大豆异黄酮的作用与抑制肿瘤研究.doc

中国药学杂志CHINESE PHARMACEUTICAL JOURNAL1999年 第34卷第7期 Vol.34No.7 1999大豆异黄酮抗癌作用的研究进展汤容樊瑞霞摘要目的：介绍国内外大豆异黄酮在抗癌作用等方面的研究进展。方法：依据国内外的文献资料，进行整理和归纳。结果：综述了大豆异黄酮类物质的抗癌作用、作用机理，以及在体内的代谢、毒理学等方面的研究情况。结论：大豆异黄酮类物质具有一定程度的抗癌作用，开展这方面的研究有助于寻找新的抗癌药物。关键词大豆异黄素；金雀异黄素；抗癌作用东西方国家中肿瘤发病率有明显差异，如美国人的乳腺癌和前列腺癌的发病率是东南亚人的410倍，特别是第一代亚洲移民中仍能保持着低发病率而第二代移民中发病率则显著升高。长期以来吸引了众多研究者的关注。该现象提示人们的生活习惯和食物因素对肿瘤的发生有重要的影响。Troll等1980年首次报道在动物实验中加入大豆制品可以降低X-射线诱导的大鼠乳腺癌发病率。本文就近10年来国内外在大豆异黄酮抗癌作用等方面的研究进展作一概述。1抗癌作用1994年，Messina等1综述了有关摄取大豆食品影响致癌危险性的众多研究报告，包括流行病学研究和动物致癌实验。其中，65%(17/26)的动物实验报告提示大豆或大豆制品与抑制化学诱导肿瘤的发生相关。Barnes等2的实验证明，大豆提取蛋白能抑制二甲基苯蒽诱导的SD大鼠乳腺癌模型的肿瘤发生，包括肿瘤数量减少，潜伏期延长，但发病率没有下降。而用乙醇萃取过的大豆蛋白则无该抑制作用。相反除去乙醇的萃取物则有抑制作用，说明有效抑癌/防癌成分存在于乙醇萃取物中。以大豆异黄酮成分之一的金雀异黄素(genistein)纯品进行的动物模型致癌研究证明，其是大豆中有效抑癌成分之一。如抑制致癌物诱导的癌前期变的生物学指标异常直肠小囊形成3；抑制DMBA-TPA诱导的皮肤癌的发病率，肿瘤数量和肿瘤大小4；降低DMBA诱导的乳腺癌发病率，数量和大小，延长潜伏期5。动物实验提示金雀异黄素对延长潜伏期作用较为明确而非预防肿瘤的形成和发生6。动物实验和流行病学研究均表明大豆制品/异黄酮的抑癌作用涉及多种肿瘤如人的胃癌、乳腺癌、肺癌和直结肠癌，实验动物中有乳腺癌、前列腺癌、肝癌、皮肤癌。有的研究表明异黄酮仅对肺癌中的腺癌而非所有类型有抑制作用。还有研究表明这种保护作用在同一研究中对有的人群有显著性差异而对另一人群则无。2代谢作用食物中异黄酮类物质成分的主要来源之一是大豆及其制品，其中异黄酮类物质成分的含量约为2g.kg-17。大豆中异黄酮类成分包括金雀异黄素、大豆素(daidzein)、黄豆黄素(glycitein)及其糖苷结合形式、乙酰基结合形式和丙二酰葡萄糖苷结合形式。金雀异黄素进入肠道后被迅速吸收，在肠壁及肝脏转化为金雀异黄素-7-氧-葡糖苷酸(genistein-7-O-glucuronide)结合物，经由胆汁排入十二指肠。十二指肠回收率于4h达到7075%摄入量。金雀异黄素-7-氧-葡糖苷酸结合物再经肠道重吸收并重新出现在胆汁中，形成肠肝循环。肠肝循环的累积作用使得金雀异黄素的生物利用率增高。金雀异黄素在肠道通过被动机制吸收，吸收完全。经胆汁转运率为10.2nmol.min-1，14.7mol.d-1，相当于摄入60mol.kg-1体重剂量，大约是大豆食谱用膳者每日摄入量的20倍8。大豆食物中异黄酮大部分为糖苷形式，仅有4%5%为糖苷配基形式，前者较难为小肠吸收。通过肠道菌群将其转化为配基形式而使其能为小肠迅速吸收9。动物实验中，给予金雀异黄素2h后血中浓度达到高峰，而给予金雀异黄素-葡萄糖苷(大豆蛋白乙醇提取物)后血中金雀异黄素浓度8h达高峰10。人体实验显示，每日食用45g大豆食品，血中金雀异黄素浓度可达120148ng.ml-1，大豆素浓度可达6475ng.ml-1，而对照组仅分别为13.338.4ng.ml-1和1.45.6ng.ml-111。