鬼针草（Bidens pilosa L.）的抗癌活性

诸平

对于鬼针草（Bidens pilosa L.）的药用价值和主要活性成分，前面已经有博文进行了简要介绍，详见：鬼针草（Bidens pilosa L.）的药用价值简介 ；

聚乙炔类物质——鬼针草的活性成分之一；

来自鬼针草（Bidens pilosa L.）的类黄酮及其衍生物；

来自鬼针草（Bidens pilosa L.）的酚类化合物（Phenolics）；

来自鬼针草（Bidens pilosa L.）的萜烯类化合物（terpenes）；

鬼针草（Bidens pilosa L.）精油的化学成分。 

今天就鬼针草的抗癌活性进行简要概述，仅供参考。自20世纪70~80年代以来，鬼针草（Bidens pilosa L.）的体外和体内的多项研究表明，其具有抗癌作用。

1. 印度学者首次发现鬼针草含有紫杉醇(Paclitaxel, Taxol)

图1 紫杉醇(Paclitaxel, Taxol)结构式

图2 红豆杉

图3 红豆杉树皮

紫杉醇（Paclitaxel, Taxol）是一种从裸子植物红豆杉的树皮分离提纯的天然次生代谢产物，经临床验证，具有良好的抗肿瘤作用，特别是对癌症发病率较高的卵巢癌、子宫癌和乳腺癌等有特效。紫杉醇是近年国际市场上最热门的抗癌药物，被认为是人类未来20年间最有效的抗癌药物之一。

近年来由于癌发率呈爆发性增长，对紫杉醇的需求量亦明显增大。临床和科研所需的紫杉醇主要是从红豆杉中直接提取，由于紫杉醇在植物体中的含量相当低（公认含量最高的短叶红豆杉树皮中也仅有0.069%），大约13.6kg的树皮才能提出1g的紫杉醇，治疗一个卵巢癌患者需要3~12棵百年以上的红豆杉树，也因此造成了对红豆杉的大量砍伐，致使这种珍贵树种已濒临灭绝。加之紫杉本身资源很贫乏，而且红豆杉属植物生长缓慢，这对紫杉醇的进一步开发利用造成了很大的困难。另寻资源或者人工合成都是未来的发展方向。

印度米佐拉姆大学（Mizoram University）的研究者N. S. 库马尔（Nachimuthu Senthil Kumar）等人研究发现，小三叶鬼针草（Bidens pilosa Linn. var. Radiata (Asteraceae)）提取物对大肠杆菌的抑菌活性最高(MIC 80 μg/mL, IC₅₀ 110.04 μg/mL)，对人表皮样癌(KB-3)细胞具有显著的细胞毒性，在检测的癌细胞系中，IC₅₀值为99.56 μg/mL。清除DPPH和ABTS的IC50值分别为80.45 μg/mL和171.6 μg/mL。提取物中还含有高酚成分(72 μg GAE/mg extract)和黄酮类化合物(123.3 μg Quercetin /mg extract)。研究者利用UHPLC-QqQLIT-MS/MS和GC-MS分别检测出了5种可能与植物生物活性有关的活性物质和6种挥发性化合物。首次从小三叶鬼针草叶子提取物中检测并定量测定了紫杉醇（Paclitaxel, Taxol）的抗癌活性，提取物试验进一步显示出其抗癌潜力。由此他们得出结论:在此基础上，提出小三叶鬼针草叶提取物可能是寻找高效、环保的天然活性物质和重要药用化合物的良好候选材料。详见Garima Singh, Ajit Kumar Passsari, Pratibha Singh, et al. Pharmacological potential of Bidens pilosa L. and determination of bioactive compounds using UHPLC-QqQ LIT-MS/MS and GC/MS. BMC Complement Altern Med. 2017, 17(1): 492. doi: 10.1186/s12906-017-2000-0.

2. 石油醚提取物的抗增殖活性

鬼针草的石油醚提取物对4种人癌细胞具有良好的抗增殖活性，特别是对A549细胞，IC₅₀为49.11±2.72 μg/mL。口服剂量分别是90 mg/kg、180 mg/kg和360 mg/kg，对具有A549细胞的小鼠抑制率分别为24.76%、35.85%和53.07%。鬼针草提取物能显著下调凋亡相关蛋白Bcl-2的表达，上调Bax和Caspase-3的蛋白表达。用气相色谱-质谱联用从鬼针草提取物中鉴定出138种化合物，主要化学成分为三萜类，包括4,22-胆甾二烯-3-酮(4,22-cholestadien-3-one, 4.82%)、豆甾醇 (stigmasterol, 4.56%)、软木三萜-3-酮 (friedrin -3-one, 3.28%)等。更多信息请详细浏览：Yiwei Shen, Zhouliang Sun, Peiying Shi，et al. Anticancer effect of petroleum ether extract from Bidens pilosa L and its constituent's analysis by GC-MS. J Ethnopharmacol, 2018, 217: 126-133.doi: 10.1016/j.jep.2018.02.019. Epub 2018 Feb 15.

