花油能治疗(红花油可以治疗)花油能治疗(红花油可以治疗)

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花油能治疗(红花油可以治疗)

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肿瘤是威胁人类健康和生活质量的最严重疾病 之一。据全球肿瘤报告统计,仅 2018 年全球约有新 发肿瘤病例 1810 万,且有 960 万病人死于肿瘤[1]。 现阶段肿瘤治疗大多以手术治疗为主,合成化疗药 物为辅。化学治疗是利用化疗药物通过抑制肿瘤细 胞的增殖、浸润和转移来杀灭肿瘤细胞,是目前治疗肿瘤最有效的方法之一。但由于化疗药物的选择 性较低,对人体内生长较快的细胞也有杀伤作用, 产生神经毒性、心脏毒性、胃肠道反应、骨髓抑制、 脱发等不良反应。因此,仍然需要开发新的药物或 寻找新的治疗方法。

植物精油的使用非常悠久,早 在几千年前,古埃及人就通过提取植物中的精油用 于医疗和祭祀。目前植物精油被广泛应用于化妆品、 食品和医药行业,具有镇痛、抗炎、抗氧化、解痉、 杀虫、抗菌和抗病毒等多种药理作用[2-3]。研究发现 法国百里香、肉桂、留兰香等多种植物精油均有抗 肿瘤活性,可通过抑制肿瘤增殖、诱导凋亡、阻遏 细胞周期等途径发挥抗肿瘤作用。本文总结了近几 年植物精油在肿瘤方面的相关研究,以期为肿瘤的 研究和临床治疗提供思路和建议。

1 植物精油抗肿瘤作用主要成分

植物精油是一类由植物产生的挥发性次生代谢 产物,由甲羟戊酸、丙二酸和甲基-D-赤藓醇磷酸盐 合成,并以液滴的形式储存在叶、花、茎、果实和 树皮中[4]。精油的活性成分较复杂,一般以醇、酮、 萜、醛、酯等化合物存在,易被人体吸收并迅速进 入体循环发挥作用[5]。 植物精油的成分复杂,主要包括萜类和苯丙 素类 2 大类化合物。萜类化合物是以异戊二烯单 元为基本结构单元组成的化合物,根据异戊二烯 单元数分为单萜、倍半萜、二萜等化合物。

植物 精油主要以萜的形式存在,如单萜烃、氧化单萜、 氧化倍半萜等,其中大多数精油以单萜的形式存 在。苯丙素类化合物是以 C6-C3 为基本母核组成 的化合物类群,主要包括简单苯丙素类化合物、 香豆素类化合物等。植物精油在苯丙素类中以简 单苯丙素类化合物较为常见,如苯丙烯类化合物 丁子香酚、苯丙醛类化合物肉桂醛等,具有抗炎、 抗菌和杀虫作用。此外,丁子香酚、肉桂醛、β细辛醚等精油成分对结肠癌、乳腺癌等肿瘤也有 抑制作用。近年来具有抗肿瘤活性的植物精油及 其主要成分见表 1

2 植物精油的抗肿瘤作用

2.1 抑制增殖

细胞增殖是细胞的重要生理功能之一,大多数 植物精油具有抑制肿瘤细胞增殖的作用。腺苷酸活 化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK) 信号通路是调节细胞增殖的关键蛋白,AMPK 激活 后可抑制哺 乳动物雷帕霉素靶蛋白 复合物 1 ( mechanistic target of rapamycin complex 1 , mTORCl)的活性,从而抑制 S6 蛋白激酶 1(protein S6 kinase 1,S6K1)、真核起始因子 4E 结合蛋白 (eukaryotic translation initiation factor 4E binding protein 1,4E-BP1)和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3 (cysteinyl asparate-specific proteinase-3,Caspase-3) 磷酸化来阻断肿瘤细胞的营养供给,使肿瘤细胞死 亡[23]。

乳香 Olibanum 精油、松 Pinus pinea L.精油 和天竺葵 Pelargonium graveolens L'Hér.精油可激活 AMPK/mTOR 信号通路,抑制下游分子 4E-BP1 磷 酸化来抑制 MCF-7 细胞的增殖[24]。留兰香精油对 T47D、HCT-116 和 MCF-7 细胞的半数致死量 (median lethal dose,LD50)分别为 324、279、975 μg/mL,其对结直肠癌 HCT-116 细胞抑制增殖的效 果更好[6]。Origanum onites L.精油对 HT-29、A375、 MCF-7 和 HepG2 细胞都有抗增殖效应,同时体内 实验显示 O. onites 精油口服给药可抑制小鼠 CT26结肠肿瘤的生长[7]。

