茶氨酸抗腫瘤作用及其機制的研究進展

茶氨酸抗腫瘤作用及其機制的研究進展高鵬，胡立勇,孟佩佩，蔣敏麗【內(nèi)容摘要】茶氨酸又稱n-乙基-γ-谷氨酰胺，是茶葉中的特征氨基酸。近年來的研究發(fā)現(xiàn)茶氨酸不僅能夠作為生物調(diào)節(jié)劑提升抗腫瘤藥物療效，其自己也具有抗腫瘤作用。文中綜述了茶氨酸的吸收與代謝、生物調(diào)節(jié)作用、抗腫瘤作用及其機制?！颈疚年P(guān)鍵詞語】茶氨酸;腫瘤;機制abstracttheanineisaglutamicacidanalogoraminoacidderivativecommonlyfoundintea(infusionsofcamelliasinensis),andalsointhebasidiomycetemushroom.recentstudiessuggestedthattheaninecouldnotonlybeusedasabiologicalmodulatorenhancingtheeffectivenessofantineoplasticagents,butalsohadantineoplasticeffects.absorptionandmetabolism,biochemicalmodulation,antineoplasticeffectsandcorrespondingmechanismoftheaninewerereviewedinthispaper.keywords:theanine;cancer;mechanism茶氨酸是茶葉和部分山茶科植物特有的酰胺類物質(zhì),是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，化學(xué)式為c7h15n2o3。它最早從綠茶中分離得到，占茶葉游離氨基酸的50%以上，在干茶葉中含量大約為1%～2%[1]。天然存在的茶氨酸為l型，化學(xué)合成的茶氨酸是dl構(gòu)象的混合物。當(dāng)前一般采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)l-茶氨酸，其檢測一般采用高效液相色譜法。自從1950年最初發(fā)現(xiàn)茶氨酸至今已有半個，而其生物活性到20世紀(jì)90年代才得到關(guān)注。1吸收與代謝經(jīng)口服茶氨酸通過與谷氨酸共用1個na離子偶聯(lián)的協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白在小腸刷狀緣黏膜被吸收進入血液，對于該蛋白茶氨酸的親和力比谷氨酸低[2]。被吸收的茶氨酸通過血液循環(huán)進入組織器官。在血液，肝臟和腦組織中，茶氨酸濃度在口服1h內(nèi)急劇上升，腦組織中茶氨酸濃度在5h到達最高，然后逐步下降。24h后，茶氨酸在這些組織中全部消失[3]。茶氨酸最終被運送到腎臟，一部分被水解為谷氨酸和乙胺，另一部分未被水解。未分解的茶氨酸同谷氨酸，乙胺一起隨尿液排出體外[4]。2生物調(diào)節(jié)作用由于當(dāng)前抗腫瘤藥物存在較大的毒副作用，限制了其在癌癥治療中的劑量，進而制約了抗腫瘤藥物的治療效果。怎樣加強抗腫瘤藥物的活性，降低其副作用是主要的研究方向。針對此當(dāng)前已開發(fā)出了多種生物調(diào)節(jié)劑，如日本靜岡大學(xué)的sadzuka等最先選擇茶氨酸作為生物調(diào)節(jié)劑，在茶氨酸加強抗腫瘤藥物活性方面進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，茶氨酸能夠抑制抗腫瘤藥物阿霉素(adr)從埃利希氏腹水癌細(xì)胞中流出，使其在腫瘤細(xì)胞內(nèi)保留，并對正常組織沒有副作用[5]。茶氨酸在藥物治療耐藥腫瘤中也有生物調(diào)節(jié)作用。sadzuka等繼續(xù)對此進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，茶氨酸能夠加強adr對m5076卵巢肉瘤細(xì)胞的抗腫瘤活性。數(shù)據(jù)顯示，單獨使用adr對m5076卵巢肉瘤細(xì)胞沒有抑制造用，茶氨酸-adr聯(lián)合使用則可降低腫瘤細(xì)胞質(zhì)量62%[6]。