茶多酚及其抗癌机理的研究进展

瘳系晗 ，金翠兰 (1．重庆市中药研究院 400065； 2．重庆邮电学院生物信息学院 400065) 茶多酚是从绿茶中提取出来的最主要的对人体最有益成分，是一类存在于茶树中的多羟基酚类化合物的混合物，俗名茶单宁、茶鞣质。其主要组分为儿茶素类(黄烷醇类)、黄酮及黄酮醇类、花色素类和酚酸及缩酚酸类多化合物的复合体。其中儿茶素类约占总量的80％，包括4种形式的儿茶素：没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、没食子儿茶素(EGC)、儿茶素没食子酸酯(ECG)、儿茶素(EC)，结构式如下图所示： 茶多酚纯品为白色无定形粉末，易溶于热水、乙醇、醋酸乙酯，微溶于油脂，难溶于苯、氯仿、石油醚；略有吸湿性；耐热性及耐酸性好；在pH=2—7范围内均十分稳定，在碱性介质中不稳定，易氧化褐变。近年来经科学研究和临床验证，表明茶多酚具有广泛的药理作用，主要集中在抗氧化、抗衰老、抗肿瘤等方面，本文主要综述近年来有关茶多酚的药理研究进展。 l清除自由基和抗氧化作用 人在生命代谢过程中会产生有害自由基，自由基极强的氧化能力会氧化不饱和脂肪酸形成LPO(过氧化脂质)，累积的LPO会削弱生物膜的正常功能，影响活性物质的正常代谢，诱发肝炎、癌症、衰老、心血管等疾病。而TP因多酚羟基极易被氧化为醌类而产生H+，故有强抗氧化能力。 清除自由基和抗氧化作用是TP最重要的生物活性，是其抑癌抗癌药理作用的基础。 1．1 清除自由基从上面的结构式可以看出，TP具有多个邻位酚羟基结构，这极易被氧化成醌类而提供质子H+，故具有较强的供氢能力，使其能够显著地清除体内的有害自由基。同时TP自身生成稳定的自由基中间体，抑制原来的自由基链锁反应，从而保护细胞成分不受损伤，与其他抗氧化剂相比，7T)清除氧自由基具有高效性．与自由基清除剂超氧化物歧化酶(SOD)相比，1mgTP清除02．的效能相当于9μg Cu，Zn-SOD；与强抗氧化剂YitC，VitE相比，其清除02.，.OH效能要高几倍甚至几十倍以上。 1．2 抗氧化作用了P具有极强的抗氧化作用：它一方面可通过抑制氧化酶减少自由基的生成以提高其抗氧化作用，(它对生物体内多种和自由基生成相关的氧化酶有抑制作用。如TP对体内、外脂氧化酶，黄嘌呤氧化酶，环氧酶，细胞色素P450酶系，髓过氧化物酶，均有抑制作用)；另一方面，不但能通过灭活自由基保护抗氧化酶，还能提高体内抗氧化酶的活性进而增强抗氧化作用。TP具有SOD样活性，可直接升高过氧化物酶GSH-PX等抗氧化酶活力；另外，通过螯合金属离子，TP的抗氧化作用发挥得更为显著。众多体内外实验均已证明TP通过螯合Fe2+可减轻自由基对机体的损伤，并且TP不抑制食物中铁的吸收，也不会争夺络合Fe2+，还可以通过螯合Cu2+而抑制黄嘌呤氧化物的生长，起抗氧化作用；再者，TP与VitC，VitE有极好的协同作用。它可以再生和保护体内VitC，VitE，提高体内VitC，VitE的含量(VitC，VitE分别是体内水溶性、脂溶性强抗氧化剂)，而且，TP可能同时以水溶性和脂溶性两种方式清除自由基，比单一的还原剂更有效地保护a-VitEt。 2抗肿瘤机理 茶多酚对肿瘤形成的每个阶段都有抑制作用，不仅有促进细胞DNA损伤修复功能，也有减少诱变剂活化表现抗诱变功能；既可作为去诱变剂，又可作为生物抗诱变剂。