多糖抗肿瘤研究进展

中图分类号：R979.1 文献标识码：A 文章编号：1006-1533(2007)07-0309-03

多糖是来自高等植物、动物细胞膜、微生物细胞中的天然大分子物质，一般常由100个以上甚至几千个单糖通过糖苷键连接而成，分子量在数万至数百万之间^［1］。多糖类包括植物多糖、动物多糖及微生物多糖，在某种程度上均具有免疫促进作用，而植物多糖尤为重要。多糖作为生物效应调节剂，主要影响网状内皮系统、巨噬细胞、淋巴细胞、白细胞，以及RNA、DNA和蛋白质的合成，CAMP与CGMP的含量、抗体或补体的形成以及干扰素的诱生^［2］。多糖具有多方面的生物活性，能够调节机体免疫机能，具有抗病毒、抗菌、抗寄生虫、抗肿瘤、抗辐射、抗衰老等功能，因而越来越受重视，尤其是对其抗肿瘤作用的研究已达到分子受体水平。多糖的抗肿瘤途径主要为直接抑制肿瘤细胞的生长、抗氧化、清除自由基，改变肿瘤细胞膜的生长特性、诱导肿瘤细胞凋亡及影响癌基因的表达等^［3］。

1 直接抑制肿瘤细胞生长

据报道，牛膝多糖和人参多糖能够提高荷瘤小鼠的自然杀伤细胞(NKC)活性，诱生肿瘤坏死因子(TNF)，激活NKC与T淋巴细胞，对肿瘤细胞株起不同程度的杀伤和抑制作用。从松杉灵芝(Ganoderma tsugae)中提取纯化的 6 种多糖组分 GTM1～6，对小鼠 S₁₈₀肿瘤的抑制效果表明，GTM1、 GTM2和 GTM3 表现出明显的抑制效果，抑制率都超过 50%， GTM2 的浓度为 16 mg/kg 时，抑制率最高达73％^［4］。海枣(Phoenix dactylifera L.)多糖对小鼠S180肿瘤处理 30 d 后，肿瘤体积明显缩小，最适宜的浓度为 1 mg/kg。其抗癌活性可能与其β-(1，3)的葡聚糖有关^［5］。香菇多糖作为已经投入临床使用的抗癌药物，亦能提高NKC的活性，激活巨噬细胞，在一定程度上抑制肿瘤细胞的生长。

2 抗氧化、清除自由基作用 

细胞的氧化状态在肿瘤发生、发展中起着重要作用，这是由于肿瘤启动因子使细胞产生过多的活性氧或者细胞缺乏清除活性氧的能力，而DNA分子的氧化性损伤是突变和致癌的始发因素。利用细胞电生理方法，通过对爪蛙卵母细胞电学功能的测试，观察到自由基可使膜电学参数受影响，即膜功能受损，表现为静息电位值降低、膜阻抗和时间常数下降，与自然衰老神经细胞膜的电学变化基本一致。枸杞多糖能有效地对抗自由基过氧化，使受损膜电学功能发生逆转^［6］。铁筷子多糖(HFPS)抑瘤实验结果显示，它能提高机体抗氧化酶活性的作用，服用后超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPX)活性显著增加，并能改善荷瘤鼠抗氧化酶活性低下的状况。由于加强了抗氧化能力，使因肿瘤生长而活跃的自由基代谢受到有效抑制，减少了自由基对机体的损伤，机体的全身状况和免疫功能明显优于肿瘤对照组，肿瘤的生长速度慢，瘤块小。镜下可见癌细胞生长欠佳，多发生变性坏死，并有中性粒细胞和淋巴细胞浸润^［7］。此外，波叶大黄多糖可增加12月龄小鼠红细胞和脑组织SOD活性，降低肝组织中脂质过氧化物(LPO)和心肌中脂褐素(LF)的含量^［8］。通过提高机体内源性SOD活性，减轻Ｏ^2-对机体的损伤，可能是多糖抗肿瘤、延缓衰老的重要机制之一。

