¹湖北科技学院药学院，湖北 咸宁

²西安交通大学第一附属医院，陕西 西安

收稿日期：2023年7月17日；录用日期：2023年8月8日；发布日期：2023年8月17日

摘要

白头翁皂苷是从白头翁根茎中分离出的一种皂苷，其主要活性物质是单体白头翁皂苷B4，含量丰富，价格低廉，在临床上广泛应用，具有抗肿瘤、抗炎、抗病毒、肾损伤保护、镇痛、免疫调节等药理作用。在各种癌症类型中均具有抗癌活性。可以通过调节癌症相关的代谢信号通路来抑制癌症的发展。本文对白头翁皂苷B4临床药理作用的研究进展作一综述，以期为其开发利用提供参考。

关键词

白头翁皂苷，癌症，临床药理

Research Progress in Clinical Pharmacology of Pulsatilla saponins in Cancer

Qin Wang^1*, Yuxuan Zhang^2*, Na Duan^2#

¹School of Pharmacy, Hubei University of Science and Technology, Xianning Hubei

²The First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University, Xi’an Shaanxi

Received: Jul. 17^th, 2023; accepted: Aug. 8^th, 2023; published: Aug. 17^th, 2023

ABSTRACT

Pulsatilla saponin is a kind of saponin separated from the rhizome of Pulsatilla chinensis. Its main active substance is monomer Pulsatilla saponin B4, which is rich in content and cheap in price. It is widely used in clinical practice and has pharmacological effects such as anti-tumor, anti-inflammatory, anti-virus, renal injury protection, analgesia, immune regulation, etc. It has anti-cancer activity in various cancer types. It can inhibit the development of cancer by regulating cancer related metabolic signaling pathways. In this paper, the research progress on the clinical pharmacological effects of Pulsatilla saponin B4 was reviewed, with a view to providing reference for its development and utilization.

Keywords:Pulsatilla saponins, Cancer, Clinical Pharmacology

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1. 引言

白头翁属于毛茛科，是我国的特有品种。这种植物的根在传统医学中已被广泛用于治疗几种疾病，特别是疟疾和阿米巴痢疾 [1] 。原白头翁素和三萜，对白头翁根化学成分的持续研究导致了许多皂苷的发现 [2] 。

胰腺癌是最具侵袭性和致命性的癌症形式之一，总的5年存活率低于5%。目前，它是西方世界癌症死亡的第四大原因。尽管如此，在过去的20年中，其预后几乎没有改善 [3] 。腺癌的不良预后可归因于缺乏早期诊断、肿瘤的侵袭性生物学行为以及对包括化疗、放疗和免疫疗法在内的大多数疗法的不敏感性 [4] 。此外，由于诊断不准确，很少有患者有机会进行根治性手术，并且那些不能切除的胰腺癌患者通常存活不超过3~5个月，尽管进行了系统性治疗 [5] 。因此，对于胰腺癌的治疗，迫切需要新的和有效的策略，包括可以克服药物的作用或对药物的化学抗性的低毒性药物。

无毒植物化学物质为各种类型癌症的有效化疗策略提供了有希望的选择。一些研究支持食用生物活性膳食植物化学物质降低胰腺癌风险的概念 [6] [7] 。此外，许多研究表明，各种草药提取物和化合物具有抗肿瘤活性 [8] ，其中之一是白头翁它属于毛茛科。这种植物的根在传统医学中被广泛用于治疗各种疾病，包括疟疾和阿米巴痢疾 [9] 。据报道，这种化合物还具有抗炎和抗寄生虫作用 [10] 。该植物含有多种有效成分，如皂苷、毛莨素、白头翁素、原白头翁素和三萜 [11] 。具体来说，其中共有17种皂苷白头翁，据报道皂苷D对肺癌细胞具有细胞毒性 [12] [13] 。因此，白头翁皂苷D (SB365)选自分离的多种皂苷白头翁以便进一步调查。在目前的研究中，有研究机构评估了SB365在胰腺癌细胞中的化疗效果。结果表明，用SB365治疗导致胰腺癌中细胞生长/增殖、血管生成和凋亡诱导的抑制。