该剂量下尿中异黄酮类物质为26mol.d-1，而对照组仅0.75mol.d-1，相差约35倍。每天摄入量在020g时，人尿中异黄酮类产物的排泄呈剂量反应关系，且覆盖范围较宽，是一个很好的生物监测指标12。消费大豆食品人群细胞中的异黄酮有效浓度或作用水平是一个很重要的因素必须加以考虑。有研究报告，高大豆成分膳食者血浆中金雀异黄素浓度约15mol.L-1。有人估计，每日食用35g大豆或其制品(台湾居民平均摄入量)，约吸收50g(185mol)金雀异黄素，体液平衡浓度为3.3mol.L-1(按56L体液计算)。如果被完全吸收，最大血浆浓度可达23mol.L-1。按其有效作用浓度(ID50)的20%计，估计金雀异黄素的ID50要大于13.2mol.L-1(5g.ml-1)6。3抗癌作用机制1987年之前，金雀异黄素被认为仅仅是一种植物性激素，具有对雌激素的竞争性抑制或拮抗作用。雌激素一般被认为会增加性激素相关肿瘤，特别是乳腺癌和子宫内膜瘤。近些年来，相继发现了金雀异黄素的一些非雌激素样生物学作用，包括影响酪氨酸蛋白磷酸化作用13，诱导细胞分化14、抑制DNA异构酶15、抑制特异性细胞周期16、引起程序性细胞死亡过程17、抑制血管发生18和抗氧化作用19。而以上这些生物学活动都可能与肿瘤的发生发展有关系。有研究发现，金雀异黄素对用血清刺激生长的，雌激素受体阴性或阳性的T47D乳腺癌细胞株的生长均有抑制作用，提示金雀异黄素的这种抑制作用并不依赖于雌激素受体20。然而，其它研究结果并不与此推测一致21：金雀异黄素在低剂量(0.0110g)时能刺激对雌激素依赖的乳腺细胞株MCF7的DNA合成(150%235%)，而高剂量(2090g)时则抑制DNA合成(50%)。对雌激素非依赖性乳癌细胞株NDA-MB-231，金雀异黄素在上述低剂量时无作用，高剂量时抑制DNA合成，作用呈剂量-反应关系。提示DNA合成的刺激作用依赖于雌激素受体，而对DNA的抑制作用则通过非雌激素受体途径。根据一些实验报告，金雀异黄素对不同类型癌细胞株的作用浓度ID50各不相同，如对于人乳腺癌细胞株MCF-7，MDA-468和T47D，金雀异黄素抑制由血清刺激的细胞生长作用的ID50为2237mol.L-1(610g.ml-1)22。而对于人前列腺癌细胞株LNCaP和Du-145，该ID50则为82137mol.L-1(2227mol.ml-1)23。因此，即使是高大豆制品膳食者，其血浆中金雀异黄素浓度亦仅15mol.L-1,推测金雀异黄素的有效作用浓度(ID50)将局限低于13.2mol.L-1(5g.ml-1)的靶细胞/组织6。对免疫功能的影响，也许是异黄酮物质的抑癌机制之一。大剂量大豆素(20mg，40mg.kg-1)能增强小鼠免疫功能，包括胸腺重量增加，单核细胞活性增强，脾脏IgM中介的抗羊血细胞反应增强，T淋巴细胞比例增加。作用呈剂量反应关系。10mg.kg-1剂量组与对照组无明显差异24。Lee等25用二乙基亚硝胺作诱导剂、苯巴比妥作促进剂，以-谷氨酰转移酶、胎盘谷胱甘肽转移酶出现阳性反应作为肝小叶癌变指标，同时给予约0.025%或0.05%大豆异黄酮，给药时间为3个月或11个月，发现给药3个月时，二个剂量对苯巴比妥的促肝癌变作用均有抑制，而用药期11个月反而具有近似于苯巴比妥的促癌作用。作者认为这可能归因于大豆异黄酮的抗雌激素作用。类似于抗雌激素药物他莫昔芬(TAM)：大剂量长时间应用可引起SD大鼠肝癌。值得重视的是在抑制和促进作用之间的安全阈非常狭窄。4毒理学研究金雀异黄素属于低毒物质，其毒性主要表现为雌激素样作用，可引起实验动物性早熟、假孕、胎盘吸收、死胎、流产及不育等生殖毒性作用，体重及器官重量下降，超大剂量时，可引起动物死亡。给予新生或青春期前大鼠500mg.kg-1剂量的金雀异黄素，可促进乳腺、子宫、卵巢的分化、乳腺重量增加，而化学诱导的乳腺癌潜伏期延长，肿瘤数下降26，50mg.kg-1剂量可促进青春期大鼠乳腺分化、乳腺增长、子宫和卵巢重量增加27。