2.2 诱导凋亡

细胞凋亡是由基因控制的细胞主动性死亡过 程,受多种基因调控。大多数植物精油可通过激活 线粒体内源途径、激活凋亡信号、激活死亡受体(如 脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,Fas)、肿瘤坏死 因子(tumor necrosis factor,TNF)等来促进肿瘤细 胞凋亡。如唇形科植物法国百里香精油可降低 B 淋 巴细胞瘤-2 基因(B cell lymphoma-2,Bcl-2)蛋白 表达,增加 Caspase-7 和 Caspase-3 表达和聚腺苷二 磷酸核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase, PARP)的裂解,以激活内、外凋亡途径来诱导 MCF-7、MDA-MB-231 细胞凋亡[8]。

以蛋白印迹法 检测到巴豆精油可使B淋巴细胞瘤基因-2相关X蛋 白(B cell lymphoma-2 associated X protein,Bax)/ Bcl-2 蛋白比例显著升高,且线粒体膜电位发生改 变,同时细胞质中细胞色素 C 增加,证实其可通过 诱导线粒体凋亡途径来诱导 A549 细胞的凋亡[9]。目 前发现大部分植物精油都具有促进肿瘤细胞凋亡的 能力,但对其具体的诱导凋亡机制研究较少,需进 一步深入探讨。

2.3 阻遏细胞周期

细胞周期是细胞经有丝分裂生成新细胞的全部 过程,是各级调控因子严密调控的结果。肿瘤细胞 细胞周期的紊乱是由于细胞周期检查点失控和细胞 周 期 蛋 白 依 耐 性 激 酶 ( cyclins-cyclin-dependent kinases,cyclins-CDKs)复合物异常上调导致的细 胞异常分裂[25]。植物精油及其主要成分通过抑制细 胞周期调节蛋白的活性来阻遏细胞周期已成为研究 肿瘤问题的新方法[26]。研究发现水蒸气蒸馏提取出 Pallenis spinosa (L.) Cass. 花 和 叶 精 油 , 可 使 Caspase-3、Caspase-7、Bax/Bcl-2 表达上调来激活 线粒体通路且增强 PARP 裂解来促进乳腺癌细胞凋 亡[27]。

细胞周期蛋白 D1(cyclinD1)和周期素依赖 性激酶 4(cyclin-dependent kinase 4,CDK4)功能 蛋白结合与乳腺癌的发生有关,而 Pallines spinosa 花叶精油可抑制 MDA-MB-231 细胞中 cyclinD1 和 CDK4 的表达,同时上调细胞周期负调控因子 p21 来 阻遏细胞周期 G0/G1期[27]。作用于细胞周期检查点抑 制肿瘤生长是目前植物精油发挥抗肿瘤作用的常见 方式。

2.4 诱导自噬

自噬是通过降解受损的蛋白质和细胞器来维持 细胞内代谢平衡的一种方法,通常在不利的环境下 如饥饿、缺氧、氧化应激等应激下诱导而成。在肿 瘤细胞中,自噬相关的信号传导途径大多数是通过 mTOR 途径诱导的,mTORC1 是一种丝氨酸/苏氨 酸激酶,抑制 mTORC1 会触发细胞的保护性自噬 过程[28-29]。植物精油可通过调节 AMPK、mTOR 等 激酶所调控的 p53、p62 等基因来参与调控自噬,同 时使微管相关蛋白 1 轻链 3-II/I(microtubuleassociated protein 1 light chain 3-II/I,LC3-II/I)、自 噬相关基因 5(autophagy related gene-5,Atg5)和 自噬效应蛋白(Beclin-1)等自噬蛋白表达增加,诱 导肿瘤细胞发生自噬[10,30-31]。

鸡骨香精油可通过导 致 LC3-II 和 Beclin-1 蛋白表达增加,增加自噬体的 数量来诱导肿瘤细胞自噬[10]。核糖体 S6 蛋白激酶 (ribosome S6 protein kinase,p70S6K)信号在人类 结肠癌和乳腺癌等肿瘤细胞中过度表达会抑制肿瘤 细胞自噬,是肿瘤预后的潜在标志物。马郁兰精油 可通过抑制 mTOR/p70S6K 通路以及激活丝裂原活 化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase, p38 MAPK)信号来诱导结肠癌细胞 HT-29 的保护 性自噬,研究表明马郁兰精油在处理 6 h 后 LC3II 和 Beclin-1 含量增加,同时 p62 和 p70S6K 的含量 降低,从而抑制结肠癌的发生[31]。