抑制腫瘤遷移是癌癥治療的關(guān)鍵。m5076卵巢肉瘤細(xì)胞具有高度的遷移性。實驗發(fā)現(xiàn)，茶氨酸聯(lián)合dox可加強抑制m5076卵巢肉瘤細(xì)胞向肝臟遷移。茶氨酸與dox聯(lián)合作用后小鼠肝臟質(zhì)量的增長為不加藥物組的11%[7]，而肝臟質(zhì)量的增長被以為是m5076細(xì)胞遷移的結(jié)果。此研究表示清楚，茶氨酸作為生物調(diào)節(jié)劑不僅能夠加強藥物對原發(fā)性腫瘤的活性，還能夠加強其對腫瘤遷移的抑制。抗腫瘤藥物的毒副作用制約了其在癌癥治療中的劑量。茶氨酸在加強抗腫瘤藥物活性的同時，還能夠降低其毒副作用。茶氨酸使伊達比星(ida)在p388白血病細(xì)胞內(nèi)的濃度提升了2倍，與ida單獨使用相比顯著地降低了腫瘤的質(zhì)量。同時茶氨酸顯著緩解了由于ida的使用導(dǎo)致的白細(xì)胞和骨髓細(xì)胞的減少[8]。通常抗腫瘤藥物作用的腫瘤細(xì)胞與正常組織細(xì)胞有區(qū)別，兩種細(xì)胞的性質(zhì)有所不同，抗腫瘤藥物能夠較好地區(qū)分這兩種細(xì)胞，殺死腫瘤細(xì)胞而不影響正常細(xì)胞。而白血病細(xì)胞與白細(xì)胞及骨髓細(xì)胞性質(zhì)類似，抗腫瘤藥物難以區(qū)分，抗腫瘤活性與毒副作用并存，增長抗腫瘤藥物ida的劑量就加大了其對白細(xì)胞和骨髓細(xì)胞的殺傷，減少抗腫瘤藥物ida的劑量能夠避免其對白細(xì)胞和骨髓細(xì)胞的殺傷，但又起不到抗腫瘤作用，構(gòu)成了矛盾。茶氨酸有利于解決這樣的矛盾，它不僅能夠加強ida抗p388的活性，還能夠抑制ida對白細(xì)胞和骨髓細(xì)胞的毒副作用。在茶氨酸與藥物adr、dox、thp等的聯(lián)合使用中，同樣發(fā)現(xiàn)了茶氨酸的這種緩解藥物毒副作用的能力。茶氨酸這種能力的作用機制尚不清楚，但實驗的結(jié)果還是令人欣喜，它使得茶氨酸作為生物調(diào)節(jié)劑的作用愈加強大，用于癌癥治療的前景更為樂觀。3抗癌作用繼sadzuka等發(fā)現(xiàn)了茶氨酸有輔助抗癌活性之后，zhang等[9]通過實驗證明茶氨酸還具有直接抗癌活性。茶氨酸能夠顯著抑制肝細(xì)胞瘤性腹水細(xì)胞系中ah109a細(xì)胞侵入小鼠單層腸系膜間皮細(xì)胞(m-cell)的能力，但是茶氨酸并不能抑制ah109a細(xì)胞增殖。friedman等[10]發(fā)現(xiàn)400μg/ml濃度的茶氨酸能夠使58.8%的肝癌細(xì)胞hepg2死亡，65.1%的乳房癌細(xì)胞mcf-7死亡，77.1%的結(jié)腸癌細(xì)胞ht29死亡以及89.3%的前列腺癌細(xì)胞pc-3死亡。liu等[11]發(fā)現(xiàn)茶氨酸在體外和體內(nèi)都能顯著的抑制肺癌細(xì)胞a549和白血病細(xì)胞k562的生長，而且125μg/ml茶氨酸能夠抑制a549細(xì)胞浸潤55%，抑制a549細(xì)胞遷移67%。以上實驗說明茶氨酸不僅能夠抑制肝癌細(xì)胞的浸潤，對其他癌細(xì)胞同樣也具有抑制浸潤的作用。茶氨酸的直接抗癌活性使得它在癌癥治療中的應(yīng)用愈加廣泛。4作用機制4.1生物調(diào)節(jié)作用機制在茶氨酸轉(zhuǎn)運機制方面，sugiyama等[12]發(fā)現(xiàn)，茶氨酸能夠通過改變某些腫瘤細(xì)胞(m5076卵巢肉瘤細(xì)胞)的細(xì)胞膜通透性，提升抗腫瘤藥物吡柔比星(thp)和多柔比星(dox)在胞內(nèi)的濃度，到達加強藥物抗腫瘤活性的作用。數(shù)據(jù)顯示，茶氨酸使thp在m5076卵巢肉瘤細(xì)胞中濃度提升了1.3倍，治療效果加強了1.7倍。研究還發(fā)現(xiàn)茶氨酸能夠抑制thp和dox從腫瘤細(xì)胞內(nèi)流出，但是不能加強thp和dox向腫瘤細(xì)胞內(nèi)流入。茶氨酸在輔助治療癌癥、抑制腫瘤遷移中的作用可以以得到解釋。茶氨酸通過抑制藥物從胞內(nèi)流出，提升藥物在胞內(nèi)的濃度，加強了藥物抗腫瘤活性，使得轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞在血管內(nèi)循環(huán)，到達目的組織之前就被高濃度的抗腫瘤藥物殺死，進而起到了抑制腫瘤遷移的作用[8]。