egcg的抗氧化活性研究進(jìn)展

egcg的抗氧化活性研究進(jìn)展

紅茶中最有效的抗逆劑是沒有糖的黃酮類化合物（ecg），是綠茶中最有效的抗逆劑。至少是維生素c的100倍，是維生素e的25倍。國內(nèi)對(duì)于EGCG的研究大部分集中在其抗腫瘤和抗氧化活性方面。近年來,有關(guān)EGCG抗腫瘤作用的分子機(jī)制研究倍受關(guān)注。隨著一些新的作用靶點(diǎn)被發(fā)現(xiàn),EGCG的抗腫瘤作用機(jī)制也正被越來越多地揭示。多項(xiàng)研究結(jié)果表明,經(jīng)常飲用綠茶與腫瘤、糖尿病等多種疾病發(fā)生率的減少有關(guān)。EGCG作為綠茶中含量最豐富的多酚類化合物,被廣泛應(yīng)用于腫瘤的化學(xué)預(yù)防。研究發(fā)現(xiàn),EGCG通過影響多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的多個(gè)靶分子(圖1),抑制腫瘤血管新生和腫瘤轉(zhuǎn)移,并具有細(xì)胞周期抑制和促凋亡作用。EGCG可調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascularendotheliumgrowthfactor,VEGF)、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMP)、尿激酶型纖溶酶原激活物(urineplasminogenactivator,uPA)、胰島素樣生長(zhǎng)因子1(insulin-likegrowthfactor-1,IGF-1)、表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermagrowthfactorreceptor,EGFR)和細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白的表達(dá),并抑制NF-κB、PI3-K/Akt、Ras/Raf/MAPK及AP-1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,以此起到強(qiáng)效的腫瘤化學(xué)抑制作用。1egcg組合的目標(biāo)分子1.1ecgg與lamr和igfr的相互作用脂筏是細(xì)胞膜上具有特殊功能的區(qū)域,通過動(dòng)態(tài)聚集、募集及靶向運(yùn)輸作用為蛋白質(zhì)分子提供功能平臺(tái),調(diào)節(jié)細(xì)胞功能。腫瘤的發(fā)生發(fā)展與細(xì)胞凋亡異常、侵襲轉(zhuǎn)移力增強(qiáng)等因素密切相關(guān),而脂筏在上述正常和異常情況下均發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。脂筏蛋白家族大約包含250個(gè)成員,其中層黏素受體(lamininreceptor,LamR)、凋亡相關(guān)因子(factorassociatedsuicide,FAS)、EGFR、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(HGFR)、二氫葉酸還原酶(dihydrofolatereductase,DHFR)、NF-κB、IGFR、VEGF、MMP-9、p38、uPA和泛素激活酶E1等能與EGCG相互作用,而LamR、IGFR與EGCG的直接結(jié)合已經(jīng)被證實(shí)。Tachibana等應(yīng)用表面等離子體共振技術(shù)(surfaceplasmonresonance,SPR)證明,茶多酚成分中僅EGCG與腫瘤細(xì)胞中相對(duì)分子質(zhì)量為6.7×104的LamR(67LR)相互結(jié)合,Kd為39.9nmol/L,并能影響67LR高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。EGCG通過上調(diào)真核翻譯延伸因子1A(eukaryotictranslationelongationfactor1A,eEF1A)和67LR,誘導(dǎo)肌球蛋白磷酸酶靶亞單位1(myosinphosphatasetargetingsubunit1,MYPT1)去磷酸化并激活肌球蛋白磷酸酶,使腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)被抑制;而當(dāng)沉默67LR或eEF1A之后,EGCG對(duì)HeLa細(xì)胞增殖的抑制作用消失。