2.5 抑制肿瘤细胞上皮-间质转化

上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)和恶性肿瘤的浸润与转移有关,研究发现 EMT 会导致极性细胞失去细胞间强黏附,使细胞具 有侵袭和四处游走的能力,从而成为具有上皮形态 的游离细胞。E-钙黏附蛋白可维持细胞间紧密连接, 其表达的下调是促进肿瘤侵袭和转移的关键步骤。 目前在多个肿瘤中均发现 E-钙黏附蛋白下调可诱 导 EMT 的形成,降低预后治疗稳定性,诱导肿瘤 转移和复发[32-33]。

研究发现植物精油治疗后,调控 EMT 的蛋白因子发生变化,可通过抑制 EMT 来达 到抑制肿瘤转移扩散的目的。Xing 等[11]发现龙芽花 叶精油能够通过上调 E-钙黏附蛋白的表达,下调 N-钙黏附蛋白和波形蛋白的表达来抑制 EMT 的过 程,来抑制肿瘤侵袭和转移。氯化钴可使肿瘤细胞 处于缺氧环境之中,让细胞之间失去强黏附,诱导 EMT 的形成。由传统中药肉桂精油分离出的主要活 性成分肉桂醛可在体内外实验中降低由氯化钴诱导 的 EMT,同时还发现 EMT 和 Wnt/β-连环蛋白 (β-catenin)通路激活密切相关,抑制 Wnt/β-catenin通路可有效终止 EMT 进程从而抑制了非小细胞肺 癌生长[34]。

2.6 增强氧化应激

氧化应激是指细胞内氧化还原状态失衡,导致 大量活性氧中介物(reactive oxygen species,ROS) 产生,从而诱导 DNA 氧化损伤,引起肿瘤细胞死 亡的一种现象。植物精油对正常细胞无杀伤作用, 这是植物精油毒性低的原因所在。研究发现一些精 油如柠檬草精油可逆转致癌物质苯并芘增加的 8-羟 基脱氧鸟苷水平(评价 DNA 氧化损伤的生物标志 物),减轻苯并芘诱导的氧化应激和 DNA 损伤,来 预防正常细胞发生癌变[12]。因此利用植物精油通过 增加 ROS 的水平来诱导 DNA 损伤,引起肿瘤细胞 死亡是植物精油抗肿瘤治疗的一个新的切入点。 研究表明 ROS 是加速线粒体膜通透性转换孔 (mitochondrial permeability transition pore,MPTP) 开放的重要效应因子,MPTP 开放可引起线粒体跨 膜电位下降,释放细胞色素 C,诱导凋亡[35]。

许多 精油的抗癌作用与 ROS 含量的增加有关。肉桂精油 的主要成分肉桂醛可增加 ROS 含量、降低谷胱甘肽 水平和谷胱甘肽过氧化酶活性,诱导 HSC-3 细胞的 G2/M 细胞周期阻滞和凋亡[36]。不同种类的鼠尾草 精油在 12.5~25.0 μg/mL 的剂量下可增加 ROS 含 量,导致天冬氨酸蛋白水解酶的激活,促进前列腺 癌 细 胞 凋 亡 级 联 反 应 [37] 。 北 美 香 柏 Thuja occidentalis Linn.精油的主要成分 α-侧柏酮表现出 对多形性胶质母细胞瘤的抗癌能力,可通过诱导氧 化应激干扰电子传输链引起线粒体膜电位去极化促 进凋亡[38]。植物精油可通过增加 ROS 含量和降低 谷胱甘肽含量等方法激活线粒体内源通路,来诱导 凋亡和 DNA 损伤,但是其具体的 DNA 损伤功能的 蛋白、酶等还未有研究,未来可对植物精油在癌症 中的潜在遗传毒性机制蛋白进一步的研究。

2.7 抑制细胞侵袭和迁移

恶性肿瘤能浸润肿瘤周围正常组织,增大肿瘤 体积,引起组织和器官衰竭坏死。此外,肿瘤细胞 可通过血管、淋巴管等管道,以血液循环、淋巴循 环等方式将原发部位的肿瘤细胞迁移到其他正常组 织,诱发次生肿瘤的形成。植物精油可通过抑制肿 瘤细胞的侵袭和迁移来避免恶性肿瘤的扩散与转 移。巴豆精油在 40 μg/mL 的剂量下,与对照组相比, A549 细胞的侵袭和迁移数量明显降低[9]。龙芽花叶 精油能够剂量相关性的抑制乳腺癌细胞的侵袭与迁 移,体现其有成为癌症治疗辅助药物从而抑制肿瘤 转移的潜力[11]。抑制肿瘤细胞浸润与转移是减轻肿 瘤致死率、提高肿瘤预后的有效方式之一。