2. 白头翁皂苷的抗肿瘤机制

2.1. 抗炎性

在发生有害损害的情况下，炎症对于保持机体的完整性是必要的 [14] 。炎性疾病主要改变T细胞反应的发展，导致免疫功能失调，这种失调始于白细胞和主要是嗜中性白细胞的迁移 [15] 。在炎症反应过程中，巨噬细胞大量产生促炎分子，如肿瘤坏死因子α (TNF-α)、白细胞介素1β (IL-1β)和IL-6。炎症反应是由多种信号通路转导的。其中，核因子κB (NF-κB)是一种重要的信号分子，作为转录因子通过反式激活诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、TNF-α和IL-6基因的表达。TNF-α/NF-κB信号通路是炎症反应中最重要的通路。探讨PSD和AB4下调大鼠肠微血管内皮细胞TNF-α表达的药理机制 [16] 。AB4是质量控制标记在草药中的含量超过4.6% [17] 。研究证明12.5~50毫克/公斤AB4能显著抑制二甲苯引起的小鼠耳肿胀。此外，它还通过抑制小鼠NF-κB介导的前炎症反应来减轻LPS诱导的肾和肺损伤 [18] 。此外，AB4对顺铂诱导的小鼠急性肾损伤有明显的保护作用。主要作用于NF-κB信号通路，降低TNF-α、IL-1β、环氧合酶-2 (COX-2)和iNOS的水平，从而发挥抗炎活性 [19] 。此外，定量蛋白质组学分析发现，在2，4，6-三硝基苯磺酸诱导的结肠炎大鼠模型中，AB4显著改变了56种蛋白质，其中S100A9是最显著下调的蛋白质之一，并与溃疡性结肠炎发病机制中的NF-κB和MAPK信号通路相关。此外，AB4抑制结肠组织中S100A9下游基因(包括TLR4和NF-κB)的表达 [20] 。

早期研究发现皂苷分离显示出抑制LPS刺激的RAW 264.7细胞中NO产生的显著活性 [21] 。此外，这些齐墩果烷型三萜皂苷在抑制TNFα刺激的NF-κB活化、iNOS和ICAM-1 mRNA的表达以及PPARs的活化方面表现出不同程度的活性，并呈剂量依赖性 [22] 。此外，有证据表明，AA3治疗通过调节前列腺素E受体4信号传导，显著降低了实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠脊髓的严重程度和炎性浸润 [23] 。此外，AA3可以抑制T细胞对髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白(MOG)致脑炎表位的反应，并显著下调某些Th1和Th17细胞因子在被MOG重新刺激的活化T细胞中的表达。此外，AA3抑制STAT4和STAT3的激活，stat 4和stat 3分别是Th1和Th17谱系分化的关键转录因子。药理学分析进一步表明AA3减少Th17细胞的分化和扩增。

2.2. 抗氧化活性

氧化应激是ROS产生和抗氧化防御机制失衡的结果。氧化应激引起一系列细胞功能障碍并导致各种病理状况，导致生物大分子的氧化修饰、组织损伤和加速细胞死亡，这是许多疾病的基础 [24] 。抗氧化剂在人体中起着至关重要的作用，以减少氧化过程和ROS的有害影响 [25] 。PS的抗氧化活性涉及不同的机制。研究表明，提取物可以特异性地增加超氧化物，同时显著增加肝组织中线粒体MnSOD活性，这可以防止可能的感染和超氧化物介导的毒性 [26] 。Seo等人报道了SK-PC-B70M，一种富含齐墩果酸糖苷皂苷的组分，抑制小鼠海马脂质过氧化产物丙二醛(MDA)和4-羟基-2-壬烯醛(HNE) [27] 。进一步的研究表明，SK-PC-B70M治疗还显著降低了肌萎缩侧索硬化(ALS)小鼠模型脊髓中的MDA和HNE水平 [28] 。AB4能有效地增加顺铂处理的HEK 293 T细胞的活力，抑制细胞凋亡，这可能是由于减少活性氧含量和提高超氧化物歧化酶活性 [29] 。