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3 改变肿瘤细胞膜的生长特性

多糖对肿瘤细胞膜的影响主要与唾液酸(SA)与磷脂(PI)转换有关。 SA 位于细胞膜表面糖蛋白和糖脂的聚糖链末端，具有阻碍病原体附着细胞及使细胞产生免疫抗体的作用。PI 转换是指存在于细胞膜与内质网上的磷脂酸肌醇在其激酶催化下发生磷酸化反应的过程。李宗锴等^［9］用牛膝多糖(ABP)作用于S180细胞，对S180细胞膜成分的研究表明，牛膝多糖与细胞接触24 h，引起细胞膜唾液酸显著升高，膜磷脂蛋白显著降低， 与对照组比较差异均有显著性意义(P<0.05 或 0.01)。但对细胞膜胆固醇含量、膜流动性无影响，提示牛膝多糖的抗肿瘤作用与其增强宿主免疫功能及改变细胞膜的生化特性有关。茯苓多糖(PPS)使S180与K562细胞膜唾液酸的含量升高，膜磷脂下降，磷脂脂肪酸组成发生明显改变，茯苓多糖干扰膜的肌醇磷脂代谢，明显抑制磷脂酰肌醇转换，推测PPS的抗瘤机理与膜生化特性改变有关^［10］。

4 抑制肿瘤细胞增殖，诱导分化

许多细胞组织具有周期性的自我生长调节机制，一些细胞在组织发育的一定阶段将自然死亡，称之为细胞程序化死亡或细胞凋亡。这一过程涉及细胞内外的一系列信息传递过程，进入这一过程的细胞发生一系列的特征性形态学和生化的变化，以至最终死亡。肿瘤细胞可能失去细胞凋亡的功能，恢复这一功能可用于肿瘤治疗。另外，与正常细胞相比，肿瘤细胞对细胞凋亡的诱导更为敏感。Hattori 等^［11］研究了一种从担子菌(Basidiomycetes)属的蘑菇中提取的蛋白结合多糖 PSK(Protein-bound Polysaccharide K)，PSK 对 3 种恶性血液细胞瘤作用，发现对血管淋巴瘤细胞有明显抑制作用。经过对 PSK 处理后的血管淋巴瘤细胞的细胞周期分析，发现有34%的细胞处于G0～G1期，20%处于G2～M期，46%处于S期，未经过PSK处理的细胞系的细胞周期分别是55%、15%和30%。

季宇彬等^［11］采用流式细胞仪，利用 Fluo-3/AM 探针标记、激光共聚焦技术观测细胞内［Ca²⁺］i，证实羊栖菜多糖(SFPS)可以阻滞SGC-7901人胃癌从 G0/G1期进入 S 期，升高细胞凋亡指数(APO，%)，可使 SGC-7901 细胞内［Ca²⁺］i先升高然后下降，给 CaCl2后，［Ca²⁺］i又升高。经分析可能是羊栖菜多糖通过升高细胞内［Ca²⁺］i，从而启动了肿瘤细胞凋亡机制而达到抗肿瘤的作用。

Kamei等^［13］将云芝多糖与结肠癌细胞AGS一起培养2 d后，肿瘤细胞的数量比对照组明显减少，通过流式细胞术研究发现，肿瘤细胞生长阻滞于细胞周期S期和G2/M期。云芝多糖、猪苓多糖和茯苓多糖抗肿瘤作用的机制是不同程度诱导IL-2和干扰素(IFN)的产生，通过影响肿瘤细胞的分裂、增殖、生长等多个环节实现的。

5 影响肿瘤基因的表达

P53基因是迄今发现与人类肿瘤相关性最高的抑癌基因。导致细胞转化或肿瘤形成的P53蛋白是P53基因突变产物，是一种肿瘤促进因子，可以消除正常PP53的功能。细胞增殖和细胞凋亡是生物体正常生存的关键环节，如发生异常均有可能引起肿瘤发生。P53基因作为抗癌基因，其表达产物对细胞增殖起负调节作用，表达产物增多意味着癌细胞活性下降；同时，它还可通过调节 Bcl-2 家族和 Bax 基因的表达来影响细胞凋亡，前者可逆，后者则不可逆，在这两个环节的调控中，P53基因都起了极其重要的作用。对于受损伤的细胞，当P53蛋白表达量增高到一定程度后，可以使细胞停止在G1期至凋亡，P53抑制细胞生长的机理目前主要认为是经过调控其下游基因P21，P21wt是细胞周期蛋白激酶（CDK）的抑制剂。在正常细胞中，细胞周期受到细胞周期蛋白、CDK以及细胞周期调控的转录子控制。