這說明EGCG的抑癌作用是通過直接結(jié)合67LR來調(diào)控eEF1A和MYPT1的。該課題組進(jìn)一步證實(shí)了EGCG抑制Toll樣受體(TLR)2和TLR4信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路而抑制腫瘤增殖的作用是通過67LR實(shí)現(xiàn)的。1.2ecgg-na表達(dá)IGF-1受體(IGF-1R)是酪氨酸受體激酶家族成員之一,能促細(xì)胞有絲分裂、抗凋亡及分化,在許多腫瘤中高表達(dá)。EGCG是IGF-1R小分子抑制劑(IC50值為14mmol/L),能破壞IGF-1R所引起的細(xì)胞過度生長(zhǎng),通過抑制IGF-1R下游信號(hào),阻礙人源乳腺癌和宮頸癌細(xì)胞表型的轉(zhuǎn)化。Li等用Dock軟件預(yù)測(cè),EGCG可能結(jié)合在IGF-1R的ATP結(jié)合域,并在其Gln977等5個(gè)氨基酸殘基中形成氫鍵結(jié)合。IGF-1R蛋白的ATP結(jié)合域有口袋狀凹陷結(jié)構(gòu),EGCG進(jìn)入此凹陷區(qū)域之后,其酚羥基上的H原子與凹陷區(qū)域氨基酸上的H原子之間形成氫鍵,從而競(jìng)爭(zhēng)性占據(jù)了ATP在此區(qū)域中的結(jié)合位點(diǎn)。1.3ecgg抑制劑腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的抵抗作用是影響腫瘤療效最主要的因素。分子伴侶(molecularchaperone)是指一組從細(xì)菌到人廣泛存在的蛋白質(zhì),可通過非共價(jià)鍵與新生肽鏈和解折疊的蛋白質(zhì)肽鏈結(jié)合,并幫助它們折疊和轉(zhuǎn)運(yùn),通常不參與靶蛋白的生理功能。主要有3類:伴侶蛋白、熱休克蛋白(HSP)70和HSP90家族。葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白(glucoseregulatedprotein,GRP)78是HSP70家族成員,能誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞對(duì)抗腫瘤藥物的抵抗。EGCG能直接結(jié)合在GRP78的ATP結(jié)合位點(diǎn),抑制ATP酶活性。EGCG能使其有活性的單體轉(zhuǎn)化成無活性的二聚體或寡聚體,干擾抗凋亡GRP78和caspase-7復(fù)合體的形成,促進(jìn)依托波苷在腫瘤中的誘導(dǎo)凋亡作用。另外,EGCG能通過結(jié)合HSP90阻斷芳烴受體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)和潛在致癌物2,3,7,8-四氯苯二哐惡英的生成。1.4ecgg與dmnt的相互作用啟動(dòng)子區(qū)域CpG島甲基化是腫瘤中許多基因沉默的重要表觀遺傳學(xué)機(jī)制之一。DNA-甲基轉(zhuǎn)移酶(DNAmethyltransferase,DNMT)可以使新合成的DNA鏈甲基化,以此方式將超甲基化狀態(tài)傳遞給子細(xì)胞。分子模擬研究表明,EGCG能與DNMT接觸催化域的Pro1223、Glu1265、Cys1225、Ser1229、Arg1309等5個(gè)氨基酸殘基形成氫鍵。EGCG能以劑量依賴方式競(jìng)爭(zhēng)性地抑制DNMT活性,結(jié)合常數(shù)Ki值為6.89mmol/L。在多種腫瘤細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn),EGCG能通過與DNMT的結(jié)合,使許多重要的抑癌基因以時(shí)間劑量依賴方式出現(xiàn)甲基化逆轉(zhuǎn),說明EGCG能通過結(jié)合DNMT防止抑癌基因沉默的逆轉(zhuǎn)。用EGCG的結(jié)構(gòu)類似物研究表明,EGCG苯環(huán)上的酚羥基是其抑制活性的重要結(jié)構(gòu)。