摘要: 本文首先对中药桑黄进行了详细介绍，包括其生长环境、分布范围以及药理作用。其次重点探讨了桑黄的有效成分，如多糖、黄酮和三萜类化合物，并研究了它们各自的药理作用及相互协同作用。在此基础上，提出了桑黄的抗肿瘤作用机制，包括直接抑制肿瘤细胞生长、诱导肿瘤细胞凋亡以及免疫调节等方面。紧接着，从分子生物学角度分析了桑黄的抗肿瘤作用机制，揭示了其与肿瘤细胞信号转导通路的关系。最后，总结了桑黄抗肿瘤的研究前景及未来发展方向，为相关领域的研究工作提供参考资料。
Abstract:
In this paper, the traditional Chinese medicine Phellinus igniarius is introduced in detail, including its growth environment, distribution range and pharmacological effects. Secondly, the active components of Phellinus igniarius, such as polysaccharides, flavonoids and triterpenoids, were discussed, and their respective pharmacological effects and synergistic effects were studied. On this basis, the anti-tumor mechanism of Phellinus igniarius was proposed, including direct inhibition of tumor cell growth, induction of tumor cell apoptosis, and immune regulation. Then, the anti-tumor mechanism of Phellinus igniarius was analyzed from the perspective of molecular biology, and its relationship with tumor cell signal transduction pathway was revealed. Finally, the research prospect and future development direction of Phellinus igniarius anti-tumor are summarized, which provides reference materials for research work in related fields.
1. 引言
近年来，各类癌症的发生率均表现出逐年增长的势态。癌症有着高发病率和死亡率的特点，因此，急需研发有效抗癌治疗方案。而中药作为悠久历史积淀的宝贵资源，目前已经成为抗癌研究领域的热点之一。作为传统中药的重要组成部分，桑黄具有抗肿瘤活性，这引起了对桑黄有效成分及抗肿瘤作用机制的深入研究。桑黄(Phellinus igniarius)为桑科植物的干燥根或樽皮，其化学成分包括黄酮类、多糖类、有机酸等。黄酮类化合物是桑黄中的重要活性成分之一，具体包含桑黄素、喜桑花素等 [1] 。Yan-Yan Z研究发现 [2] ，黄酮类化合物在体内可表现出较强的抗氧化、抗炎、抗肿瘤等作用。基于此，本文分析桑黄有效成分及抗肿瘤作用机制，结果如下。
2. 桑黄的相关介绍以及有效成分的研究
2.1. 桑黄的相关介绍