 3.鬼针草热水提取物抗白血病

J S Chang等人评价了小三叶鬼针草（Bidens pilosa L. var. minor (Blume) Sherff）和鱼腥草（Houttuynia cordata Thunb.）的抗白血病活性。采用基于XTT比色法进行细胞毒性试验。用小三叶鬼针草(B. pilosa var. minor)和鱼腥草(H. cordata)的热水提取物，培养5种白血病细胞系（L1210、U937、K562、Raji和P3HR1）。小三叶鬼针草热水提取物对这5种白血病细胞的抑制作用，其IC₅₀在145 ~ 586 μg/mL之间。对L1210、P3MR1、Raji和K562这4种细胞系的影响最大，IC₅₀均低于200 μg/mL，选择指数大于5。鱼腥草的热水提取物对这5个白血病细胞的抑制作用IC₅₀在478 ~ 662 μg/mL之间。选择指数在1.5 ~ 2.1之间。研究发现小三叶鬼针草比鱼腥草热水提取物更能抑制大部分白血病细胞。由此可以认为，小三叶鬼针草可能是治疗白血病的一种有用的药用植物。更多信息请注意浏览：J S Chang, L C Chiang, C C Chen, et al. Antileukemic activity of Bidens pilosa L. var. minor (Blume) Sherff and Houttuynia cordata Thunb. Am J Chin Med, 2001, 29(2): 303-312. doi: 10.1142/S0192415X01000320.

鬼针草叶子的正己烷提取物，对人各种细胞系均有明显的抑制作用。鬼针草植物地上部分的氯仿(CHCl₃)提取物在四唑盐测定（Tetrazolium Salt assay）和中性红摄取测定（Neutral Red Uptake assay）中具有较强的体外细胞毒性，IC₅₀分别为83.0 μg/mL和97.0 μg/mL。粗水醇提取物（hydroalcoholic extract简称HAE)和CHCl₃提取物能显著降低体重(p<0.05)、腹围、肿瘤体积和活细胞数，而且在150 mg/kg的剂量下，可使携带埃尔利希腹水癌小鼠（Ehrlich ascites carcinoma tumorbearing mice）的寿命分别延长54%和42%。两种方法均可分别降低血清乳酸盐脱氢酶（LDH）活性39.5 %和30.6%，分别降低肿瘤液还原型谷胱甘肽（GSH）含量94.6 %和50.7%。以EtOAc和水醇(水:醇=6:4) 组合作为提取剂，在IC₅₀<200 μg/mL下,鬼针草的提取物表现出细胞毒性(Kviecinski et al. 2008; Suffness and Pezzuto 1991)。

Sundararajan等人(Sundararajan et al. 2006)报道，鬼针草的粗甲醇提取物（methanolic extract）和鬼针草的乙酸乙酯组分对人宫颈癌细胞（HeLa）细胞系和KB癌细胞系（KB carcinoma cell line）具有显著的细胞毒性作用。此外，Wu等人(Wu et al. 2004)注意到，新鲜整株鬼针草的乙酸乙酯部分(25 μg/mL)也抑制了人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelium cells, HUVEC)的细胞增殖和小管形成，并减弱了80%的碱性成纤维细胞生长因子(Basic Fibroblast Growth Factor, bFGF)促进的HUVEC的增殖。在500 μg/ml时，粗热水提取物和正丁醇分离分别将IFN-γ启动子活性提高了3倍和6倍(Chang et al. 2007)。

从鬼针草中分离出的生物活性化合物的抗癌活性研究备受关注。来源于鲜鬼针草的活性EA和乙醇组分的3种聚乙炔化合物即化合物13、14和27 (Wu et al. 2004; Wu et al. 2007)，都显示出有效的抗HUVEC的增殖活性(IC₅₀分别为2.5 μg/ml和0.375 μg/ml)， 在蛋白质印迹分析（Western blot analyses）中，显示出p27 (Kip)或p21 (Cip1)上调2.2~3.0倍。

需要说明：涉及到的不同化合物编号及其结构式，详见前面的相关博文。

值得注意的是，在2.5 μg/ml时，化合物13比化合物14对HUVEC中防止管形成的影响更显著。此外，在2.5 μg/ml时，化合物27完全抑制胶原凝胶中内皮细胞的形成和迁移(Wu et al. 2004)。

