香芹酚通过激活抑癌基因与调节氧化应激诱导大鼠乳腺癌细胞凋亡的作用及机制研究

《Hormones & Cancer》：Carvacrol-induced apoptosis via tumor suppressor gene activation and oxidative stress modulation in a rat model of breast cancer

本研究针对乳腺癌治疗面临的挑战，探讨了植物源性化合物香芹酚(Carvacrol)的治疗潜力。研究人员在DMBA诱导的大鼠乳腺癌模型中，通过口服、腹腔注射及联合给药方式评估香vacrol的疗效。结果表明，香芹酚特别是腹腔注射能显著激活内源性凋亡通路(上调p53、p73、细胞色素c)，抑制抗凋亡蛋白Bcl-2，同时调节氧化应激(降低MDA、提高总抗氧化能力)并改善肝肾功能指标。该研究为香芹酚作为乳腺癌辅助治疗提供了实验依据，其多靶点作用机制值得进一步研究。

　　

乳腺癌作为全球女性最常见的恶性肿瘤之一，尽管在化疗、内分泌治疗和靶向治疗方面取得了显著进展，但仍面临治疗耐药性、毒副作用大以及高昂费用等挑战。据2024年乳腺癌统计报告显示，仅美国就有约31万新发浸润性乳腺癌病例，死亡病例达4.2万例，这凸显了开发新型治疗策略的迫切性。近年来，从植物中提取的天然化合物因其安全性高、来源广泛且具有多靶点作用特点而受到广泛关注。

在这种背景下，来自埃及国家研究中心的Amany Elwakkad、Amina A.Gamal el Din、Mohamed A.Hebishy和Howida S.Abou-Seif研究团队在《Discover Oncology》上发表了一项创新性研究，探讨了香芹酚(Carvacrol)——一种主要存在于牛至和百里香精油中的单萜酚类化合物——在乳腺癌治疗中的潜力。研究人员采用7,12-二甲基苯并蒽(DMBA)诱导的大鼠乳腺癌模型，系统评估了香芹酚通过不同给药途径(口服、腹腔注射及联合给药)对乳腺癌发展的抑制作用及其作用机制。

研究方法概述

本研究采用雌性Sprague-Dawley大鼠，通过单次皮下注射DMBA(50 mg/kg体重)诱导乳腺癌，观察120天形成肿瘤。将动物分为五组：正常对照组、DMBA诱导的癌症组(阳性对照)以及三个肿瘤治疗组，分别接受香芹酚(100 mg/kg体重)口服、腹腔注射或联合给药，每周三次，持续12周。研究通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测凋亡相关标志物(细胞色素c、FADD、TNF-α、Bcl-2、DR2、p53、p73、TRAIL)，使用分光光度法测定肝肾功能指标(ALT、AST、尿素、肌酐)和氧化应激参数(MDA、总抗氧化能力)，并进行组织病理学分析评估乳腺、肝和肾脏的形态学变化。

香芹酚对凋亡调节因子的影响

研究结果显示，香芹酚治疗显著调节了线粒体凋亡通路的关键因子。在DMBA诱导的乳腺癌大鼠中，抗凋亡蛋白Bcl-2表达显著上调，而香芹酚治疗，特别是腹腔注射途径，能有效降低Bcl-2水平。同时，香芹酚显著提升了促凋亡因子细胞色素c(cytochrome c)的表达，腹腔注射组的细胞色素c水平比未治疗组提高了四倍。

抑癌基因表达变化

香芹酚对抑癌基因p53和p73的表达产生了显著影响。在未治疗的肿瘤大鼠中，p53和p73水平明显低于正常对照组。经过香芹酚治疗后，这两种抑癌基因的表达均得到有效恢复，其中腹腔注射途径的效果最为显著，使p53和p73水平接近正常值。

凋亡调节通路激活

在外源性凋亡通路方面，香芹酚显著调节了死亡受体相关信号。DMBA暴露导致TRAIL(肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体)和FADD(Fas相关死亡域蛋白)表达降低，而死亡受体2(DR2)表达升高。香芹酚治疗逆转了这些变化，恢复了TRAIL和FADD的表达，同时降低了DR2水平。特别值得注意的是，肿瘤坏死因子-α(TNF-α)在香芹酚治疗后显著上升，表明免疫介导的肿瘤抑制机制可能被激活。

肝肾功能指标改善

DMBA诱导的乳腺癌显著影响了大鼠的肝肾功能，表现为血清ALT(丙氨酸氨基转移酶)和AST(天门冬氨酸氨基转移酶)活性显著升高，尿素和肌酐水平也明显上升。香芹酚治疗有效改善了这些参数，其中腹腔注射途径的效果最为突出，使肝酶活性和肾功能指标基本恢复正常范围。

氧化应激状态调节

在氧化应激方面，DMBA处理导致乳腺组织中的丙二醛(MDA)水平显著升高，总抗氧化能力下降。香芹酚治疗显著降低了MDA含量，提高了总抗氧化能力，表明其具有强大的抗氧化活性。这种抗氧化作用可能通过直接清除自由基和增强内源性抗氧化防御系统实现。

组织病理学改善

组织病理学分析进一步证实了香芹酚的治疗效果。DMBA诱导的乳腺癌组织显示广泛的浸润性恶性肿瘤组织，伴有明显的异型性、细胞增殖和多形性。相比之下，香芹酚治疗组，特别是腹腔注射组，乳腺组织仅显示良性导管结构，无异型性或坏死现象，炎症细胞浸润也明显减少。

肝组织检查显示，DMBA引起明显的水样变性、窦状隙充血和炎症细胞聚集，而香芹酚治疗组肝细胞形态基本正常，特别是联合给药组肝组织结构与正常对照组极为相似。肾脏组织也观察到类似保护效应，香芹酚减轻了DMBA引起的肾间质充血和肾小管上皮空泡变性。

讨论与结论

本研究首次系统比较了香芹酚不同给药途径在DMBA诱导的乳腺癌模型中的疗效，发现腹腔注射途径表现出最优的治疗效果。香芹酚通过双重机制发挥抗肿瘤作用：一方面激活内源性凋亡通路(通过p53/p73上调和Bcl-2下调)，另一方面调节外源性死亡受体通路(通过TRAIL、FADD、DR2和TNF-α)。同时，其强大的抗氧化活性有助于减轻DMBA代谢产生的氧化应激损伤。

值得注意的是，香芹酚还显示出良好的器官保护作用，能显著改善DMBA引起的肝肾功能损害。这种多靶点作用机制使香芹酚成为一个极具前景的乳腺癌治疗候选药物，特别是其作为食品添加剂的安全性背景更增加了其临床转化的潜力。

然而，研究者也指出了一些局限性，如需要进一步通过免疫组化等方法验证其作用机制，并探索纳米技术等创新策略来提高香芹酚的生物利用度和靶向性。未来的研究还应着重于确定标准和安全剂量，阐明其确切作用机制，并评估其对乳腺癌转移的抑制作用。

综上所述，这项研究为香芹酚作为乳腺癌辅助治疗剂提供了坚实的临床前证据，特别是腹腔注射途径显示的优越疗效为后续剂型开发和给药方案优化指明了方向。天然产物在肿瘤治疗中的多靶点特性与现有治疗手段的互补性，使香芹酚有望成为乳腺癌综合治疗的新选择。