桑黄素是一种黄酮类化合物，其具体的化学结构与植物生物活性有很强的关联性。Weike W发现 [3] ，桑黄素具有广泛的药理作用，包括抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤等。黄酮类化合物中的桑黄素已成为研究桑黄抗肿瘤作用机制的重点成分之一。桑黄素在抗肿瘤作用中的机制研究表明，其可以通过多个途径影响肿瘤细胞的增殖和凋亡。Kakoullis L发现 [4] ，桑黄素能够抑制肿瘤细胞周期的进行，阻止肿瘤细胞的增殖。此外，桑黄素还能够诱导肿瘤细胞凋亡，进一步抑制肿瘤的生长。可见，桑黄素在调控肿瘤细胞生长的过程中具有重要作用。Tianyu Z研究表明 [5] ：喜桑花素具有抗肿瘤活性，其可以通过多种机制抑制肿瘤的生长。喜桑花素可以通过调节细胞周期相关蛋白的表达来阻止肿瘤细胞的增殖。此外值得说明的是，喜桑花素还能够抑制肿瘤细胞的侵袭和迁移能力，阻止肿瘤的扩散。
2.2. 桑黄的化学成分和药理特性
桑黄素具有抗氧化、抗炎和抗肿瘤的活性。桑黄素通过抑制氧化应激和炎症反应等多种途径发挥其抗氧化和抗炎作用。研究发现，桑黄多糖可以增强机体免疫力，提高淋巴细胞活性，促进巨噬细胞的活化。桑黄多糖能够抑制炎症反应和肿瘤细胞的增殖，该化合物对于消化系统、呼吸系统和恶性肿瘤等疾病具有一定的预防和治疗作用。桑黄中的有机酸能够清除体内自由基，减轻氧化应激的损伤，从而发挥抗氧化作用 [6] 。
2.3. 桑黄中主要有效成分的鉴定和分析方法
研究人员通常采用高效液相色谱(HPLC)和气相色谱(GC)等技术进行分离和定量分析。有研究利用HPLC-MS/MS技术对桑黄中的黄酮类化合物进行了定性和定量分析，在此同时通过对比标准物质和质谱图谱进行鉴定。液相色谱质谱联用(LC-MS)技术被用于分离和定量分析桑黄中的多糖类。Yan Z研究表明 [7] ：使用LC-MS技术基于糖基化程度的不同实现了多糖类的定性和定量分析。此外值得说明的是，GC-MS技术也常被用于桑黄中有机酸的分析。紫外可见光谱(UV)，近红外光谱(NIR)、红外光谱(IR)等光谱技术可以通过测量吸收光谱或散射光谱来分析桑黄中的化学成分。
2.4. 桑黄有效成分的生物活性研究
Heeba A研究表明 [8] ：桑黄提取物中的一种活性成分桑黄素(Glucoobovatine)抑制了肝癌细胞中的细胞周期蛋白D1 (cyclin D1)和细胞周期蛋白依赖性激酶4 (CDK4)表达，阻止细胞周期进程，全面抑制肿瘤细胞的增殖。凋亡是一种程序性细胞死亡形式，其于肿瘤发展中起到了重要的抑制作用。研究发现，桑黄提取物和其中的有效成分桑黄素对肿瘤细胞株具有明显的诱导凋亡作用。桑黄素通过增加肺癌细胞中凋亡相关蛋白Bax和活化半胱氨酸蛋白酶-3 (caspase-3)的表达，减少抗凋亡蛋白Bcl-2的表达。血管生成是肿瘤生长和转移的关键过程之一，桑黄可能通过抑制肿瘤细胞的血管生成来抑制肿瘤生长。桑黄提取物中的活性成分可以抑制肿瘤细胞中血管生成相关蛋白的表达，抑制了肿瘤细胞的血管生成能力。
3. 桑黄的抗肿瘤作用机制研究
3.1. 细胞实验研究
3.1.1. 桑黄对肿瘤细胞的影响
1) 细胞增殖抑制作用
Xue L等研究证实 [9] ：桑黄提取物中的活性成分桑黄素具有抑制肿瘤细胞增殖的能力。该学者使用了人结肠癌细胞株HCT116，检测桑黄素对细胞生长的影响。结果显示：桑黄素可显著地抑制HCT116细胞的增殖，抑制效果与桑黄素的浓度呈正相关。进一步的分子机制研究表明，桑黄素通过下调细胞周期蛋白D1 (cyclin D1)和细胞周期蛋白依赖性激酶4 (CDK4)的表达，阻断了细胞周期G1/S阶段的转换，从而抑制了细胞的增殖。这表明桑黄素通过调节细胞周期相关蛋白的表达，干扰细胞增殖过程，发挥了抗肿瘤的作用。
王青春等使用人肺癌细胞株A549进行实验，发现桑黄诱导了A549细胞的周期停滞和细胞凋亡 [10] 。进一步的分子机制研究发现，桑黄抑制了细胞周期蛋白B1 (Cyclin B1)和细胞周期蛋白依赖性激酶1 (CDK1)的表达，使细胞周期阻滞在G2/M期。同时，桑黄还通过上调凋亡相关蛋白Bax和下调抗凋亡蛋白Bcl-2来促进细胞凋亡。