季宇彬等^［14］采用Westernblot法测定P53基因表达，研究羊栖菜多糖(SFPS)对肿瘤细胞P53基因表达的影响。结果表明瘤细胞组（对照组）P53基因蛋白表达阳性率为10％， 药物终浓度为50 μg/mL剂量组P53基因蛋白表达阳性率(20%)与瘤细胞组相比，升高无显著差异（P>0.05）。药物终浓度为100 μg/mL、200 μg/mL、400 μg/mL三个剂量组，P53基因蛋白表达阳性率(分别为60%、60%、70%)较瘤细胞组升高均有显著差异（P<0.01）。这说明羊栖菜多糖达到有效浓度时能诱导肿瘤P53水平的提高，并呈剂量依赖性。

曾星等^［15］研究了猪苓多糖对体外培养 T24 膀胱癌细胞基因蛋白表达的影响。应用免疫荧光法、激光共聚焦显微镜对 P53、H－ras 基因蛋白表达进行定位、定量观察。猪苓多糖显著增加P53蛋白表达，在猪苓多糖对癌细胞作用24 h 表达最高，并呈弥漫性分布，随后逐渐下降，说明猪苓多糖对 T24细胞P53基因蛋白表达有一定的调节作用，但对 H－ras基因蛋白表达无明显影响。

6 免疫增强作用 

多糖化合物作为一种免疫调节剂，通过多种机制激活免疫细胞，提高机体特异性及非特异性免疫功能，从而发挥抗肿瘤作用。香菇多糖是一种新型的兼有抑制肿瘤和提高免疫功能的多糖类生物反应调节剂，无直接的细胞毒作用，主要是通过宿主诱导巨噬细胞及杀伤性T淋巴细胞的活化，提高NK细胞活性和增强抗体依赖性巨噬细胞毒作用，从而发挥抗肿瘤作用。茯苓多糖能增强T淋巴细胞的细胞毒性作用，即增强细胞免疫反应，激活机体对肿瘤的免疫监督系统，这与其抗肿瘤活性密切相关。海带硫酸多糖能激活小鼠腹腔巨噬细胞，提高小鼠腹腔巨噬细胞的过氧化物酶活性及其吞噬功能，从而抑制小鼠肉瘤S180的生长^［16］。枸杞多糖对IgE抗体应答有一定调节作用，可抑制小鼠IgE合成，并提高小鼠IgA、IgG、IgM含量及抗体生成细胞和抗体效价，增强或促进体液免疫功能。枸杞多糖可增强正常小鼠及环孢素(Cy)处理鼠的T细胞介导的免疫反应与NK细胞的活性，并能明显增加IL-2的产生。枸杞多糖增强免疫功能的机制可能部分是通过调节下丘脑与外周免疫器官脾脏的交感神经释放去甲肾上腺素等单胺递质以及肾上腺皮质释放皮质激素等环节相互协调而实现的。IL-2及其受体系统是免疫调节的主要环节，细胞表达IL-2受体是T细胞被激活的标志之一，枸杞子及白术能够增强IL-2受体的表达，以发挥其免疫增强、免疫调节的作用^［17］。大量临床及实验资料已经证明，云芝多糖具有提高免疫功能的作用，表现为提高吞噬功能，增加IFN及其产生，提高T淋巴细胞增殖，增加IL-2分泌，并能对抗环磷酰胺的免疫抑制作用^［18］。猪苓多糖体外可增强正常人外周血单核细胞(PBMC)中免疫细胞的杀伤活性，可增强PBMC表达IL-2R和分泌IL-2，从而增强人体免疫机能^［19］。溶菌酶是正常体液中抗微生物的物质之一，系巨噬细胞和白细胞所产生，测定其含量可反映该类细胞非特异性免疫功能的强弱，云芝多糖能明显增加小鼠血清溶菌酶含量，促进巨噬细胞的非特异性免疫功能，发挥抗肿瘤作用。

