞，肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-associated macrophages, TAMs)是一种主要的肿瘤浸润免疫细胞类型，通常分为M1和M2两种功能亚型，其中M1型具有典型的抗肿瘤功能 [13]。Wang等 [14] 通过建立偶氮氧基甲烷(Azoxymethane, AOM)/右旋糖酐硫酸钠(Dextran sulfate, DSS)动物实验模型，发现50 mg/kg的SPS活性组分SPS-1可通过上调NF-κB信号通路激活巨噬细胞，诱导巨噬细胞发生m1型极化，并通过激活Raw 264.7上调肿瘤坏死因子-α (TNF-α)和一氧化氮(NO)水平诱导肿瘤(Colorectal Cancer, CRC)细胞凋亡，从而抑制肿瘤的发生、发展。

除此之外，SPS还通过抑制细胞凋亡抑制肿瘤细胞的增殖与转移。Luo等 [15] 使用MCF-7乳腺癌细胞系作为模型，通过MTT法分析细胞活力、流式细胞术检测肿瘤细胞的凋亡率，研究了SPS对肿瘤细胞增殖和转移的影响，结果显示SPS显著抑制基质金属蛋白酶-9 (Matrix metalloproteinase-9, MMP-9)的表达，增加金属蛋白酶组织抑制剂-1 (Tissue inhibitor of metalloproteinase-1, TIMP-1)的表达，并使肿瘤细胞的凋亡率显著升高，且呈剂量依赖性增加，表明SPS可抑制肿瘤细胞的侵袭和转移。

2.3. 红花黄素(SY)的抗肿瘤机制

肿瘤细胞浸润是恶性肿瘤快速进展的标志，肿瘤细胞从原发肿瘤部位扩散并在血管系统中存活，最终通过内皮渗出定植于其他部位，并通过细胞骨架的重排形成专门的结构，获得所需的运动能力，这即为侵袭性足 [16]。研究发现，SY通过调节细胞骨架重排和抑制浸润足的形成来阻止肿瘤(乳腺癌)的转移。SY不仅可以破坏EGF信号通路和骨架排列，还可以通过抑制Src的磷酸化来抑制侵袭性足的形成，并可抑制原位转移肿瘤细胞的播散，阻断远处部位循环肿瘤细胞粘附内皮壁，从而抑制肿瘤细胞的体外迁移和体内转移，且低剂量SY的抗转移活性比高剂量更有效 [17]。

2.4. 羟基红花黄素B(HSYB)的抗肿瘤机制

上文已经深入探讨了HSYA的抗肿瘤机制，而HSYB——一种新的类黄酮，作为HSYA的异构体，也具有确切的抗肿瘤作用。LIN等 [18] 通过建立MCF-7乳腺癌细胞模型，探究HSYB联合阿霉素(Doxorubicin, DOX)抑制肿瘤细胞增殖的机制。结果显示，经过HSYB和DOX联合处理后的MCF-7肿瘤细胞中，凋亡相关蛋白：包括凋亡启动子(cleaved caspase-9)和凋亡效应因子(cleaved caspase-3)的水平显著上调，而BCL-2 (细胞凋亡的相关因素，具有抑制细胞凋亡，促进增殖的作用)显著下调，从而促进肿瘤细胞的凋亡。除此之外，HSYB还可以通过抑制肿瘤细胞周期中的S期，并下调细胞周期蛋白D1，细胞周期蛋白E和CDK2，抑制肿瘤细胞的增殖转移，并以剂量依赖性方式降低肿瘤细胞的存活率 [19]。

3. 展望

红花作为中药中宝贵的多功能草药，具有活血化瘀的功效，并为消除局部肿瘤、改善体内微循环、减少肿瘤生长和迁移提供了一种潜在可行的治疗方法。近年来，众多学者从分子、细胞、动物水平及各项体内外实验，对红花的功效及药理作用进行了多角度、多层次地深入研究。除对红花抗肿瘤机制的研究，也是实验对红花与常规化疗药物的联合应用进行了探究，例如红花与顺铂联用，可增强顺铂的抗肿瘤作用，并能减轻顺铂化疗引起的副作用 [9]，这更加说明了红花应用于临床抗肿瘤的可行性。然而目前对于红花抗肿瘤方面的研究仍相对薄弱，因此，进一步探索红花的抗肿瘤机制、用于治疗肿瘤的标准剂量与方法、与西药联合应用的可行性，以及抗肿瘤确切靶点的选择等十分必要。

基金项目

本章节由山东省中医药科技发展计划，2019-0519课题支持。

NOTES

^*第一作者。

^#通讯作者。