通過對p388白血病細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，茶氨酸能夠作用于耐藥與不耐藥兩種p388細(xì)胞共同的膜轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，抑制藥物流出細(xì)胞[13]。那么茶氨酸是怎樣提升藥物在腫瘤細(xì)胞內(nèi)濃度的呢?考慮到茶氨酸與谷氨酸鹽構(gòu)造類似，有學(xué)者對谷氨酸鹽載體在茶氨酸生物活性中的作用進行了研究[14]。在m5076卵巢肉瘤細(xì)胞中，谷氨酸鹽載體抑制劑dihydrokainate(dhk)，l-α-aminoadipate(aad)，d,l-threo-β-hydroxyaspartate(tha)，能夠抑制dox的流出，但不能影響dox的流入，這與茶氨酸的作用類似，表示清楚茶氨酸能夠作用于谷氨酸鹽載體。通過rt-pcr和蛋白免疫印跡分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)，m5076細(xì)胞膜上存在2個高親和力的亞型谷氨酸鹽載體glast和glt-1，茶氨酸極有可能通過這兩個亞型谷氨酸鹽載體發(fā)揮作用。而glast和glt-1在心臟和肝臟中不存在，固然在腦組織中有表達，但dox不能通過腦屏障，因而茶氨酸在心臟、肝臟及腦組織中不加強dox的毒副作用。谷氨酸鹽載體能夠把谷氨酸鹽轉(zhuǎn)運進入細(xì)胞，谷氨酸鹽在細(xì)胞內(nèi)的濃度，與dox的流出有關(guān)。因而茶氨酸可能是通過作用于亞型谷氨酸鹽載體glast和/或glt-1，競爭性抑制m5076細(xì)胞對谷氨酸鹽的吸收，使谷氨酸鹽在腫瘤細(xì)胞內(nèi)濃度下降，進而抑制dox流出。谷氨酸鹽在細(xì)胞內(nèi)的濃度降低可抑制dox流出。atp依靠的谷胱甘肽-s-結(jié)合物(gs-x)輸出泵與谷胱甘肽-dox結(jié)合物(gs-dox)有高度的親和力，可將gs-dox泵到胞外。gs-dox由谷胱甘肽與dox經(jīng)谷胱甘肽-s-轉(zhuǎn)移酶催化生成。谷氨酸鹽是生成谷胱甘肽的底物，谷氨酸鹽在細(xì)胞內(nèi)的濃度降低，谷胱甘肽的合成就相應(yīng)減少，dox與谷胱甘肽結(jié)合的數(shù)量也相應(yīng)減少，dox不能構(gòu)成gs-dox復(fù)合物被泵到體外，這樣就在腫瘤細(xì)胞內(nèi)得到保留[15]。綜上所述，茶氨酸的生物調(diào)節(jié)作用機制是通過抑制細(xì)胞對谷氨酸鹽的吸收，降低細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的生物合成，使gs-dox生成量減少，dox不能被泵出細(xì)胞，在胞內(nèi)積累，進而加強了dox的抗癌效果。4.2抗癌作用機制calle等通過流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，癌癥的發(fā)生與肥胖相關(guān)[16]，固然相關(guān)機制當(dāng)前尚不清楚。脂肪酸合成酶(fas)和膽固醇都是導(dǎo)致肥胖的因素。chiang等[17]人發(fā)現(xiàn)普洱茶中的成份兒茶素、咖啡因和茶氨酸能夠抑制fas的表達，除此之外zhang等還發(fā)現(xiàn)茶氨酸對減少體內(nèi)膽固醇有效[18],茶氨酸可能通過抑制fas表達，降低膽固醇含量，發(fā)揮抗癌作用。γδt細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞是非mhc限制性的，研究報道在各種實體瘤浸潤淋巴細(xì)胞中均發(fā)現(xiàn)γδt細(xì)胞的表達和抗腫瘤效應(yīng)。臨床研究發(fā)現(xiàn)，口服茶氨酸能夠加強γδt細(xì)胞活性，促進γδt細(xì)胞分泌ifn-γ[19]，抑制腫瘤。