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茶多酚及其抗癌机理研究进展
【关键词】 茶多酚; 抗肿瘤; 清除自由基; 抗氧化
摘要: 茶叶不仅含有提神清心、 清热解暑、 消食化痰、 去腻减肥、 清心除烦、 解毒醒酒、 生津止渴、 降火明目、 止痢除湿等药理作用, 还对现代疾病, 如辐射病、 心脑血管病、 癌症等疾病, 有一定药理功效。而茶叶中茶多酚(tea polyphenols, TP)含有很强生物学活性, 除了抗氧化、 清除自由基、 抑制致癌物引发突变外, 还能够抑制细胞增殖、 诱导细胞凋亡和阻遏细胞周期等, 是一个很有前途抗癌药品。它能抑制多种肿瘤细胞生长, 甚至直接杀伤这些肿瘤细胞。本文就茶多酚抗氧化、 清除自由基、 抗癌特征做一综述。
正文:
茶多酚是从绿茶中提取出来最关键对人体最有益成份, 是一类存在于茶树中多羟基酚类化合物混合物, 俗名茶单宁、 茶鞣质。其关键组分为儿茶素类(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复合体。其中儿茶素类约占总量80％ , 包含4种形式儿茶素: 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), 结构式如图所表示:
　　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［1］。多年来经科学研究和临床验证, 表明茶多酚含有广泛药理作用, 关键集中在抗氧化、 抗衰老、 抗肿瘤等方面, 本文关键综述多年来相关茶多酚药理研究进展。
　　1 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, 自由基极强氧化能力会氧化不饱和脂肪酸形成LPO(过氧化脂质), 累积LPO会减弱生物膜正常功效, 影响活性物质正常代谢, 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最关键生物活性, 是其抑癌抗癌药理作用基础［2］。
　　1.1 清除自由基从上面结构式能够看出, TP含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+ , 故含有较强供氢能力, 使其能够显著地清除体内有害自由基。同时TP本身生成稳定自由基中间体, 抑制原来自由基链锁反应, 从而保护细胞成份不受损伤, 与其她抗氧化剂相比, TP清除氧自由基含有高效性．与自由基清除剂超氧化物歧化酶(SOD)相比, 1 mg TP清除O2・效能相当于9 μg Cu, ZnSOD; 与强抗氧化剂VitC, VitE相比, 其清除O2・,・OH效能要高几倍甚至几十倍以上［3］。
　　1.2 抗氧化作用TP含有极强抗氧化作用: 它首先可经过抑制氧化酶降低自由基生成以提升其抗氧化作用, （它对生物体内多个和自由基生成相关氧化酶有抑制作用。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, 都有抑制作用）; 其次, 不仅能经过灭活自由基保护抗氧化酶, 还能提升体内抗氧化酶活性进而增强抗氧化作用。TP含有SOD样活性, 可直接升高过氧化物酶GSHPX等抗氧化酶活力［4］; 另外, 经过螯合金属离子, TP抗氧化作用发挥得更为显著。众多体内外试验均已证实TP经过螯合Fe2+ 可减轻自由基对机体损伤, 而且TP不抑制食物中铁吸收, 也不会争夺络合Fe2+, 还能够经过螯合Cu2+而抑制黄嘌呤氧化物生长, 起抗氧化作用; 再者, TP与VitC, VitE有极好协同作用。它能够再生和保护体内VitC, VitE, 提升体内VitC, VitE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法清除自由基, 比单一还原剂更有效地保护αVitE［3］。
　　2 抗肿瘤机理
　　茶多酚对肿瘤形成每个阶段都有抑制作用, 不仅有促进细胞DNA损伤修复功效, 也有降低诱变剂活化表现抗诱变功效; 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［5］。接下来, 从以下多个方面叙述茶多酚抗肿瘤机理。