有趣的是，这些化合物对HUVEC的增殖表现出高度特异性的抑制作用，但对其他被测细胞类型的生长没有负面影响(Wu et al. 2004)。鬼针草的甲醇提取物中分离出的聚乙炔化合物12，可导致正常和转化的人细胞系在培养中过度生长(Alvarez et al. 1996)。有趣的是，化合物1是从己烷提取物中获得的主要聚乙炔化合物之一，在多种肿瘤细胞系中表现出细胞毒性; 特别是在人类癌症细胞系中，包括对于HepG2和Caco-2细胞系，IC₅₀分别为0.49 μg/ml和0.70 μg/ml (Alvarez et al. 1996; Kumari et al. 2009)。

值得注意的是，Fleischer (Fleisher 1980)的早期研究报告称，使用化合物1(纯化合物1或作为Bidens属植物（Bidens species）精油的一部分)治疗肺癌患者，其中有80%~85%的患者显示出良好的结果。化合物1对人皮肤(Towers et al. 1979)和人红细胞膜损伤(Macrae et al. 1980)也没有光毒性作用。从鬼针草中提取的聚乙炔类（polyacetylenes）的细胞毒性与聚乙炔类（polyacetylenes）、聚乙炔苷类（polyacetylenic glycosides）及其衍生物都是潜在的抗肿瘤药物这一事实相一致(Siddiq and Dembitsky 2008)。在鬼针草中发现的黄酮类化合物当中有9种，即化合物45~49和化合物88~91均为槲皮素（quercetin）的衍生物。它们可以抑制大鼠的肿瘤，显著降低组织纤溶酶原激活物(tissue plasminogen activator简称t-PA)和尿激酶纤溶酶原激活物(urokinase plasminogen activator简称u-PA) (Devipriya et al. 2006)。然而，分离出的槲皮素衍生物的特异性抗癌活性既尚未得到评估，且对其缺乏充分了解。化合物43和矢车菊黄素（Centaureidin）化合物86 (Chiang et al. 2004)通过抑制微管蛋白聚合诱导肿瘤细胞死亡(Beutler et al. 1998)。此外，这些化合物可将干扰素-γ (IFN-γ)启动子的活性提高4倍，并通过活化T细胞的核因子和T细胞中的核因子-kB调节IFN-γ的转录(Chang et al. 2007)，从而刺激抗肿瘤免疫(Abbas et al. 1994)。化合物87 (Ballard 1975; Hoffmann and Hölzl 1988a; Zhao et al. 2004)和紫铆因(butein)化合物84(Ballard 1975; Zhao et al. 2004)在不同肿瘤中诱导细胞凋亡，并可能在体内外阻滞人体癌细胞的发育(Young et al. 2010; Seelinger et al. 2008; Yit and Das 1994; Seelinger et al. 2008)。其他近期研究显示化合物86显著抑制多种人体肿瘤细胞的增殖，这些肿瘤细胞来源于人体乳腺癌(Wang et al. 2005)、淋巴瘤(Ramanathan et al. 1992; Lee et al. 2004)、黑色素瘤(Iwashita et al. 2000)和结肠癌(Kang et al. 2004)。

Moon等人(Moon et al. 2010)观察到化合物84通过诱导G2/M期阻滞和凋亡、促进失活的磷酸化Cdc2水平、降低Cdc22激酶活性和产生活性氧(ROS)等方式抑制人体肝癌细胞的生长;这进而伴随着c-末端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)的激活。然而，人体肝癌细胞对紫铆因（butein即化合物84)非常敏感，抑制其生长，诱导凋亡。以紫铆因（butein）诱导的细胞周期阻滞为基础，是ROS的产生和随后JNK的激活(Moon et al. 2010)。Moon等人(Moon et al. 2010)随后的实验证实紫铆因(化合物84)抑制基本的和可诱导的NF-kB活性;这种下调导致抑制前列腺癌的侵袭和血管生成。单宁酸(Tannic acid，化合物118)是一种酚类成分，在多种动物模型中具有良好的抗癌活性和癌症化学预防活性(Chung et al. 1998; Nam et al. 2001; Nepka et al. 1999)。

化合物152和化合物153年是从鬼针草的叶子中发现的单萜类（monoterpenoids）含氧化合物。这些化合物在人类白血病HL-60细胞的处理中，诱导DNA碎片的形态变化,表明有诱导细胞凋亡之功效(Moteki et al. 2002)；在人类黑色素瘤M14 WT细胞处理中,诱导含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，caspase)依赖性细胞凋亡（caspase-dependent apoptosis, Calcabrini et al. 2004)。caspase是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶。Caspase与真核细胞凋亡密切相关，并参与细胞的生长、分化与凋亡调节。然而，研究发现这些化合物在鬼针草叶子中的浓度很低，这可能导致对人类癌细胞抑制作用不足，需要进一步的研究。