其機理可能是，茶氨酸在腎臟被分解釋放出乙胺，乙胺通過抑制甲羥戊酸通路，誘導(dǎo)產(chǎn)生異戊烯焦磷酸(ipp)，ipp是γδt細(xì)胞抗原，能夠促進γδt細(xì)胞增殖[20]。樹突狀細(xì)胞(dc)是功能強大的抗原提呈細(xì)胞，具有激活靜息型t細(xì)胞及誘導(dǎo)初級免疫應(yīng)答的能力。雷明盛[21]證明茶氨酸可能是通過抑制cox-2的表達，減少內(nèi)源性的il-10合成，促使dc成熟，進而促使il-12分泌，調(diào)節(jié)il-10/il-12的平衡，激活細(xì)胞毒性t淋巴細(xì)胞(ctl)，促使ctl增殖或穿孔素產(chǎn)生來實現(xiàn)抗癌作用。另外，雷明盛[21]還證明，茶氨酸刺激dc調(diào)節(jié)t淋巴細(xì)胞抑制scid小鼠肺腺癌移植瘤，可能是通過免疫監(jiān)視及去除畸變細(xì)胞作用，以及下調(diào)血管內(nèi)皮生長因子(vegf)的表達水平，抑制腫瘤血管構(gòu)成等機制來實現(xiàn)。茶氨酸的直接抗癌作用研究起步較晚，當(dāng)前還在初級階段，相關(guān)機制的研究還不夠透徹，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些新的作用位點，越來越多地被發(fā)現(xiàn)，通過對免疫調(diào)節(jié)分子機制，十分是細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路方面愈加深切進入的研究，也答應(yīng)以從中找到答案:。5瞻望茶氨酸作為茶葉中的成效成分，具有防治腫瘤的活性。茶氨酸與抗腫瘤藥物聯(lián)合作用，能有效地抑制腫瘤生長，阻攔腫瘤遷移，降低抗腫瘤藥物毒副作用;茶氨酸單獨使用可抑制腫瘤細(xì)胞浸潤和轉(zhuǎn)移。谷氨酸鹽載體在茶氨酸生物活性中飾演了主要的角色，茶氨酸通過作用于谷氨酸鹽載體，競爭性抑制了腫瘤細(xì)胞對谷氨酸鹽的吸收，降低了細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的生物合成，使gs-x生成減少，抗腫瘤藥物不能被泵出細(xì)胞，在胞內(nèi)積累，進而加強了抗腫瘤藥物的抗癌效果;茶氨酸還可通過調(diào)節(jié)人體免疫功能單獨發(fā)揮抗癌作用?；熓侵委煇盒阅[瘤的主要手段，因其毒性強，副作用大，使患者的生活質(zhì)量降低，另外還易產(chǎn)生耐藥性，影響治療效果。人們期望茶氨酸能夠作為一種天然藥物，應(yīng)用于臨床治療，減輕癌癥患者經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，緩解治療痛苦，提升患者的生活質(zhì)量。茶氨酸作為一種天然活性物質(zhì)，其具有廣闊的應(yīng)用前景，值得繼續(xù)研究與開發(fā)?！疽韵聻閰⒖嘉墨I】[1]grahamhn.greenteacomposition,consumption,andpolyphenolchemistry[j].prevmed,1992,21(3):334-350.[2]kitaokas,hayashih,yokogoshih,etal.transmuralpotentialchangesassociatedwiththeinvitroabsorptionoftheanineintheguineapigintestine[j].bioscibiotechnolbiochem,1996,60(11):1768-1771.[3]terashimat,takidoj,yokogoshih.time-dependentchangesofaminoacidsintheserum,liver,brainandurineofratsadministeredwiththeanine[j].bioscibiotechnolbiochem,1999,63(4):615-618.[4]unnot,suzukiy,kakudat,etal.metabolismoftheanine,γ-glutamylethylamide,inrats[j].jagricfoodchem,1999,47(4):1593-1596.