2ecgg對(duì)腫瘤相關(guān)蛋白的影響2.1抗凋亡蛋白表達(dá)Bcl-2家族在調(diào)節(jié)生理性和病理性細(xì)胞凋亡中的關(guān)鍵作用已經(jīng)被多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)。多項(xiàng)研究結(jié)果表明,EGCG在腫瘤細(xì)胞中抑制Bcl-2、Bcl-XL等抗凋亡蛋白表達(dá),并誘導(dǎo)Bax、BaK、PUMA、Noxa及Bim等促凋亡蛋白的表達(dá)。EGCG的促細(xì)胞凋亡作用是通過其對(duì)不同細(xì)胞信號(hào)通路中多個(gè)靶蛋白的調(diào)節(jié)產(chǎn)生的。Lee等研究發(fā)現(xiàn),p53依賴p21介導(dǎo)的生長(zhǎng)阻滯可以提前避免和防止HCT116細(xì)胞受EGCG誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡損傷,從而進(jìn)一步解釋了EGCG通過DNA損傷機(jī)制引起腫瘤細(xì)胞凋亡的確切途徑。2.2ecgg誘導(dǎo)細(xì)胞應(yīng)激信號(hào)通路和氧化應(yīng)激Ras蛋白是GTP結(jié)合的膜聯(lián)蛋白。Ras與GTP結(jié)合后,通過GTP的水解作用而被激活。這種GTP激酶的活性可以通過與GTP激酶活性激酶的結(jié)合而得到增強(qiáng)。Ras蛋白通過酪氨酸配體活化激酶受體向下游轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)。Ras蛋白激酶活性突變可以破壞GTP的水解,并通過改變Ras結(jié)構(gòu)導(dǎo)致細(xì)胞表型的改變。致瘤性的Ras能導(dǎo)致正常細(xì)胞向癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,推測(cè)其機(jī)制可能是這種致瘤性Ras突變會(huì)引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的紊亂。在哺乳動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)3類重要激酶,即細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)、p38MAPK和c-JunN端激酶(JNK)。MAPK調(diào)節(jié)從基因表達(dá)、有絲分裂、運(yùn)動(dòng)、代謝到凋亡等多種細(xì)胞活動(dòng)。此類激酶在細(xì)胞受到外部刺激時(shí)通過絲/蘇氨酸位點(diǎn)的雙重磷酸化由非活性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚誀顟B(tài)。p38MAPK和JNK參與細(xì)胞應(yīng)激信號(hào)通路,而該通路在基因表達(dá)、分化、代謝及凋亡等細(xì)胞適應(yīng)性行為中發(fā)揮重要作用。在胃癌細(xì)胞中,JNK信號(hào)通路調(diào)控細(xì)胞色素C的釋放及腫瘤細(xì)胞的凋亡。EGCG可誘導(dǎo)JNK信號(hào)通路,EGCG誘導(dǎo)的JNK活化被抗氧化劑谷胱甘肽及N-乙?；?1-半胱氨酸所抑制的現(xiàn)象提示,氧化應(yīng)激是EGCG誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的重要途徑。在口腔癌細(xì)胞中,EGCG通過誘導(dǎo)p38MAPK信號(hào)通路介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞p57/KIP2的變化,而向不表達(dá)p57的腫瘤細(xì)胞內(nèi)引入外源性p57之后,p57可以通過JNK來遏制EGCG誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。這一發(fā)現(xiàn)提示,p57可能是腫瘤治療的一個(gè)潛在靶點(diǎn)。而EGCG對(duì)p57表達(dá)的調(diào)節(jié)作用已經(jīng)被多項(xiàng)研究所證實(shí)。