多糖来源于动植物和微生物，近年研究发现，多糖具有肯定的增强免疫等抗肿瘤药理作用，且无或极少有化疗药物的毒副作用，不少中药多糖已应用于临床，显示出良好的应用前景，如灵芝多糖和猪苓多糖等。随着现代分子生物学的进展和多糖作用机制的进一步揭示，借助于先进的分离和分析技术，对多糖的研究、开发和利用正日益受到人们的重视，前景十分广阔。

参考文献

1 张兴桃,高贵珍.多糖研究进展［J］.宿州学院学报,2005,20(5):85-88.

2 陈学军,陈鸿清,姚梅坤. 药用植物多糖研究进展［J］.海峡药学,1999,11(2):3-5.

3 王统一,赵兵,王玉春.多糖免疫调节和抗肿瘤研究进展［J］.过程工程学报,2006,6(4):674-682.

4 Peng Y F,Zhang L N,Zeng F B,et al.Structure and Antitumor Activities of the Water-soluble Polysaccharides from Ganoderma tsugae Mycelium ［J］.Carbohydr Polym,2005,(59):385-392.

5 Ishurda O,Kennedy J F. The Anti-cancer Activity of Polysaccharide Prepared from Libyan dates (Phoenix dactylifera L.)［J］.Carbohydr Polym,2005,(59):531- 535.

6 刘霞，谢建新.多糖的药理作用研究［J］.农垦医学，2004，26(1)：397-398.

7 刘昕,潘兴斌,张勇,等.铁筷子多糖抑瘤效应及对荷瘤机体抗氧化活性的实验观察［J］.中医药信息,2001,18(1):49-50.

8 孙忠亲.中草药对超氧化物歧化酶活性影响的研究进展［J］.中草药,1995,26(1):45-47.

9 李宗锴,李电东.牛膝的化学成分与药理作用研究进展［J］.中国中西医结合杂志,1998,18(1 2):756.

10 吴波,梁谋,佟丽,等.茯苓多糖抗肿瘤作用与机理的实验［J］.中国药理学通报,1994,10(4):30.

11 Hattori T S,Komatsu N,Shichijo S,et al.Protein-bound Polysaccharide K Induced Apoptosis of the Human Burkitt LympHoma Cell Line ［J］.Biomed Pharma- cother,2004,58:226-230.

12 季宇彬,高世勇,张秀娟.羊栖菜多糖诱导肿瘤细胞凋亡的研究 ［J］.中国中药杂志,2004,29(3):245-247.

13 Kamei H,Hashimoto Y,Koide T,et al.direct tumor growth suppressive effect of melanoidin extracted from immunomodulator-PSK［J］.Cancer Biother Radioph- arm,1997,12(5):341-344.

14 季宇彬,高世勇,孔琪,等.羊栖菜多糖对肿瘤细胞P53基因蛋白表达的影响［J］.哈尔滨商业大学学报,2001,17(2):1-3.

15 曾星,章国来,梅玉屏,等.猪苓多糖对膀胱癌细胞癌基因蛋白表达的影响［J］.中国肿瘤临床,2003,30(2):81-83.

16 宋剑秋,徐誉泰,张华坤,等.海带硫酸多糖对小鼠腹腔巨噬细胞的免疫调节作用［J］.中国免疫学杂志,2000,16(2):70-73.

17 王龙妹,傅惠娣,周志兰.枸杞子、白术、细辛、苍耳子对IL-2受体表达的影响［J］.中国临床药学杂志,2000,9(3):171-173.

18 张玉英,李金华,金杉,等.云芝糖肽可能通过IL提高小鼠抗急性缺氧的能力［J］.中草药,1997,28(7):418-419.

19 李立新,王勤怀,斯崇文,等.猪苓多糖、乙型肝炎疫苗和卡介苗对外周血单核细胞免疫活性的影响［J］.中华内科杂志,1995,34(6):392-395.

(收稿日期：2007-05-28)