2.3. 免疫调节活性

PS能增强小鼠对卵清蛋白(OVA)的细胞特异性免疫应答，并显著提高OVA免疫小鼠的特异性IgG抗体水平。此外，PC处理的免疫脾细胞中细胞因子IL-2和干扰素γ (IFN-γ)的水平也显著升高 [30] 。Th1免疫反应由Th1辅助细胞介导，其特征在于产生细胞因子IL-2、TNF-β和IFN-γ。PS可能主要触发Th1型免疫反应，这通常对细胞内病原体和恶性细胞有效。AB4抑制猪IL-4和IL-10的产生，增加IFN-γ和IL-2的分泌。IL-4和IL-10是对体液应答起关键作用的重要Th2细胞因子，IFN-γ和IL-2是在细胞免疫应答中起重要作用的Th1细胞因子。这些数据表明，AB4可能通过调节某些细胞因子的产生来有效地调节免疫反应 [31] 。

3. 抗肿瘤相关信号通路

一个复杂的信号通路网络负责多细胞生物的细胞增殖、行为和死亡。在过去的几十年里，发现针对癌症的药物的研究变得非常重要。最近，转录因子(Stat3, Smad, AP-1, NF-κB, E2F, MYC, Ets, Notch, FoxO, Wnt, Hdghog, miR-21, k-Ras)作为癌症治疗的新药物靶点引起了相当大的关注。这些是调节细胞学过程的关键转录因子，包括分化、细胞死亡、增殖、致癌转化和凋亡 [32] 。在迄今为止鉴定的数百种癌症相关基因和驱动基因突变中，绝大多数属于大约13多种不同的信号转导途径。在我们的研究中，我们收集了一组13个诱导型荧光素酶报告基因载体(Stat3, Smad, AP-1, NF-κB, E2F, MYC, Ets, Notch, FoxO, Wnt, Hdghog, miR-21, k-Ras)，其中表达由结合特定转录因子的增强子元件驱动 [33] 。这些载体可用于评估癌症相关信号通路的活性。这些是多种致癌途径的信号节点，其将细胞内和细胞外信号传导至细胞核，并控制负责多种生理过程如细胞生长、增殖、分化、定位、迁移、代谢和凋亡的基因的表达。通过选定的癌症相关信号传导途径抑制人类癌细胞的发展。在各种诱导剂(IL-6, TGF-β, PMA, wnt-3a)存在的情况下，当细胞暴露于提取物4~6小时时，研究了信号转导途径中作为转录因子的不同载体(Stat3, Smad, AP-1, NF-κB, E2F, MYC, Ets, Notch, FoxO, Wnt, Hdghog, miR-21, k-Ras, pTK-control)。此外，有研究还对该物种进行了详细的植物化学分析，从而可以鉴定三萜皂苷和酚酸类化合物。

转录蛋白(STAT)是一种信号转导子和激活子，对多种的生物过程发挥着重要的调节作用 [33] 。IL-12对CD4⁺T细胞分化成Th1细胞是通过激活STAT4实现的。IL-4对CD4⁺T细胞分化成Th2细胞是通过激活STAT6实现的。有研究发现，基质的生成及气道的成纤维化与STAT4的异常表达有关。实验结果中，地塞米松和白头翁皂苷B4能明显地降低IL-12、T-bet及STAT4的mRNA及蛋白的表达，抑制了Th1的免疫亢进从而达到了抗炎免疫的调节作用。地塞米松组的IL-4 mＲNA的表达出现了明显的降低，IL-4的蛋白表达出现了明显的 升高，而GATA3及STAT6的mRNA表达出现了明显的升高，这说明在取材的这个时间点时，地塞米松组的大鼠已经比白头翁皂苷B4提前进入到了转录 翻译的过程，这可能是地塞米松和白头翁皂苷B4的作用时间点不一样所造成的。白头翁皂苷B4能 明显地升高IL-4、GATA3、STAT6 mRNA的表达及STAT6蛋白的表达来增强Th2的免疫功能。有研究表明，根据T-bet和GATA-3、IL-4和IL-12、STAT4和STAT6的比值关系得出，白头翁皂苷B4可通过降低三者的比值从而调节Th1/Th2间的平衡关系达到抗炎免疫的调节作用。