[5]sadzukay,sugiyamat,miyagishimaa,etal.theeffectsoftheanine,asanovelbiochemicalmodulator,ontheantitumoractivityofadriamycin[j].cancerletters,1996,105(2):203-209.[6]sugiyamat,sadzukay.enhancingeffectsofgreenteacomponentsontheantitumoractivityofadriamycinagainstm5076ovariansarcoma[j].cancerlett,1998,133(1):19-26.[7]sugiyamat,binationoftheaninewithdoxorubicininhibitshepaticmetastasisofm5076ovariansarcoma[j].clincancerres,1999,5(2):413-416.[8]sadzukay,sugiyamat,sonobet.improvementofidarubicininducedantitumoractivityandbonemarrowsuppressionbytheanine,acomponentoftea[j].cancerlett,2000,158(2):119-124.[9]zhangguo-ying,miuray,yagasakik.inhibitoryeffectsoftheanineandserafromtheanine-fedratsonreceptor-mediatedcancercellinvasionbeneathmesothelial-cellmonolayers[j].cytotechnology,2001,36(1-3):195-200.[10]friedmanm,mackeybe,kimhj,etal.structure-activityrelationshipsofteacompoundsagainsthumancancercells[j].jagricfoodchem,2007,55(2):243-253.[11]liuqian,duanhui-ying,luanjin-ling,etal.effectsoftheanineongrowthofhumanlungcancerandleukemiacellsaswellasmigrationandinvasionofhumanlungcancercells[j].cytotechnology,2009,59(3):211-217.[12]sugiyamat,sadzukay,nagasawak,etal.membranetransportandantitumoractivityofpirarubicin,andcomparisonwiththoseofdoxorubicin[j].jpnjcancerres,1999,90(7):775-780.[13]sadzukay,sugiyamat,sonobet.efficaciesofteacomponentsondoxorubicininducedantitumoractivityandreversalofmultidrugresistance[j].toxicollett,2000,114(1-3):155-162.[14]sugiyamat,sadzukay,tanakak,etal.inhibitionofglutamatetransporterbytheanineenhancesthetherapeuticefficacyofdoxorubicin[j].toxicollett,2001,121(2):89-96.[15]sadzukay,sugiyamat,suzukit,etal.enhancementoftheactivityofdoxorubicinbyinhibitionofglutamatetransporter[j].toxicollett,2001,123(2-3):159-167.[16]calleee,rodriguezc,walker-thurmondk,etal.overweight,obesity,andmortalityfromcancerinaprospectivelystudiedcohortofu.s.adults