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姜黄素在癌症防治中的潜在作用

普拉梅拉·拉尼1和V Saikishore2

1印度安得拉邦贡图尔- 522510,龙树纳格尔大学药学院。

2巴帕特拉药学院,巴帕特拉,贡图尔- 522101,安得拉邦,印度。

*通讯作者:
普拉梅拉·拉尼
大学药学院“,
Acharya Nagarguna大学
龙树纳加尔,冈图尔- 522510
印度安得拉邦
手机:+ 91 9440938249

收到日期:23/06/2013;修改后的日期: 01/07/2013;接受日期:09/07/2013

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摘要

目前可用于治疗癌症的大多数药物潜力有限,因为它们毒性大,治疗癌症效率低,或价格昂贵,因此超出了大多数人的承受能力。没有这些缺点的治疗是必要的。姜黄素就是其中一种;来源于姜黄(姜黄素),在东方作为多种疾病的治疗剂已经使用了数千年。过去几十年的研究表明,姜黄素是一种有效的抗炎剂,对多种癌症具有很强的治疗潜力。姜黄素已被证明可以抑制肿瘤的转化、增殖和转移。这些作用是通过调节各种转录因子、生长因子、炎症细胞因子、蛋白激酶和其他酶介导的。姜黄素已被证明对血液、皮肤、口腔、肺、胰腺和肠道的癌症有保护和治疗作用,并抑制啮齿动物的血管生成和转移。姜黄素在临床前模型中影响基因转录和诱导细胞凋亡的能力可能与患者的癌症化学预防和化疗特别相关。目前的综述着重于姜黄素介导其对各种癌症的作用的分子机制。

关键字

姜黄素,癌症,细胞凋亡,流行病学

简介

植物化学物质是植物中天然存在的物质。公众和科学界对利用从膳食成分中提取的植物化学物质来防治人类疾病,特别是癌症有相当大的兴趣。印度在药用植物方面有着悠久的历史。姜黄(Curcuma longa L.)是一种药用植物,广泛用于阿育吠陀,Unani和Siddha医学,作为各种疾病的家庭疗法。姜黄:多年生草本植物姜黄的干燥的地面根茎,called turmeric in English, haldi in Hindi and ukon in Japanese, has been used in Asian medicine since the second millenium BC [1].古印度经文阿育吠陀中提到了它的效用。除了在饮食中具有芳香、刺激和着色特性外,姜黄还与其他天然化合物(如消石灰)混合,并被局部用于治疗伤口、炎症和肿瘤。与某些东南亚社区每人每天1.5克的最大膳食消费量相反,少量的姜黄往往用于药用目的[2].姜黄作为一种着色剂、食品防腐剂和调味剂的吸引力是全球性的——根据联合国粮食和农业组织的数据,每年有超过2400公吨的姜黄进口到美国供消费者使用。

姜黄的化学成分

姜黄属植物含有姜黄素(一种水溶性肽),精油(如姜黄酮,姜黄酮和姜姜烯)和姜黄素,包括姜黄素[1,7-双-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1,6-庚二烯- 3,5 -二酮]。姜黄素可定义为从姜黄科植物姜黄属(Curcuma spp.)根中提取的酚类化合物。姜黄素(二魏酰甲烷)是一种低分子量多酚,1910年首次被化学表征,通常被认为是大多数姜黄制剂中最活跃的成分,占2-8% [3.4].姜黄含有蛋白质(6.3%),脂肪(5.1%),矿物质(3.5%),碳水化合物(69.4%)和水分(13.1%)。

根状茎蒸汽蒸馏法得到的挥发油(5.8%)中含有α-菲兰烯(1%)、桑木烯(0.6%)、桉树脑(1%)、冰片(0.5%)、姜叶烯(25%)和倍半萜烯(53%)。姜黄素(二魏二酰甲烷)(3-4%)是黄色的原因,包括姜黄素I(94%)、姜黄素II(6%)和姜黄素III(0.3%)6。熔点176-177°C;与碱形成红褐色盐,可溶于乙醇、碱、酮、乙酸和氯仿[56].

作用机制

大量的动物和体外研究已经证明了姜黄及其活性成分姜黄素抑制多种肿瘤细胞生长的能力。这些抗癌作用的假定机制有多种[78910].

抗增殖作用:诱导凋亡(高浓度),抑制调节凋亡的蛋白质,调节转录因子。抑制环加氧酶-2 (COX-2)和脂加氧酶表达,分别阻断前列腺素和白三烯的产生。抑制cyclin D1,这是一种在许多癌症(如乳腺癌、食道癌、肺癌、肝癌、头颈癌、结肠癌和前列腺癌)中过度表达的原癌基因。抑制在肿瘤转移中起重要作用的粘附分子。抑制各种炎性细胞因子,包括肿瘤坏死因子。抑制血管生成,是许多癌症生长和转移的关键步骤。与使用芳基烃和细胞色素P450途径的致癌物竞争。

实验室研究

姜黄素已被证明能促进某些癌细胞系的凋亡[12],并抑制端粒酶的活性,端粒酶是肿瘤发生的重要因素。诱导肿瘤细胞死亡的一个可能机制是通过产生活性氧中间体13。虽然姜黄素是姜黄中公认的活性成分,但姜黄的油脂树脂(提取姜黄素后)也被发现具有抗诱变特性,被认为是通过其抗氧化作用介导的。