2.3ecgg和pgekmp3,cox-2細(xì)胞增殖環(huán)氧合酶(cyclooxygenase,COX)是一類參與前列腺素類生物遞質(zhì)合成的重要生物酶,藥物對(duì)COX的抑制可緩解炎癥和疼痛。目前已知的COX同工酶有COX-1、COX-2和COX-3等。COX-3是由COX-1基因編碼的蛋白質(zhì),其保留了內(nèi)含子1并有一個(gè)移碼變異。最近的研究證實(shí),在大多數(shù)癌癥患者體內(nèi)COX-1的表達(dá)上調(diào),并且在腫瘤發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用;而COX-2是一種在病理?xiàng)l件下被誘導(dǎo)產(chǎn)生的誘導(dǎo)酶,在大多數(shù)正常細(xì)胞體內(nèi)未被檢測(cè)到,集中表達(dá)于巨噬細(xì)胞和其他炎癥狀態(tài)下的細(xì)胞內(nèi)。在雄激素敏感的LNCaP細(xì)胞和雄激素不敏感的PC3人前列腺癌細(xì)胞中,EGCG對(duì)COX-1蛋白及其RNA水平均無影響。EGCG可抑制COX-2的表達(dá)和前列腺素E2(PGE2)的產(chǎn)生。其通過抑制NF-κB,下調(diào)COX-2上游的啟動(dòng)因子,從而降低COX-2的表達(dá)水平;同時(shí),EGCG作用于COX-2mRNA的3′端非編碼區(qū)域,從而加速其降解。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,EGCG抗腫瘤細(xì)胞增殖的作用與對(duì)COX-2的抑制有關(guān)。EGCG對(duì)AMP活化蛋白激酶(AMP-activatedproteinkinase,AMPK)和COX-2表達(dá)的抑制是其對(duì)腫瘤細(xì)胞發(fā)揮抑制作用的重要途徑之一。EGCG對(duì)COX-2表達(dá)和PGE2分泌的抑制可以通過AMPK抑制劑而完全消除。在另一項(xiàng)研究中,COX-2抑制劑塞來昔布和EGCG聯(lián)合用于肺癌細(xì)胞,顯著降低了生長(zhǎng)抑制及DNA損傷誘導(dǎo)蛋白153(growtharrestandDNAdamage-inducible153,GADD153)的表達(dá)水平,而分別單用塞來昔布和EGCG沒有產(chǎn)生上述效果。然而,聯(lián)合用藥并未降低其他凋亡相關(guān)基因的表達(dá)(包括p21WAFI/CIPI和GADD45)。EGCG與塞來昔布聯(lián)合用藥后GADD153表達(dá)的上調(diào)與聯(lián)合用藥誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡機(jī)制有關(guān)。2.4ecgg抑制劑的作用機(jī)制EGFR屬于酪氨酸激酶受體家族,酪氨酸激酶家族有4個(gè)成員,分別是EGFR/ERB1、ERB2/HER2/neu、ERB3和ERB4。EGFR是有1186個(gè)氨基酸序列的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。一些特殊的多肽片段與EGFR特殊部位的結(jié)合使EGFRC端的多酪氨酸區(qū)域磷酸化,從而激活細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來調(diào)節(jié)例如細(xì)胞增殖、遷移、分化等進(jìn)程。雖然ERB被看作是典型的酪氨酸激酶受體家族成員,然而對(duì)ERB作用途徑的研究表明,ERB2和ERB3并不是相互獨(dú)立的,在ERB3激酶活性消失的情況下,ERB2缺乏與生長(zhǎng)因子配體結(jié)合的能力。盡管ERB2和ERB3沒有相對(duì)獨(dú)立性,但ERB2和ERB3均與其他ERB受體一起形成異二聚體結(jié)構(gòu)復(fù)合物從而激活相關(guān)信號(hào)通路。EGFR在乳腺癌、腦癌、膀胱癌、肺癌、胃癌、頭頸癌、宮頸癌、口腔癌等諸多癌癥中均有高表達(dá)。EGCG可導(dǎo)致磷酸化形式的EGFR和HER2蛋白的減少,結(jié)果是磷酸化ERK表達(dá)的上升。受體實(shí)驗(yàn)證實(shí),EGCG抑制激活蛋白(activatorprotein1,AP-1)、c-fos、NF-κB和cyclinD1啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄活性。