木犀草素

【英 文 名】luteolin. 【拉丁文名】Arachis hypogaea L 【普通名称】木犀草素 【植物异名】花生 【有效成分】木犀草素 【产品规格】98% 【分 子 式】C15H10O6； 【分 子 量】286.24 【药用部位和产地】豆科植物花生的壳，全国各地均有栽培。 【临床作用】本品具有镇咳和祛痰作用。前者与其抑制咳嗽中枢有关；后者与其促进呼吸道腺体分泌和使痰液中酸性粘多糖溶解有关。此外，本品还有抗炎症作用、抗过敏作用和免疫增强作用。对金黄色葡萄球菌、肺炎双球菌、绿脓杆菌尚有抑菌作用。用于慢性支气管炎和其他呼吸道疾病的痰多咳嗽者。 【活性成分及药理研究】1 抗增殖作用和／或诱导癌细胞凋亡 木犀草素可以通过抗增殖和诱导凋亡抑制 恶性肿瘤细胞的生长，在体外对人肝癌细胞 (HepG2、J5)、结直肠癌细胞(COLO205、 HCTll6和HCT15)、宫颈癌Hela细胞、黑色素 瘤细胞(SK—MEI 一1和SK—MEL一2)、卵巢囊腺 癌细胞SK—OV一3、人中枢神经肿瘤细胞XF一 498、胃癌细胞HGC一27、腹水癌细胞NK／LY、白 血病细胞(P388、CEM—CT、CEM一27)、平滑肌 瘤细胞、上皮细胞癌细胞A431等10多种癌细 胞有抑制增殖作用，还可诱导一些癌细胞发生 凋亡 3-6]。 1．1 抗肿瘤细胞增殖作用 通过比较黄酮类 化合物的结构与活性，已明确木犀草素苯环B 中C3、C4上的两个邻近的极性基团一OH对于 抑制酶活性是必需的；C2和C3之间的共轭双 键导致B环和C环在同一平面，有利于接近激 酶底物结合位点，这两种结构对于木犀草素抗 细胞增殖的活性至关重要[7j。木犀草素主要靠 改变细胞信号通路抑制肿瘤细胞生长因子或改 变激酶活性抵抗癌细胞的浸润，也可通过阻滞 细胞周期等方式抑制肿瘤细胞生长。 在HepG2中，木犀草素通过影响MAPK／ ERKS和PI3K—Akt这两条途径抑制细胞增殖， 其作用类似于PD98059。PD98059是一种调节 细胞外信号调节激酶(extracellular signal— regulated kinase，ERK1／2)的上游激酶，是 MEK 的特异抑制剂，类似于渥曼青霉素；另一 种是PI3K 的抑制剂，抑制由肝细胞生长因子 (hepatocyte growth factor，HGF)诱导的浸 润[7j。在A431细胞中，木犀草素可抑制表皮生 长因子受体(EGFR)的自磷酸化作用，显著地 抑制A431细胞的增殖，并呈时间和剂量反应 关系 引。 在野生型P53细胞系中，木犀草素通过阻 滞细胞周期产生抗肿瘤作用。木犀草素诱导S一 相细胞周期阻滞，并诱导DNA修复酶mRNA 的转录，如人类的MutT同系化合物、8一羟基鸟 嘌呤一糖基化酶和无嘌呤核酸内切酶lgj。木犀草素能提高P53蛋白和CDK抑制剂P21(wAF1／ CIP1)蛋白的表达，下调CDK4表达并通过抑制细胞周期生长和诱导细胞凋亡产生抗肝细胞癌 (HCC)活性，其效果与5-FU相当；低剂量可抑 制PLC／PRF／5、Hep3B和HA22T／VGH，但需 较高的浓度来抑制HepG2和SK—Hepl L1 “j。在 野生型P53的肿瘤细胞和P53突变的肿瘤细胞 中，木犀草素都可以诱导P21，且以一种不依赖 P53的独立方式抑制肿瘤细胞生长，即使P53 活性在癌细胞中已丧失，其仍可作为有效的化 学预防剂拮抗致癌作用，这可能是通过SP1／ SP3依赖途径诱导P21的结果l8j。 除此之外，百里香、芽甘蓝、洋白菜等蔬菜 中含有的木犀草素可抑制与肿瘤细胞增殖有关 的酪氨酸激酶和局部粘着斑激酶(focal adhesion kinase，FAK，是细胞浸润的重要调节 因子，与磷酸化的发生有关联)的活性，抑制肿 瘤细胞浸润_l 。 1．2 诱导肿瘤细胞凋亡 诱导肿瘤细胞发生 凋亡是肿瘤治疗研究的新途径，基本特点不是 在于直接杀伤肿瘤细胞，而是诱导肿瘤细胞发 生程序化死亡，达到清除肿瘤细胞的目的。木犀草素可通过不同的方式诱导不同的肿瘤细胞发 生凋亡。 木犀草素可诱导拓扑异构酶I介导的凋 亡。