2.8 抑制血管生成

肿瘤细胞快速生长易导致周围组织发生缺血、 缺氧的状态,可促进促血管生成因子分泌,诱导微 血管形成。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是一种可促进血管生成的物 质,研究发现 VEGF 在肿瘤中高度表达,能促使血 管生成,导致肿瘤细胞进入循环系统,提高肿瘤转 移和复发的风险[39]。

最近有研究发现,一些植物精 油可通过降低 VEGF 的表达来抑制血管生成,同时 其不似传统的血管生成抑制剂,如沙利度胺、贝伐 单抗、帕唑帕尼等,有诱发高血压、呕吐的不良反 应,得到广大研究者的关注。如 Inula viscosa (L.) Greuter 精油通过抑制 VEGF 受体活性来发挥抗血 管生成作用,其主要成分金合欢基丙酮是促血管生 成因子的功能活性剂,这可能是发挥抗血管生成的 主要原因[40]。薏苡仁 Coix lacryma-jobi L. var. mayuen (Roman) Stapf 精油能抑制 VEGF 的表达, 体现其有抑制肿瘤血管生成,进而抑制其浸润和转 移的作用[41]。

3 植物精油与化疗药物的协同作用

化疗药物是目前肿瘤治疗的常用药物,不良反 应颇为严重,其耐药性也是肿瘤治疗的常见并发症, 降低了肿瘤治疗的成功率。联合用药即指 2 种药物 或多种药物同时给药的作用大于单独给予每种药物 的作用之和,体现出协同作用的效果。由天然植物 中提取出的物质具有不良反应小的优点,将其与化 疗药物联合使用受到学者的推崇。天然植物提取的 生物活性物质和常规的化疗药物联合使用可能通过 增强化疗药物的治疗能力或减轻化疗药物不良反应 来发挥协同作用。

研究发现植物精油与化疗药物联合使用时能够 减轻合成化疗药物的耐药性,可潜在的提高药物疗 效。百里香精油[52]、杨梅 Myrica rubra Siebold et Zuccarini 叶精油[53]、杨梅精油[54]通过增加化疗药物 阿霉素在肿瘤细胞的聚集,提高了阿霉素耐药细胞 的抗癌活性,发挥协同的抗肿瘤作用。

茶树精油的 主要生物活性成分4-萜烯醇对黑色素瘤和非小细胞 肺癌等肿瘤有抑制效果,其与化疗药物(奥沙利铂、 氟尿嘧啶)联合使用时,显示出对结直肠癌细胞的 强协同作用,同时和生物制剂西妥昔单抗联合给药 时,能恢复鼠肉瘤病毒基因(rat sarcoma viral oncogene,Ras)突变的肿瘤对 EGFR 拮抗剂的敏感 性,提高西妥昔单抗活性[55]。Alkhatib 等[56]将洋甘 菊 Matricaria recutita Linn.精油与大蒜精油分别和 丝裂霉素 C 制成纳米乳剂,比起丝裂霉素 C 单独用 药,洋甘菊精油-丝裂霉素 C 和大蒜精油-丝裂霉素 C 可分别提升 42 倍和 20 倍的抗癌活性,以此表明植物 精油能增强化疗药物对肿瘤细胞的抗癌疗效。

4 植物精油辅助治疗肿瘤的临床研究

肿瘤患者会因病痛和治疗过程出现多种状况, 包括惧怕死亡、生活质量下降和人际关系受损等, 导致焦虑和睡眠障碍等症状的产生。目前以植物精 油为载体的芳香疗法可通过按摩、香薰、调息等方 式减轻放化疗引起的恶心、焦虑、睡眠障碍等不良 反应,来提高癌症患者的生命质量,增加患者依从 性[57-59]。芳香疗法还能通过刺激嗅觉和自主神经系 统,来改善被放射治疗损害的甲状腺癌患者的唾液 腺,增加唾液分泌,加速放射碘排出体外,降低相 关唾液腺疾病的发生率[60]。

研 究 表 明 少 剂 量 生 姜 精 油 和 椰 子 Cocos nucifera L.精油结合泰式按摩能显著改善结肠癌患 者的免疫功能,减轻患者化学治疗引起的疼痛和疲 劳[61]。但也有研究证明生姜精油有生物止吐作用, 急性吸入可轻微减低患者恶心,但对呕吐等胃肠道 症状无效果[62]。另外临床证明睡前吸入三滴薰衣草 Lavandula angustifolia Mill.精油可降低化疗患者和 术前患者的中等程度焦虑状态,改善其睡眠效果, 这体现了植物精油所释放的芳香气味具有静心安 神、愉悦身心、缓解抑郁的功效,可作为替代疗法 用于肿瘤的辅助治疗[63]。