宮頸癌模型中,EGCG抑制EGF依賴的EGFR活性以及EGFR依賴的ERK1/2的活性,同時(shí)也抑制AKT活性。EGCG對(duì)ERK和AKT活性的抑制作用與下游底物(包括p90RSK、FKHR、BAD等)磷酸化水平的降低有關(guān)。在另一項(xiàng)研究中,EGCG顯著抑制EGF誘導(dǎo)的小鼠表皮JB6CL41細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,以及EGF誘導(dǎo)的AP-1和PI3K活性。以EGFR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路為靶標(biāo)的EGCG療法可能成為腫瘤預(yù)防和治療的有效方法。2.5ecgg促進(jìn)nf-b信號(hào)分子的激活NF-κB是一個(gè)與EGCG的抗腫瘤作用關(guān)系緊密的蛋白二聚體家族,該家族結(jié)合DNA的一個(gè)共有基序κB,它最初被發(fā)現(xiàn)存在于B細(xì)胞中。在靜息狀態(tài)下,NF-κB二聚體存在于細(xì)胞質(zhì)。自由基、炎癥刺激、細(xì)胞因子、致癌物、腫瘤促進(jìn)因子、內(nèi)毒素、γ射線、紫外線、X射線等均能激活NF-κB。一旦激活,其轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核并誘導(dǎo)200多個(gè)基因的表達(dá)。這些基因能夠抑制細(xì)胞凋亡,誘導(dǎo)細(xì)胞轉(zhuǎn)化、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移,增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的化學(xué)抗性、抗輻射和抗炎反應(yīng)。許多被激活的靶基因?qū)σ恍盒阅[瘤分期的確認(rèn)十分關(guān)鍵,如細(xì)胞周期蛋白D1、Bcl-2、Bcl-XL、MMP、VEGF等蛋白的表達(dá)。I-κB激酶使I-κB磷酸化從而使I-κB發(fā)生泛素化而降解,從而釋放NF-κB,而后者隨即轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)。I-κB激酶的磷酸化和激活過程受NF-κB誘導(dǎo)激酶(NF-kappaBinductionkinase,NIK)的調(diào)控。同時(shí),MAPK的激活、ERK通路、NF-κB誘導(dǎo)激酶與I-κB/NF-κB通路之間存在信號(hào)的交叉。研究發(fā)現(xiàn),EGCG能夠抑制人結(jié)腸前列腺癌細(xì)胞的NF-κB活性。EGCG作用于正常人表皮角質(zhì)細(xì)胞,能夠抑制短波紫外線介導(dǎo)的NF-κB激活。在EGCG介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡中,NF-κB的RelA/p65亞單位的裂解受到pan細(xì)胞凋亡蛋白酶抑制劑N-bezyloxycarboyl-Val-Ala-Asp(OMe)-fluoromethylketone(Z-VAD-FMK)的阻礙。EGCG不僅能夠抑制NF-κB的激活,還能抑制其他存活通路,如人支氣管上皮細(xì)胞的PI3K/AKT/mTOR和MAPK,這有可能是EGCG有效抑制吸煙誘導(dǎo)的肺部和支氣管炎癥、細(xì)胞增殖和血管生成的原因。因此,NF-κB被認(rèn)為是預(yù)防癌癥的靶點(diǎn),而EGCG對(duì)PI3K/AKT/mTOR的調(diào)節(jié)有利于EGCG通過NF-κB發(fā)揮其預(yù)防腫瘤的作用。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)是經(jīng)Janus激酶(JAK)或細(xì)胞因子受體、G蛋白偶聯(lián)受體或生長(zhǎng)因子受體激活,或通過胞內(nèi)非受體酪氨酸激酶聚集而激活的信號(hào)分子?，F(xiàn)已鑒定出7個(gè)哺乳動(dòng)物STAT蛋白。STAT3和STAT5在多發(fā)性骨髓瘤、淋巴瘤、白血病和多種