荧光试验显示木犀草素不仅可直接与酶相 互作用，而且可以嵌入底物DNA，但不是结合 在双螺旋的小沟上。电泳迁移率变动试验 (e1ectrophoretic mobility—shift assays，EMSA) 显示，木犀草素和DNA 间的直接相互作用不会 影响酶一DNA复合体的组合口 。这表明木犀草素对拓扑异构酶I的抑制部分是因为拓扑异构 酶I—DNA一可剪切复合体有较高的稳定性。在 肿瘤细胞中，40／amol／L的木犀草素就可完全 抑制真核DNA拓扑异构酶l】 。因此，木犀草素 和抗肿瘤药喜树碱相似，是一种经典的I型抑 制剂，能形成拓扑异构酶I一介导的“可剪切复 合物”。但与喜树碱不同的是，木犀草素可分别 与单体酶和底物DNA发生相互作用。所以木犀草素可作为拓扑异构酶I接触反应活性的抑制 剂，成为一种诱导型抗癌化合物对拓扑异构酶 产生抑制作用_1 。 木犀草素还可诱导拓扑异构酶Ⅱ介导的凋 亡，通过形成木犀草素一topo Ⅱ一DNA三重复合物剪切DNA，比槲皮素更强烈地抑制拓扑异构 酶Ⅱ的活性_1 。如木犀草素能抑制利什曼原虫 的DNA 拓扑异构酶Ⅱ而导致凋亡，同时它在 V79细胞中也显示出强裂解作用和拓扑异构酶 Ⅱ中毒 。 在HepG2细胞中，木犀草素诱导的凋亡是 通过Bax／Bak线粒体易位和C—Jun氨基一末端激 酶(c—jun NH2一terminal kinase，JNK)的激活机 制[】 。木犀草素可以诱导细胞释放细胞色素， 并激活CPP32而引起HepG2细胞凋亡。有人发 现用木犀草素处理3～l2 h后，Bax和Bak可明 显地易位到线粒体，而且JNK被激活。研究表 明一种特殊的JNK 抑制剂SP600125，可降低 CPP32的活性，当细胞释放由木犀草素诱导的 细胞色素C时，就引起Bax的线粒体易位。JNK 家族属于促细胞分裂剂激活的蛋白激酶 (MAPK)超家族，控制了细胞功能的许多方 面，包括细胞的增殖、分化和死亡。JNK和P38 激酶的级联激活通常与促进凋亡程序的激活有 关。木犀草素也激活casepase一3，增~tlBax蛋白， 并伴随Bcl—X 水平下降，诱导细胞周期阻滞在 G。／G 期。如用木犀草素处理的PLC／PRF／5细 胞明显增加了前凋亡蛋白Bax，并降低抗凋亡 的Bcl—X 水平。因此，一旦改变Bax／Bcl—X ，促 使凋亡产生。木犀草素降低线粒体膜电势，触发 细胞色素C释放到胞液，随后诱导procaspase一9 和procaspase一3，这可能是因为裂解了多聚腺苷 二磷酸核糖、多聚酶(PARP)和DNA 片段要素 (DFF一45)引起的_】 。现在已检测到Bcl一2蛋白 的前凋亡裂解，如Bad和Bax产生的切去顶端 格式程序和抗凋亡Bcl一2蛋白的裂解[2 。 在HeLa细胞和前列腺癌细胞系DU145等 人类恶性肿瘤细胞中，木犀草素能显著上调死 亡受体(death receptor 5，DR5，也称为TRAIL— R2)，引起细胞凋亡，并伴随着Bcl一2一相互作用 区域的剪切和caspase一8、一10、一9和一3的激活， 而对正常细胞则没有类似作用_2 。DR5是P53 肿瘤抑制基因的下游基因，是传统抗癌药物(如 阿霉素和依托泊甙)的靶基因，也是TNF一相关 的凋亡诱导配体(TNF—related apoptosis— inducing ligand，TRAII )的受体，TRAIL通过 跟含有受体DR5的死亡区域相互作用促使凋亡发生，但对各种正常细胞没有细胞毒性。木犀草素不仅在人类恶性肿瘤细胞中上调DR5引 起凋亡，其本身单独作用，也可轻微地诱导肿瘤 细胞凋亡。 此外，木犀草素能在不同的作用时间，分别 增强大鼠H4ⅡE细胞caspase一2、caspase一3／7、 caspase一8／l0和caspase一9活性；通过caspase一 依赖和不依赖途径诱导CH27细胞凋亡_2 ，还 能抑制DMBA和TPA诱导的小鼠皮肤癌；在 癌细胞中诱导凋亡的潜力与它抑制FAS的能 力密切相关。可见木犀草素诱导肿瘤细胞凋亡 的作用主要是通过靶向调节细胞生长中的信号 转递、基因表达、酶的活化或抑制实现，而不是 直接的细胞毒作用，所以可能有较广的抗癌谱。