5 植物精油抗肿瘤的安全性研究

近年来,植物源性化学成分及其合成衍生物已 被提出用于肿瘤治疗,据估计目前美国食品药品监 督管理局批准的治疗方法中,有 25%~48%来源于 植物。超过 10 000 种植物化学物质由于其特殊的结 构和广泛的生物活性而被用于肿瘤治疗。植物来源 的化学物质如长春新碱、紫杉醇和喜树碱,已成为 肿瘤治疗方案中重要的化疗药物。人们普遍认为药 用植物比合成药物更加安全,且对人体的危害性更 小[64]。

研究表明,由精油提取出的成分,如香叶醇 和百里酚对结肠上皮细胞DNA 氧化损伤和DNA甲 基化损伤均具有保护作用[65]。大多数植物精油对正 常细胞的毒性较小,安全性较高[38,66]。奇楠沉香 Aquilaria crassna Pierre ex Lecomte 精油对小鼠的LD50超过 2 g/kg,且小鼠肾脏和肝脏中的尿素、总 胆固醇、三酰甘油、白蛋白和肌酐等生化指标中均 无明显异常[64]。组织病理学检查显示,在高剂量乳 香精油的作用下,小鼠的心脏、大脑等脏器无明显 的病理学损伤,同时乳香精油对有肝脏毒性的药物如 对乙酰氨基酚,则可扭转其静脉曲张、出血等不良反 应,体现乳香精油对肝脏有显著的保护作用[67]。

但也有研究发现一些来自马鞭草科的植物精油 可导致溶血反应,其对小鼠半数红细胞溶血量 (median hemolytic dose,HC50)为 300 μg/mL,且 具有轻微的肝毒性,可导致谷草转氨酶、谷丙转氨 酶升高[68-69]。一些唇形科的植物精油的 LD50 为 500 mg/kg,且对红细胞有毒性可导致溶血,其 HC50为 494.9(494.2~495.6)μg/mL;但其中所含的主要成 分小茴香酮未发现溶血作用,但具有肝毒性[69]。 此外植物精油高浓度使用会增加皮肤刺激,诱 发皮肤过敏。如互叶白千层精油口服可能刺激成人 皮肤引发过敏效应,而儿童口服互叶白千层精油则 可能引起共济失调等神经系统症状,其原因可能为 储存不当导致过氧化物增加诱发毒性[70]。

6 结语

通过以上文献分析,植物精油通过抑制增殖、 诱导凋亡、阻遏周期、诱导氧化应激、诱导自噬、 抑制 EMT、抑制细胞侵袭和迁移和抑制血管生成等 来发挥抗肿瘤作用,其作用机制涉及到 Bax/Bcl-2、 14-3-3、PI3K/AKT/mTOR、HIPPO/YAP、EGFR、 NF-κB、Wnt/β-catenin 和 MITF 等。植物精油与化 疗药物联合治疗具有缓解化药耐药、减轻不良反应 和提高化疗药物的抗肿瘤效应的能力。此外植物精 油在临床上可作为非药物疗法用于缓解肿瘤术前、 放化疗引起的恶心、焦虑和睡眠障碍等不适症状, 提高肿瘤患者的生命质量。植物精油安全性较高, 关于其潜在毒性研究(致畸作用、致癌作用或诱变 作用)还较少。零散研究显示,一些具有抗肿瘤作 用的植物精油毒性较低,但部分精油显示出一定的 血液毒性和肝脏毒性。 与化疗药物相比,植物精油由于源自植物,普 遍认为其安全性较高,在抗肿瘤方面有一定的研究 优势。

尽管目前已有大量研究显示植物精油具有抗 肿瘤作用,但仍存在一些问题:

(1)目前植物精油 的抗肿瘤作用的研究大多基于体外的细胞实验,缺 乏体内实验和临床实验的证据;

(2)研究大多为植 物精油对某些肿瘤表型的研究,如增殖、凋亡、细 胞周期等,缺乏深入的机制探讨;

(3)植物精油成 分复杂,挥发性强,成分不稳定,且成分类型与原 植物的采收、提取方式关系密切,对于植物精油抗 肿瘤的物质基础研究还需进一步加强。

因此,以现 代科学手段研究植物精油及其成分的抗肿瘤作用, 进一步明确其抗肿瘤的物质基础以及分子机制,开 发新的肿瘤辅助治疗药物,将为植物精油的开发利 用以及临床治疗提供理论依据。

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