4. 总结

白头翁是一种中药，以其抗炎特性而闻名。这种草药的提取物已被用于治疗各种传染病，如疟疾、肠道阿米巴病和细菌感染 [34] 。迄今为止，对虾提取物的明显抗感染作用的分子机制仍不清楚。近年来，据报道，发现白头翁B4具有抗肿瘤活性。在培养条件下，中国对虾粗提物抑制SMMC-7721癌细胞的生长 [35] 。提取物在肝癌和肺癌小鼠模型中也显示出显著的抗肿瘤作用 [36] 。最近的研究已经从华夏草提取物中分离出一系列化合物，并测试了它们的抗肿瘤活性 [37] 。在提取物中至少发现了15种皂苷衍生物 [38] 。当用作混合物时，皂苷衍生物对癌细胞表现出显著的抑制活性。在细胞培养和小鼠异种分析肿瘤模型中，皂苷混合物可诱导肝癌细胞死亡并减少体内肿瘤生长 [39] 。其他研究者也报告了与aponin相关的化合物具有类似的抗肿瘤活性 [40] 。有研究发现，从提取物中分离了个体皂苷化合物，并检测了它们的抗肿瘤活性，表现出显著的抗肿瘤活性。在细胞培养和小鼠异种分析肿瘤模型中，白头翁皂苷A抑制肝细胞癌和胰腺癌细胞的生长。我们还进行了细胞和生化实验，以了解白头翁皂苷A抗肿瘤活性的可能分子机制。

AB4对肝癌、子宫颈癌、结直肠癌均有一定抑制作用，其机制可能与PI3K/Akt/mTOR途径、细胞周期G2/M、Notch信号通路、P-gp有关；也有一定抗炎作用，主要是通过抑制内皮细胞分泌细胞因子、调节TLR4信号通路来发挥；对于肾保护作用而言，AB4机制可能与抗氧化、调控p53信号通路、减少炎症因子、PI3K通路、DTH有关。另外，AB4也具有抗病毒、镇痛和免疫调节作用，但其具体机制有待进一步探索。虽然本文对AB4药理作用进行了概述，但其具体机制还有待研究 [41] ，在抗肿瘤方面目前只发现该成分在肝癌、子宫颈癌、结直肠癌中有抑制作用，总体而言相关研究主要集中在抗炎作用。虽然AB4具有化学结构明确、作用机制可循的优点，但也有许多不足之处，如细胞实验居多，动物实验不足，对疾病作用靶点及机制不明确；研究思路有待创新。因此，可通过网络药理学发现AB4潜在治疗靶点，利Crispr cas9技术敲除或过表达基因，验证差异基因在AB4作用中的功能；将AB4用荧光标记，应用蛋白与细胞膜分子相互作用技术发现其结合靶分子；通过人源化小鼠肿瘤模型验证AB4抗肿瘤效应及机制，更特异性地治疗相关临床疾病，从而使该成分能更好地应用于临床，为患者提供更安全、有效、实惠的治疗手段。

文章引用

王 钦,张宇轩,段 娜. 白头翁皂苷在癌症中的临床药理研究进展
Research Progress in Clinical Pharmacology of Pulsatilla saponins in Cancer[J]. 临床医学进展, 2023, 13(08): 13067-13073. https://doi.org/10.12677/ACM.2023.1381830

参考文献