在防癌抗突变上有开发应用价值。接下来，从以下几个方面阐述茶多酚的抗肿瘤机理。 2．1 诱导肿瘤细胞凋亡细胞凋亡或称细胞程序性死亡，是细胞死亡的一种形式。它在肿瘤发生、发展及抗肿瘤药物方面有重要作用。细胞凋亡的发生是一个级联式(cascade)基因表达的结果。贾旭东、Kang、Jia等研究表明茶多酚可通过抑制Bcl-2蛋白的表达，诱导Bax蛋白的表达而诱导细胞凋亡的发生：Bcl-2蛋白是bcl-2基因表达的产物，又称为“抗凋亡蛋白”，是一种膜结合蛋白，定位于线粒体膜、核膜及部分内质网膜，发挥抗凋亡特性；Bax蛋白(bcl-2 associated X protein)是bax基因(亦属bcl-2基因家族)表达的产物。二者以同二聚体或异二聚体形式存在。当Bax同二聚体形成时，诱导细胞凋亡；当Bcl．2蛋白表达量增加，致使Bax同二聚体分开，而与Bcl-2形成比Bax-Bax更稳定的Bax-Bcl一2异二聚体，抑制凋亡的发生。而且，茶多酚还可能通过改变细胞内Ca2+浓度、FYEN蛋白和Cyclin D1蛋白的表达、通过对拓扑异构酶的抑制、通过引起多种蛋白激酶C同工酶水平的下调调控、通过影响P53的表达、通过活化caspase-3／CPP32样蛋白酶等各种途径诱导细胞的凋亡。另外，研究表明，TP诱导细胞凋亡具有选择性，如EGC可诱导亚c，期白血病细胞凋亡，却不能诱导low S，highG和G2／M期白血病细胞凋亡。 2．2 抑制肿瘤细胞的增殖茶多酚对肿瘤的生长具有明显的抑制作用。不仅可以抑制多种肿瘤的形成，还可以降低已形成的肿瘤数量，减小肿瘤大小，抑制肿瘤的侵袭和转移等””。抗肿瘤增殖作用主要有以下几种： 2．2．1 阻遏信号传导通路TP对信号传导通路有选择性阻断作用，从而抑制肿瘤生长。TP可干预激活蛋白一l(AP-1)和核转录因子B(NF-KB)为主的信号传导通路：通过作用于MAPK／JNK通路抑制促癌物诱导的AP-1活性、降低抑制蛋白磷酸化从而调节NF-KB的活性、抑制上皮生长因子(EGF)与相应受体的结合和受体的磷酸化等多种方式实现。 研究表明EGCG可抑制EGF引起的EGFR自体磷酸化并阻止EGF与其受体结合，从而阻止有丝分裂的信号传导，达到抗肿瘤细胞增生的作用。EGFR是原癌基因c-erB的表达产物，可借助信号传导促进细胞增殖或转化，在肿瘤发生、发展过程中起重要作用。EGFR的过度表达可激活ra$-胞外信号调节蛋白激酶(ERK)、信号转导子及转录激活子(STAr3)。而STAr3可上调抗凋亡基因Bcl-X和Bel-2的表达，使肿瘤细胞免于凋亡：ras—ERK和STAr3又能通过激活c-los和cyclinDl加快细胞从G1期进展到S期。另外，EGCG本身即可减少抗凋亡基因Bcl-X和Bcl-2的表达和增加前凋亡基因Bax的表达。 NF-kB与AP-I又称为氧应激转录因子，其活性受细胞内氧化还原状态的调控。而(上文也略有提到)茶多酚是超氧阴离子自由基和羟自由基很强的捕获剂，是很强的金属离子螯合剂，能结合并降低在Fenton和Harber-Weiss反应中产生反应氧自由基所必须的游离铁和铁离子，还能增强谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶、酯还原酶和谷胱甘肽-S-转移酶的活性。