给予1620d孕鼠5mg(约50mg.kg-1)剂量，可引起雄性仔鼠出现雌性化标志28。新出生动物对金雀异黄素较为敏感的实验结果，最近引起了人们对含大豆蛋白的婴儿食品中异黄酮类物质含量问题极大的关注和担忧。其中Setehell等29调查发现，在5个婴儿食品品牌的25个样品中，异黄酮平均含量为3247g.ml-1。按4个月婴儿饮食量计，平均暴露量为2847mg.d-1(4.58.0mg.kg-1)体重/d。7份婴儿血浆样品金雀异黄素和大豆素平均浓度水平分别为684g.L-1和295g.L-1，是食用母乳或牛奶的婴儿血浆中浓度水平的200多倍，是正常婴儿血中雌二醇浓度水平的1300022000倍。这样高的水平对婴儿会产生什么样的效应还有待进一步的追踪研究。研究还发现婴儿对食品中异黄酮的吸收率及生物利用率与成人相似。5结语大量的流行病学研究、动物实验及体外研究结果表明，异黄酮类物质具有一定程度的抑癌或防癌作用，但作用机制及作用浓度尚未十分清楚。美国国家癌症研究中心于1996年已将金雀异黄素列入肿瘤化学预防药物临床发展计划之中30，主要预防目标是乳腺癌和前列腺癌。该计划促进了新一轮的对大豆食品及异黄酮类物质的抗癌研究工作。有许多相关研究正在进行之中。我们应对大豆食品的天然抑癌和防癌物质展开进一步研究，正确认识并利用其防癌作用。作者单位：汤容 (常州213003常州市第六人民医院；樊瑞霞常州213003武进市人民医院)参考文献1Messina MJ,Persky V,Setchell KDR,et al.Soy intake and cancer risk:a review of the in vitro and in vivo data.Nutr Cancer,1994,21:113.2Barnes S,Peterson TG,Grubbs C,et al.In Diet and Cancer:Markers,prevention and treatment,New York,Plenum Press,1994,135148.3Perira MA,Barnes S,Rassman VL,et al.User of azoxymethane induced foci of aberrant crypts in rat colon to identify potential cancer chemopreventive agents.Carcinogenesis,1994,15:1049.4Wei H,Bowen R,Cai Q,et al.Antioxidant and antipromotional effects of the soybean isoflavone genistein.Proc Soc Exp Biol Med,1995,208:124.5Lamartiniere CA,Moore J,Holland MB,et al.Neonatal genistein chemoprevents mammary carcinogenesis.Proc Soc Exp Biol Med,1995,208:120.6Barnes S.Effect of genistein on in vitro and in vivo models of cancer.J Nutr，1995,125:777s.7Franke AA,Custer LJ,Cerna CM,et al.Quantitation of phytoestrogens in legumes by HPLC.J Agric Food Chem，1994,42:1905.8Sfakianos J,Coward L,Kirk M,et 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