刺桐（Erythrina excelsa Baker，豆科）树皮提取物体外与体内抗乳腺癌活性评估

《Cancer Reports》：An In Vitro and In Vivo Assessment of the Anti-Breast Cancer Activity of Erythrina excelsa Baker (Fabaceae) Bark Extracts

　　

背景：乳腺癌因其在喀麦隆女性中的高死亡率而持续受到关注。刺桐（Erythrina excelsa）的树皮在传统医学中被用于治疗包括癌症在内的多种疾病。

目的：本研究评估了刺桐树皮提取物的植物化学成分、抗氧化特性及其体外和体内的抗癌效果。

方法与结果：采用植物化学 profiling 和抗氧化测定（DPPH、FRAP）来确定次生代谢物含量和自由基清除能力。在MCF-7和MDA-MB-231乳腺癌细胞系中评估了细胞毒性、细胞凋亡和细胞周期阻滞。使用42只55至65日龄（约100 g）的雌性大鼠（正常组除外，n=7）通过DMBA诱导的乳腺致癌模型评估体内化学预防效果。正常（NOR）组和阴性（DMBA）组每天接受溶剂（蒸馏水中的2%乙醇）处理，而阳性（Tamox）组和测试组分别接受他莫昔芬（3.3 mg/kg）和刺桐提取物（75、150、300 mg/kg体重）处理，持续20周。评估了肿瘤参数、血清生物标志物（CA 15–3、细胞因子）、氧化应激标志物、血液学和生化指标以及器官毒性。结果显示，刺桐的水提物（AE）和乙醇提物（EE）在24小时后均以剂量依赖性方式抑制MCF-7和MDA-MB-231乳腺癌细胞的生长，诱导细胞凋亡，并促进G2/M期细胞周期阻滞。在体内，刺桐水提物（AE）在DMBA诱导的乳腺致癌大鼠模型中显著降低了肿瘤发生率、体积和重量，同时降低了血清CA15-3和促炎细胞因子（IFN-γ、TNF-α、IL-6、IL-12）水平。治疗还增强了抗氧化防御（SOD、过氧化氢酶、GSH），减少了脂质过氧化（MDA），改善了血液学和生化参数，并减轻了DMBA诱导的肝和肾毒性，且无全身性副作用迹象。

结论：刺桐树皮通过其抗氧化、抗炎、促凋亡和细胞周期调节作用展现出抗癌潜力，支持其作为癌症治疗有前景的天然来源进行进一步研究。

论文解读：刺桐树皮提取物的抗乳腺癌活性研究

**研究背景与目的**

乳腺癌作为全球女性癌症相关死亡的主要原因，尤其是在撒哈拉以南非洲地区呈现出较高的死亡率。在喀麦隆，该病每年新增病例超过4000例，死亡人数超过2000人。尽管现有的治疗手段如化疗、激素疗法（如他莫昔芬）等具有一定疗效，但常伴随肝脏和肾脏损伤、继发性癌症风险增加、耐药性以及高昂的经济成本等局限。在资源有限的地区，这些障碍与晚期诊断相叠加，使得患者生存面临严峻挑战。传统药用植物作为替代或补充疗法，因其可及性、可负担性和相对低毒性而备受关注。刺桐（Erythrina excelsa Baker，豆科）在喀麦隆西南部地区传统上被用于治疗更年期症状和妇科增生性疾病，如卵巢囊肿和子宫肌瘤。基于其传统用途和初步的植物化学发现，本研究旨在系统评估刺桐树皮提取物体外和体内的抗乳腺癌潜力。

**研究方法**

研究人员首先对刺桐树皮的水提物（AE）和乙醇提物（EE）进行了植物化学分析，定量测定了总酚、黄酮、黄酮醇和鞣质含量。通过DPPH自由基清除实验和FRAP铁还原抗氧化力实验评估提取物的抗氧化活性。体外实验中，采用MTT法检测提取物对雌激素敏感型乳腺癌细胞MCF-7、三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231以及正常人乳腺上皮细胞HMEC的生长抑制作用；通过流式细胞术分析细胞周期分布；采用吖啶橙/碘化丙啶（AO/PI）双染荧光显微镜观察细胞凋亡形态。体内实验部分，以42只雌性Wistar大鼠为模型，除正常组（n=7）外，其余大鼠经皮下注射7,12-二甲基苯并(a)蒽（DMBA，50 mg/kg）诱导乳腺肿瘤。动物被分为6组（每组n=7）：正常对照组、DMBA阴性对照组、他莫昔芬阳性对照组（3.3 mg/kg）以及AE低、中、高剂量组（75、150、300 mg/kg），连续灌胃给药140天。期间监测体重、肿瘤发生情况，实验结束后检测肿瘤参数、血清生物标志物（CA15-3、细胞因子）、氧化应激指标、肝肾功能、血脂及血液学参数，并进行组织病理学检查。

