综述:西兰花中的萝卜硫素,癌细胞中的表观遗传调节剂

《Hormones & Cancer》:Sulforaphane from broccoli, an epigenetic modulator in cancer cells

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Hormones & Cancer

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  本综述系统阐述了萝卜硫素(SFN)作为天然表观遗传调节剂在癌症防治中的重要作用。SFN通过抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)和DNA甲基转移酶(DNMT)、调控microRNA表达,选择性诱导癌细胞凋亡和周期阻滞,同时对正常细胞无显著影响。其独特的表观遗传调控能力使其成为极具潜力的抗癌剂,尤其在关键生命期(如青春期)摄入可产生长期预防效果。

  
背景
癌症作为全球主要健康负担,其发生发展与表观遗传异常密切相关。萝卜硫素(SFN)是西兰花等十字花科蔬菜中富含的异硫氰酸盐化合物,其抗癌活性近年备受关注。本文系统综述SFN通过表观遗传机制调控癌症进程的最新研究进展。
SFN诱导癌细胞选择性凋亡与增殖抑制
体外与体内实验表明,SFN可显著抑制前列腺癌、胃癌、乳腺癌、肺癌等多种癌细胞增殖,并诱导凋亡。例如,SFN能降低4-硝基喹啉-1-氧化物(4NQO)诱导的小鼠舌癌发生率和肿瘤体积。值得注意的是,SFN对正常细胞无明显毒性,体现其选择性抗癌特性。
SFN调控细胞周期与衰老
SFN通过引起G0/G1或G2/M期阻滞抑制癌细胞分裂。在乳腺癌细胞中,5-10μM SFN可诱导细胞衰老;在前列腺癌细胞中触发G2/M期阻滞,但对正常上皮细胞无影响。该机制进一步强化其抗癌特异性。
SFN的表观遗传调控机制
组蛋白乙酰化调控
SFN作为天然HDAC抑制剂,可降低HDAC1-11的mRNA和蛋白表达(表1),增加组蛋白乙酰化水平,促进染色质松弛,激活抑癌基因转录。此效应在乳腺癌、前列腺癌、皮肤癌等模型中均得到验证。
DNA去甲基化作用
SFN以浓度依赖性方式抑制DNMT1、DNMT3a、DNMT3b的表达与活性,逆转抑癌基因启动子的超甲基化状态。例如,在乳腺癌和前列腺癌中,SFN通过降低DNMT水平恢复p21、BRCA2等基因表达。
microRNA表达调控
SFN可上调抑癌miRNA(如miR-9-3、miR-326),下调促癌miRNA(如miR-21、miR-155)。其机制涉及miRNA启动子CpG岛去甲基化,例如SFN通过降低miR-9-3启动子甲基化水平恢复其表达。
其他表观遗传机制
SFN还能抑制多梳族蛋白(如Bmi-1、Ezh2)表达,进一步影响组蛋白甲基化修饰。这些表观遗传改变共同导致抑癌基因激活和原癌基因沉默。
关键期摄入的长期预防效应
动物实验表明,青春期或妊娠期摄入SFN可通过表观遗传重编程显著降低后代乳腺癌发生风险。例如,亲代摄入西兰花芽可调控子代乳腺组织基因甲基化模式,抑制HER2/neu转基因小鼠肿瘤形成。
其他健康益处
除抗癌作用外,SFN还具有调节肠道菌群、改善肌肉功能、抗糖尿病、保护神经和心血管系统等多重生理活性,体现其多靶点健康促进作用。
结论
SFN通过多维度表观遗传调控发挥选择性抗癌作用,且其在关键生命阶段的干预具有长期预防价值。未来需进一步探索SFN与其他天然化合物的协同效应,并通过队列研究验证其长期食用安全性。
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