　　2.1 诱导肿瘤细胞凋亡细胞凋亡或称细胞程序性死亡, 是细胞死亡一个形式。它在肿瘤发生、 发展及抗肿瘤药品方面相关键作用［6］。细胞凋亡发生是一个级联式(cascade)基因表示结果。贾旭东、 Kang、 Jia等研究表明茶多酚可经过抑制Bcl2蛋白表示, 诱导Bax蛋白表示而诱导细胞凋亡发生: Bcl2蛋白是bcl2基因表示产物, 又称为“ 抗凋亡蛋白”, 是一个膜结合蛋白, 定位于线粒体膜、 核膜及部分内质网膜, 发挥抗凋亡特征; Bax蛋白（bcl2 associated X protein)是bax基因（亦属bcl2基因家族）表示产物。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Bc12蛋白表示量增加, 致使Bax同二聚体分开, 而与Bc12形成比BaxBax更稳定BaxBc12异二聚体, 抑制凋亡发生［8］。而且, 茶多酚还可能经过改变细胞内Ca2+浓度、 FTEN蛋白和Cyclin D1蛋白表示［9］、 经过对拓扑异构酶抑制、 经过引发多个蛋白激酶C同工酶水平下调调控、 经过影响P53表示、 经过活化caspase3／CPP32样蛋白酶［10］等多种路径诱导细胞凋亡。另外, 研究表明, TP诱导细胞凋亡含有选择性, 如EGC可诱导亚G1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［7］。
　　2.2 抑制肿瘤细胞增殖茶多酚对肿瘤生长含有显著抑制作用。不仅能够抑制多个肿瘤形成, 还能够降低已形成肿瘤数量, 减小肿瘤大小, 抑制肿瘤侵袭和转移等［11］。抗肿瘤增殖作用关键有以下多个:
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1(AP1)和核转录因子B(NFKB)为主信号传导通路: 经过作用于MAPK／JNK通路抑制促癌物诱导AP1活性、 降低抑制蛋白IvJ3磷酸化从而调整NFKB活性、 抑制上皮生长因子(EGF)与对应受体结合和受体磷酸化等［3］多个方法实现。研究表明EGCG可抑制EGF引发EGFR自体磷酸化并阻止EGF与其受体结合, 从而阻止有丝分裂信号传导, 达成抗肿瘤细胞增生作用。EGFR是原癌基因cerB表示产物, 可借助信号传导促进细胞增殖或转化, 在肿瘤发生、 发展过程中起关键作用。EGFR过分表示可激活ras胞外信号调整蛋白激酶(ERK)、 信号转导子及转录激活子(STAT3)。而STAT3可上调抗凋亡基因BclX和Bcl2表示, 使肿瘤细胞免于凋亡; rasERK和STAT3又能经过激活cfos和cyclinDl加紧细胞从G1期进展到S期。另外, EGCG本身即可降低抗凋亡基因BclX和Bcl2表示和增加前凋亡基因Bax表示［11］。 NFkB与AP1又称为氧应激转录因子, 其活性受细胞内氧化还原状态调控。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捕捉剂, 是很强金属离子螯合剂, 能结合并降低在Fenton和HarberWeiss反应中产生反应氧自由基所必需游离铁和铁离子, 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转移酶活性。所以, 它能抑制细胞内活性氧, 影响细胞内氧化还原状态, 如此, 它可干预NFkB与AP1参与信号转导通路。细胞应激和增殖与细胞内活性氧相关, 故茶多酚能经过干预NFkB与AP1信号转导通路抑制细胞增殖［12］; ①干预AP1信号转导通路。AP1是一类由早期基因编码核转录因子, AP1信号转导通路活化能促进细胞周期异常开启, 与肿瘤细胞增殖亲密相关。除了EC,全部茶多酚都能抑制AP1活性, 都显示较强细胞生长抑制作用, 且是儿茶素B环上没食子一价羟基结构和没食子酸部分能抑制细胞生长和AP1活性［13］。茶多酚可经过下调AP1反式激活活性, 抑制与AP1信号转导通路相关基因转录, 促进细胞周期素蛋白表示下调; 或经过抑制细胞物质磷酸化抑制AP1活化; 或经过抑制AP1信号转导通路, 造成cyclinD1和cyclinE依靠激酶活性极低, 细胞不能经过G1/S检验点, 使细胞存在严重增殖缺点。很多生长因子都是经过AP1信号转导通路参与细胞增殖, 所以, 茶多酚抑制AP-1活化是其抗肿瘤细胞增殖关键机制之一。②干预NFκB信号转导通路。NFκB转录因子与细胞增殖、 分化等多个生物学功效相关。茶多酚能经过抑制NFκB信号转导通路而抑制细胞增殖［12］。 茶多酚还可能干预MAPK信号转导通路。MAPK是脯氨酸调整蛋白激酶, 含有使脯氨酸富含区内丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化功效。茶多酚能与富含脯氨酸蛋白质结合, 所以可能干扰MAPK与底物相互作用［13］。另, TP能显著抑制细胞外信号调整蛋白激酶（ERK）和cJun氮端激酶（JNK）, 经过干预MAPK信号转导通路抑制肿瘤细胞增殖［12］。 另外, 在NIH3T3细胞, TP也能抑制TPA诱导PKC信号转导通路活化［12］。