**主要研究结果**

**3.1 植物化学分析与体外抗氧化活性**：植物化学分析显示，AE和EE均含有丰富的次生代谢物，其中多酚含量最高（AE为348.78±2.77 mg EAA/g DW，EE为434.22±3.56 mg EAA/g DW），其次为黄酮类化合物，鞣质和黄酮醇含量较低。DPPH实验中AE和EE的IC₅₀值分别为19.72±35.18 μg/mL和17.23±13.11 μg/mL，FRAP实验中分别为4765.34±26.45 μg/mL和5135.12±19.24 μg/mL，表明提取物具有良好的自由基清除和铁离子还原能力。

**3.2 细胞生长与增殖抑制**：两种提取物对MCF-7和MDA-MB-231细胞均表现出剂量依赖性生长抑制作用。AE的IC₅₀值在MCF-7、MDA-MB-231和HMEC细胞中分别为59.43±3.51、67.55±1.82和167.82±5.41 μg/mL；EE表现出更强的细胞毒性，对应IC₅₀值分别为41.63±1.60、44.27±1.28和148.75±6.33 μg/mL。选择性指数大于2.5，表明提取物对癌细胞的杀伤作用优于正常细胞。

**3.3 细胞周期阻滞**：流式细胞术分析显示，AE处理使MCF-7细胞S期比例由对照的15.75%增加至20.85%；EE则诱导MCF-7细胞G2/M期阻滞，细胞比例由30.35%升至36.4%。但两种提取物对MDA-MB-231细胞的周期分布无显著影响。

**3.4 细胞凋亡诱导**：AO/PI双染荧光显微镜观察发现，AE处理后的MCF-7和MDA-MB-231细胞出现典型的凋亡形态学特征，包括细胞膜出泡、染色质浓缩和凋亡小体形成，表明提取物通过凋亡途径诱导细胞死亡。

**3.5 体内化学预防效果**：DMBA模型组大鼠肿瘤发生率为100%，而AE各剂量组肿瘤发生率分别为62.5%（75 mg/kg）、25%（150 mg/kg）和50%（300 mg/kg）。AE 150 mg/kg剂量组肿瘤负担抑制率达99%，优于他莫昔芬组的44%。血清CA15-3水平在AE处理后显著降低，与肿瘤体积和重量的下降相一致。

**3.6 乳腺组织氧化应激与蛋白质水平**：DMBA组总蛋白水平显著升高，而AE处理显著降低了总蛋白含量。DMBA组MDA水平升高、GSH水平降低、SOD和过氧化氢酶活性下降，AE处理显著逆转了这些变化，表现为MDA降低、GSH回升以及抗氧化酶活性恢复。

**3.7 炎症参数调节**：DMBA导致TNF-α、IL-6、IFN-γ和VEGF水平显著升高，IL-10水平降低。AE处理以剂量依赖方式降低了促炎细胞因子水平，并增加IL-10水平，与阳性对照他莫昔芬效果相似。

**3.8 肝、肾功能及血脂指标**：DMBA引起ALT、AST、碱性磷酸酶、胆红素、尿素和肌酐水平显著升高。AE处理呈剂量依赖性降低这些指标，提示其对肝脏和肾脏具有保护作用。

**3.9 血液学参数恢复**：DMBA诱导白细胞增多（WBC为22.48×10³/μL vs 正常8.04×10³/μL）、贫血（RBC、血红蛋白、血细胞比容降低）和血小板升高。AE治疗显著恢复正常白细胞计数、提高血细胞比容、降低血小板数量，并改善淋巴细胞和单核细胞百分比。

**3.10 器官相对重量**：DMBA增加了肝脏、肾脏、肾上腺、脾脏和脑的相对重量，同时降低了子宫重量。AE处理显著降低了脾脏重量并增加了股骨重量，未出现明显的全身毒性。

**讨论与结论**

研究人员在讨论中指出，刺桐树皮提取物的抗癌活性与其丰富的多酚类成分密切相关。这些化合物通过清除活性氧（ROS）、恢复抗氧化防御系统、抑制脂质过氧化来发挥化学预防作用。体外实验中，EE对两种乳腺癌细胞系显示出更强的细胞毒性，这可能归因于乙醇能够更有效地提取黄酮类和生物碱等活性成分。AE诱导MCF-7细胞S期和G2/M期阻滞，表明其干扰细胞周期进程从而促进凋亡。

从毒理学角度看，AE能够逆转DMBA引起的肝、肾重量增加及功能指标异常，恢复血液学参数，说明该提取物具有良好的安全性。研究亦指出，未来可通过检测caspase 9和Bcl-2家族蛋白进一步确证内源性凋亡通路，并建议开展标准化色谱分析和计算机模拟研究以阐明其具体分子机制。

总体而言，刺桐树皮提取物通过抗氧化、抗炎、促凋亡和细胞周期调节等多种机制发挥抗乳腺癌活性，无明显系统性毒性，支持其作为天然化学预防剂应用于乳腺癌治疗的进一步研究潜力。该研究成果发表在《Cancer Reports》期刊，为开发基于传统药用植物的新型抗癌药物提供了重要的实验依据。