2) 细胞凋亡诱导作用
刘佳等研究发现 [11] ：桑黄提取物可显著诱导MCF-7细胞的凋亡。桑黄促进了凋亡相关蛋白Bax的表达，抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，细胞凋亡。桑黄通过调节凋亡信号通路中的半胱氨酸蛋白酶(caspase)家族蛋白的活性，促进了细胞凋亡的发生。代表桑黄通过上调凋亡相关蛋白和刺激caspase的活性，诱导肿瘤细胞的凋亡。桑黄对MKN45细胞的处理使细胞发生明显的凋亡，其表现出典型的凋亡形态学特征，细胞凋亡体的形成和染色质浓缩。此外值得说明的是，桑黄处理还导致凋亡相关蛋白Bax的上调和Bcl-2的下调。
3) 细胞周期调控作用
魏宝红研究证实 [12] ：桑黄提取物可导致MCF-7细胞的G1期阻滞。桑黄处理后，MCF-7细胞的G1期细胞比例显著增加，而S期和G2/M期细胞比例相应下降。桑黄G1期阻滞是通过下调细胞周期蛋白D1 (cyclin D1)和其相关蛋白依赖性激酶(CDK4/6)表达实现。另有文献开展了人肺癌细胞株A549进行实验，证实桑黄对细胞周期的调控作用。经过桑黄处理后A549细胞的G1期细胞比例显著增加，S期以及G2/M期细胞比例减少。桑黄通过上调细胞周期蛋白抑制素(p27)和下调细胞周期蛋白D1的表达，变更肺癌细胞的细胞周期分布。
3.1.2. 桑黄对肿瘤细胞的信号通路调节
1) PI3K/AKT/mTOR信号通路
鲁斌等研究发现 [13] ：桑黄提取物能够抑制肿瘤细胞的PI3K/AKT/mTOR信号通路。实验结果显示，桑黄处理后，MCF-7细胞内的PI3K活性以及AKT和mTOR磷酸化水平均显著下降。桑黄通过下调PI3K的表达、抑制AKT和mTOR的激活状态，干扰肿瘤细胞的信号传导过程。
此外，桑黄通过下调PI3K和mTOR的表达，抑制AKT磷酸化，阻断肿瘤细胞的信号传导通路。
2) MAPK信号通路
石河等研究发现 [14] ，桑黄可以通过调节MAPK信号通路来抑制肿瘤细胞的生长和扩散。桑黄能够抑制ERK信号通路的激活，减少ERK的磷酸化水平，从而抑制肿瘤细胞的增殖和侵袭能力。桑黄中的主要活性成分氧化黄酮能够抑制癌细胞系A549中ERK的磷酸化，从而阻断了ERK信号通路的传导，抑制肿瘤细胞的增殖、迁移。有研究证实：桑黄提取物中的一个化合物桑金素能够抑制乳腺癌细胞中JNK和p38的磷酸化，降低乳腺癌细胞的增殖能力和抗凋亡作用。
3) NF-κB信号通路
赵天宇研究发现 [15] ，桑黄中的活性成分葡萄甙在人脑胶质瘤U87细胞系中可抑制NF-κB的激活，减少其核内转位，降低相关转录因子表达水平。葡萄甙通过抑制IKK活性，阻断IκBα的降解和NF-κB的核苷转位过程，从而发挥抗肿瘤作用。
3.2. 动物实验研究
3.2.1. 桑黄对小鼠肿瘤模型的影响
董正晗研究发现 [16] ，对于小鼠来讲，给予桑黄酮提取物治疗可以显著抑制肺癌小鼠的肿瘤生长，并且不会引起明显的对小鼠体重和肝脏功能的不良影响。进一步研究证实：桑黄酮提取物通过上调细胞凋亡相关蛋白表达，下调肿瘤细胞增生相关蛋白表达来抑制肿瘤生长。陈嘉鹤研究发现 [17] ，给予小鼠桑黄碱治疗可以显著抑制黑色素瘤的生长和转移，并且不会引起明显的毒副作用。桑黄碱通过抑制NF-κB的活化和迁移能力来抑制肿瘤细胞的增殖和迁移，通过抑制血管生成因子的表达来抑制肿瘤的血管生成，抑制黑色素瘤生长和转移。
3.2.2. 桑黄对肿瘤体内血管生成的调控作用
桑黄中的一种有效成分——伞黄素(quercetin)可抑制肿瘤细胞内血管生成相关基因的表达，阻断血管内皮细胞的增殖和迁移。桑黄可以下调肿瘤组织中多种血管生成因子，减少其对血管内皮细胞增殖，抑制血管生成。