　2.2.2 抑制肿瘤细胞DNA复制 致癌物可经过改变DNA而诱导突变, 又经过突变DNA复制不停增加突变细胞, 最终造成肿瘤发生。TP首先可经过影响修复系统, 促进DNA损伤修复, 并经过与DNAPolⅢ相互作用而增加DNA复制正确性; 其次还可经过抑制DNA拓扑异构酶Ⅱ和抑制与DNA合成相关酶与DNA结合而抑制肿瘤细胞DNA复制, 从而抑制肿瘤生长［11］。研究已发觉, TP, 1~50 μg/ml浓度, 对DNA拓扑异构酶Ⅱ有显著抑制作用, 在50 μg/mL浓度则能完全抑制酶活性, 促进DNA链解旋障碍, 抑制DNA合成相关酶与DNA结合。另, 在DNA复制过程中, 也需要DNA引物酶作用, 研究表明TP对肿瘤细胞DNA引物酶多聚酶α复合体有抑制作用［12］。
2.2.3 阻滞肿瘤细胞细胞周期细胞周期调控有赖于细胞周期素依靠激酶（CDK）, 细胞周期驱动是以CDK为关键网络调控系统调控, G1/S和G2/M是两个关键限制点。细胞周期素（cyclin）含有激活CDK功效, 是CDK正调整子,其中, Cyclin D就是调整G1/S行进关键正性调整蛋白［14］; p21, p27, p16, p18等是CDK抑制子, 含有使CDK失活功效, 为其负调整子［12］。EGCG能显著促进CDK抑制子WAF1/p21, KIP1/p27, p16, p18蛋白表示, 下调CDK正调整子细胞周期素D1, CDK4和CDK6表示, 由此抑制与细胞周期素E和D1, CDK2和CDK4相关激酶（如视网膜细胞癌蛋白(pRB)激酶）活性, 造成细胞周期阻滞［11］。罗非君等就经过试验研究证实: 茶多酚处理鼻咽癌细胞CNE1LMP1 24 h后, cyclinD1基因开启子转录活性显著下调, cyclinD1蛋白表示水平显著降低; 裂相细胞显著降低, 细胞增殖受到抑制, 生存率下降; S期细胞显著降低, G0/ G1细胞所占百分率增加, 细胞出现G1／S阻滞［14］。野生型p53基因是一个肿瘤抑制基因, 能抑制细胞恶性转变, 控制细胞增殖, 是细胞生长负调整因子。TP还能诱导p53表示, 这是肿瘤细胞周期阻滞另一关键机制。
2.2.4 抑制端粒酶活性端粒是真核线性染色体末端结构, 端粒DNA与结构蛋白形成复合物有多个功效, 本文来自论文资源库 , 转载请保留此标识。 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染色体等。缺乏端粒染色体是不能稳定存在。端粒酶是核糖核酸酶, 含有依靠RNADNA合成酶活性, 含有重新合成端粒反复序列功效。若端粒酶去调整, 可造成肿瘤发生和细胞永生化。通常, 肿瘤细胞取得永生必需经过两个阶段: 死亡期Ⅰ(M1)和死亡期Ⅱ(M2)。现在, 人类肿瘤缺乏检测DNA损害能力, 它能顺利经过M期进入M1~M2间期, 在此期间, 首先, 存在端粒缺点染色体不稳定性经过促其半合子化、 转位、 扩增及重组装而加速肿瘤进程; 其次, 端粒磨耗最终活化端粒酶, 而以填补端粒丢失而使细胞无限增殖, 成为永生细胞。另, 端粒酶活化是在肿瘤晚期, 这是细胞永生关键一步［15］。研究表明, EGCG对端粒酶有抑制作用, 且在存有没有毒浓度EGCG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, 与衰老相关β半乳糖苷酶表示等现象［16］。
2.2.5 抑制肿瘤血管形成血管发生调整也是肿瘤生长关键决定原因。VEGF是肿瘤内皮细胞生存因子, 在人类大肠癌中, 与新生血管诱导及维持关系亲密。已知, ErK1和ErK2激活可经过信号连锁反应介导VEGF mRNA过分表示, 而二价金属离子是ErK1和ErK2受体酶辅助因子, EGCG又是强效金属阳离子螯合剂, 于是经过鳌合二价金属阳离子, EGCG可抑制这些酶活性。也就是说EGCG经过阻滞ErK1和ErK2激活, 抑制了VEGF表示从而抑制了血管生成, 最终产生抑制肿瘤效应［13］。
　　2.2.6 其她抗癌作用有研究发觉茶多酚还能经过阻止肿瘤促进剂、 激素、 生长因子与受体相互作用［12］, 抑制致癌物前体代谢活化、 逆转肿瘤细胞多药耐药性（MDR）等来实现抗癌效果［13］。不仅如此, 研究显示, TP还能增强T淋巴细胞杀伤肿瘤细胞作用［16］。另外, TP对人细胞有一定选择杀伤作用。谢冰芬等试验研究表明TP可诱导人癌细胞Bel7402凋亡, 使其周期停滞于SG2／M期, 而对人体正常细胞CLC无此作用。也就是说, TP对人癌细胞细胞毒作用显著高于对人体正常细胞作用［17］。
3 总结
茶多酚可经过多种路径对多种癌症进行抗预。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预防作用, 有很好应用前景。
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