所以，它能抑制细胞内的活性氧，影响细胞内氧化还原状态，如此，它可干预NF-kB与AP-1参与的信号转导通路。细胞的应激和增殖与细胞内的活性氧有关，故茶多酚能通过干预NF-kB与AP-1信号转导通路抑制细胞的增殖；①干预AP-1信号转导通路。AP-1是一类由早期基因编码的核转录因子，AP-1信号转导通路的活化能促使细胞周期的异常启动，与肿瘤细胞的增殖密切相关。除了EC，所有的茶多酚都能抑制AP-1活性，都显示较强的细胞生长抑制作用，且是儿茶素B环上的没食子一价羟基结构和没食子酸部分能抑制细胞生长和AP-1活性。茶多酚可通过下调AP-1的反式激活活性，抑制与AP-1信号转导通路有关的基因转录，促使细胞周期素的蛋白表达下调；或通过抑制细胞物质的磷酸化抑制AP-1活化；或通过抑制AP-1信号转导通路，导致cy-clinDl和cyclin-E依赖的激酶活性极低，细胞不能通过G1／S检查点，使细胞存在严重的增殖缺陷。许多生长因子都是通过AP．1信号转导通路参与细胞的增殖，因此，茶多酚抑制AP—l的活化是其抗肿瘤细胞增殖的重要机制之一。②干预NF-KB信号转导通路。NF-KB转录因子与细胞的增殖、分化等多种生物学功能有关。茶多酚能通过抑制NF-KB信号转导通路而抑制细胞的增殖。 茶多酚还可能干预MAPK信号转导通路。MAPK是脯氨酸调节的蛋白激酶，具有使脯氨酸富含区内的丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化的功能。茶多酚能与富含脯氨酸的蛋白质结合，因此可能干扰MAPK与底物的相互作用。另，TP能显著抑制细胞外信号调节的蛋白激酶(ERK)和c-Jun氮端激酶(JNK)，通过干预MAPK信号转导通路抑制肿瘤细胞的增殖。另外，在NIH3T3细胞，TP也能抑制TPA诱导PKC信号转导通路的活化。 2．2．2 抑制肿瘤细胞DNA的复制致癌物可通过改变DNA而诱导突变，又通过突变DNA的复制不断增加突变细胞，最终导致肿瘤的发生。TP一方面可通过影响修复系统，促进DNA损伤的修复，并通过与DNA-P0111I相互作用而增加DNA复制的准确性；另一方面还可通过抑制DNA拓扑异构酶Ⅱ和抑制与DNA合成有关的酶与DNA结合而抑制肿瘤细胞DNA复制，从而抑制肿瘤生长。研究已发现，TP，l一50μg/ml浓度，对DNA拓扑异构酶Ⅱ有显著的抑制作用，在50 μg／mL浓度则能完全抑制酶的活性，促使DNA链解旋障碍，抑制DNA合成有关的酶与DNA结合。另，在DNA复制过程中，也需要DNA引物酶的作用，研究表明TP对肿瘤细胞DNA引物酶．多聚酶0复合体有抑制作用。 2．2．3 阻滞肿瘤细胞的细胞周期细胞周期的调控有赖于细胞周期素依赖激酶(CDK)，细胞周期的驱动是以CDK为核心的网络调控系统调控的，GI／S和G2／M是两个主要的限制点。细胞周期素(cyclin)具有激活CDK的功能，是CDK的正调节子，其中，Cyclin D就是调节GI／S行进的重要正性调节蛋白㈠4l；p21，p27，p16，p18等是CDK的抑制子，具有使CDK失活的功能，为其负调节子。EGCG．