3.2.3. 桑黄对免疫系统的影响
桑黄可以促进免疫系统中的多种免疫细胞的活化，详细包含巨噬细胞、NK细胞和T细胞。研究发现，桑黄能够增强这些免疫细胞的活性。桑黄可以影响免疫系统中的多种细胞因子的产生和释放。细胞因子是免疫应答的重要调节分子，在此其中包含干扰素、白细胞介素和肿瘤坏死因子等。研究发现，桑黄可以增加干扰素和白细胞介素的产生，抑制肿瘤坏死因子的释放，调节免疫系统的平衡，增强抗肿瘤免疫应答。桑黄具有抗炎作用，可以抑制炎症反应的发生和发展，减少肿瘤周围的炎性因子的产生。桑黄富含多种活性成分，具有较强的抗氧化能力，保护免疫细胞免受氧化应激损伤，增强其免疫功能，从而增强对肿瘤细胞的攻击能力。在小鼠模型中，桑黄提取物能够显著抑制肿瘤生长和转移，并且能够增强小鼠体内免疫细胞的活性加大免疫细胞与肿瘤细胞的相互作用，从而抑制肿瘤的发展。
4. 桑黄的抗肿瘤作用机制的分子生物学研究
4.1. 转录因子调控
刘箬瑶文献证实 [18] ：桑黄中的某些成分能够通过调节转录因子p53的表达来发挥抗肿瘤作用。p53为抑癌基因能调控细胞的增殖、凋亡和修复等过程。有研究表明：桑黄中的活性成分能够促使p53的表达上调诱导肿瘤细胞的凋亡，抑制肿瘤生长。该研究还证实：桑黄中的化学成分具有调节转录因子STAT3功能。STAT3为重要信号传导分子，其参加了很多和肿瘤发生和发展相关的信号通路，桑黄中的活性成分能够抑制STAT3的活化抑制肿瘤细胞的增殖和转移。
4.2. 靶向蛋白的表达和调节
崔诗遥研究发现 [19] ，桑黄能够上调Bax、p53和Caspase家族等凋亡相关蛋白的表达，下调Bcl-2蛋白的表达，促进肿瘤细胞的凋亡。此外值得说明的是，桑黄还可以抑制细胞周期的进程，减少细胞增殖。桑黄中的活性成分能够经血管内皮生长因子和基质金属蛋白酶表达以及活性来阻止肿瘤血管生成，抑制肿瘤的生长、转移。
5. 桑黄的抗肿瘤研究前景以及相关展望内容
5.1. 桑黄的潜在临床应用前景
孙佳琦等研究表明 [20] ：桑黄能够清除自由基，减轻氧化应激，保护细胞免受氧化损伤。该项研究发现：桑黄通过调节氧化还原系统和抗氧化酶的活性，减少降低对细胞致命损害。此类抗氧化作用显示出对心血管疾病、神经退行性疾病等的保护作用。桑黄能够通过调节炎症因子的表达、抑制信号通路的激活等机制来抑制炎症反应。例如，研究发现桑黄可以抑制肺部炎症细胞因子的产生，减轻炎症反应，对治疗哮喘、慢性阻塞性肺疾病等呼吸系统炎症性疾病具有潜在的临床应用前景。
5.2. 桑黄的抗肿瘤研究相关展望
桑黄中的活性成分可以抑制多种肿瘤细胞系的增殖，比如：乳腺癌、肺癌、结肠癌等。以上活性成分能够调节细胞周期、抑制细胞增殖有关的信号通路，实现抑制肿瘤细胞生长的效果。Wen-wen G等研究表明 [21] ：桑黄中的成分可以诱导肿瘤细胞发生凋亡，通过调节多种凋亡相关信号通路的活性，如激活半胱氨酸蛋白酶家族、抑制Bcl-2家族等，积极促进肿瘤细胞凋亡。Kitagawa R R等研究表明 [22] ：桑黄中的活性成分可以降低肿瘤细胞侵袭能力，减少肿瘤细胞的迁移和浸润。抗侵袭作用可能与桑黄对多种侵袭相关基因和信号通路的调控有关，例如减少MMPs、阻断MAPK和NF-κB等 [23] [24] 。
虽然说现阶段诸多研究显示：桑黄在抗肿瘤方面具有一定潜力，但仍然存在一些挑战和未解决的难题 [25] 。其一，现阶段大部分的研究依旧停留于体外细胞实验阶段，相关临床研究数据支持比较少。其二，桑黄中的活性成分复杂多样，但是某些成分能够起到抗肿瘤活性尚不明确。其三，关于中药桑黄的不良作用、安全性也需要开展更为深入的研究。
基金项目
2020年湖南环境生物职业技术学院校级青年基金项目《桑黄有效成分及抗肿瘤作用机制研究》(课题编号：ZK2020-07)的阶段性研究成果。