姜黄素的抗炎特性被认为部分是由于抑制前列腺素的合成[11].从花生四烯酸合成前列腺素由两种同工酶催化:COX-1和COX-2,这两种酶都存在于啮齿动物和人类的结肠肿瘤中。Goel等发现姜黄素在人结肠癌细胞和COX-2非表达细胞系中显著抑制COX-2的表达,而不改变COX-1的表达。这是姜黄素的一个重要好处,因为长期使用非甾体抗炎药(NSAIDs)和对COX-1的非特异性抑制会导致不良的胃肠道和肾脏副作用。

Mahady等人也发现姜黄素可以抑制幽门螺杆菌的生长[12],这是一类致癌物,可能解释了其在啮齿动物中预防胃癌和结肠癌的机制。

最近最重要的一篇文章假设,姜黄素抑制活性氧(ROS)的产生可能会干扰化疗药物的疗效,这些化疗药物通过产生活性氧和JNK途径诱导细胞凋亡[13].组织培养研究表明,姜黄素确实能抑制几种药物(喜树碱、甲氯氨苄、阿霉素)诱导的细胞凋亡。这种效应与剂量和时间有关,但即使在短暂的暴露三小时后也会发生。在他们的人乳腺癌体内模型中,姜黄素补充剂显著抑制了环磷酰胺诱导的肿瘤消退,并降低了JNK的激活和凋亡。

动物研究

姜黄素在预防和治疗癌症的动物实验中显示出良好的效果。在一项使用肝细胞癌(HCC)小鼠模型的研究中,从注射n -二乙基亚硝胺前四天开始,一直持续到死亡,饮食中含有0.2%姜黄素。注射42周后,喂食姜黄素的小鼠与对照组相比,HCC发病率降低了62%,发现的肿瘤数量减少了81% [14].Mahmoud及其同事使用家族性腺瘤性息肉病小鼠模型,报告了喂食含0.1%姜黄素饮食的小鼠与对照组相比,肿瘤数量减少了64% [15].在另一项使用小鼠结肠癌发生模型的研究中,与对照组相比,姜黄素的活性代谢物四氢姜黄素在用1,2-二甲基二盐酸肼治疗引发肿瘤后,显著降低了癌前异常隐窝灶的发展[16].

研究发现,口服姜黄素可抑制口腔动物模型中化学诱发癌症的发展[1718],胃[1920.],肝脏[21]和冒号[222324癌症)。ApcMin/+小鼠在Apc(大肠腺瘤性息肉病)基因中有一个突变,与家族性腺瘤性息肉病的人相似,家族性腺瘤性息肉病是一种遗传疾病,其特征是发生大量结直肠腺瘤(息肉)和结直肠癌的高风险。口服姜黄素可抑制ApcMin/+小鼠肠腺瘤的发生[2526].

人体临床研究

台湾的一项I期临床试验研究了口腔(口腔白斑)、宫颈(高级别宫颈上皮内瘤变)、皮肤(鳞状原位癌)或胃(肠化生)癌前病变患者口服高达8克/天的姜黄素补充剂3个月的效果[27].

Aggarwal等人关于姜黄/姜黄素抗癌作用的综述文章报道了Cheng等人在中国对25名患有以下5种高危疾病之一的患者的研究:最近切除的膀胱癌、皮肤砷鲍文氏病、宫颈上皮内肿瘤(C1N)、口腔白斑和胃肠化生[28].

在一项对照试验中,16名慢性吸烟者以1.5克/天的剂量服用姜黄,持续30天,减少了诱变剂的尿排泄。对照组尿中诱变原排泄无变化。虽然有暗示意义,但测量替代结果,如尿液诱变剂,并不一定与癌症发病率的降低相关。在一项关于姜黄素对HIV细胞复制影响的药理学研究的后续研究中,18名HIV阳性患者被给予平均剂量的姜黄素2克/天,持续127天。CD4和CD8淋巴细胞计数显著增加[29].

流行病学

印度的总体癌症发病率远低于西方国家。在一份比较居住在印度、美国、英国和新加坡的印度人与美国白人的癌症发病率的报告中,印度和新加坡的印度人的总体癌症发病率最低,而美国白人的癌症发病率最高。居住在美国和英国的印度人的癌症发病率处于中等水平。印度发病率最低的癌症包括食道癌、结直肠癌、肝癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、子宫癌、卵巢癌、前列腺癌、膀胱癌、肾癌、肾癌、脑癌、非霍奇金淋巴瘤和白血病。美国白人男性的总体癌症发病率是印度和新加坡印度人的三倍,美国和英国印度人的癌症发病率高出50 - 75%。最显著的差异是前列腺癌的发病率,美国白人的发病率是印度白人的20倍。印度女性的总体癌症发病率也最低,而美国白人的癌症发病率则高出180%以上。某些癌症在印度人中更为普遍。在新加坡,男性和女性胃癌发病率最高的是印度人。口腔癌、咽癌、胆囊癌、子宫颈癌和男性喉癌的发病率在印度最高[30.].

结论

多年来,使用高酚含量的天然化合物作为化疗的替代品已被广泛接受。癌症是世界上导致死亡的主要原因之一,现在可以通过姜黄素等多酚类化合物来延缓、抑制或逆转癌症。同样,其他几种植物化学物质也被用作化学预防剂。目前,姜黄素的分子机制已得到广泛的阐明,从而使其具有抗癌、抗氧化和抗炎的特性。由于姜黄素被证明是无毒的,需要进一步的工作来证实姜黄素作为对癌症患者有害的化疗药物的最佳替代品的化学预防潜力。

参考文献

全球科技峰会