能明显促进CDK的抑制子WAFl／p21，KIPl／p27，p16，p18的蛋白表达，下调CDK的正调节子细胞周期素D1，CDK4和CDK6的表达，由此抑制与细胞周期素E和D1。CDK2和CDK4相关的激酶(如视网膜细胞癌蛋白(pRB)激酶)活性，导致细胞周期阻滞。罗非君等就通过实验研究证明：茶多酚处理鼻咽癌细胞CNEl一LMPI 24 h后，cyclinDl基因启动子转录活性显著下调，cyclinDl蛋白表达水平明显降低；裂相细胞显著减少，细胞增殖受到抑制，生存率下降；S期细胞明显减少．GO／G1细胞所占百分率增加，细胞出现GI／S阻滞。 野生型p53基因是一种肿瘤抑制基因，能抑制细胞恶性转变，控制细胞增殖，是细胞生长的负调节因子。TP还能诱导p53表达，这是肿瘤细胞周期阻滞另一重要机制。 2．2．4 抑制端粒酶活性端粒是真核线性染色体的末端结构，端粒DNA与结构蛋白形成的复合物有多种功能，如保护染色体不被降解、丢失及避免端对端融合，帮助细胞识别完整或受损的染色体等。缺少端粒的染色体是不能稳定存在的。端粒酶是核糖核酸的酶，具有依赖RNA的DNA合成酶活性，具有重新合成端粒重复序列的功能。若端粒酶去调节，可导致肿瘤发生和细胞永生化。一般，肿瘤细胞获得永生必须经过两个阶段：死亡期I(M1)和死亡期Ⅱ(M2)。目前，人类肿瘤缺少检测DNA损害的能力，它能顺利通过M期进入M1一M2间期，在此期间，一方面，存在端粒缺陷的染色体的不稳定性通过促其半合子化、转位、扩增及重组装而加速肿瘤进程；另一方面，端粒的磨耗最终活化端粒酶，而以弥补端粒的丢失而使细胞无限增殖，成为永生细胞。另，端粒酶的活化是在肿瘤的晚期，这是细胞永生的关键一步。研究表明，EGCG对端粒酶有抑制作用，且在存有无毒浓度EGCG的情况下，肿瘤细胞生命周期会受限制，同时出现端粒变短，染色体异常，与衰老有关的β半乳糖苷酶表达等现象。 2．2．5 抑制肿瘤血管的形成血管发生的调节也是肿瘤生长的重要决定因素。VEGF是肿瘤内皮细胞的生存因子，在人类大肠癌中，与新生血管的诱导及维持关系密切。已知，ErK-1和ErK-2的激活可通过信号连锁反应介导VEGF mRNA的过度表达，而二价金属离子是ErK-I和ErK-2受体酶的辅助因子，EGCG又是强效的金属阳离子螯合剂，于是通过鳌合二价金属阳离子，EGCG可抑制这些酶的活性。也就是说EGCG通过阻滞ErK-I和ErK-2的激活，抑制了VEGF的表达从而抑制了血管的生成，最终产生抑制肿瘤的效应。 2．2．6 其他抗癌作用有研究发现茶多酚还能通过阻止肿瘤促进剂、激素、生长因子与受体的相互作用，抑制致癌物前体的代谢活化、逆转肿瘤细胞的多药耐药性(MDR)等来实现抗癌效果。不仅如此，研究显示，TP还能增强T淋巴细胞杀伤肿瘤细胞的作用。 另外，TP对人细胞有一定的选择杀伤作用。谢冰芬等实验研究表明TP可诱导人癌细胞Bel—7402凋亡，使其周期停滞于S-C2／M期，而对人体正常细胞CLC无此作用。也就是说，TP对人癌细胞的细胞毒作用显著高于对人体正常细胞的作用。 3 总结 茶多酚可通过各种途径对各种癌症进行抗预。茶多酚对皮肤癌、肺癌、胃癌、肝癌、食道癌、口腔癌、胰腺癌、结肠癌、乳腺癌、黑色素癌等皆有极好的预防作用，有较好的应用前景。

(如果您认为转载内容侵犯了您的权益，请及时联系我们，本网站将在收到信息核实后24小时内删除相关内容。)