姜科植物中姜烯酚和姜黄素对白血病治疗的新突破

研究人员针对白血病干细胞难消除问题，研究姜科植物提取物及活性化合物，发现姜烯酚和姜黄素或可治白血病。

　　在白血病的治疗领域，化疗一直是重要手段，但它就像一把 “双刃剑”。化疗药物在攻击癌细胞时，由于其作用机制是阻碍 DNA 复制，这使得正常细胞也难以幸免，患者往往要承受各种副作用的折磨。而白血病干细胞（LSCs）更是治疗路上的 “顽固堡垒”，它们不仅具有与造血干细胞（HSCs）相似的特征，表面标记为 CD34⁺/CD38，还对化疗药物有着极强的抵抗力，难以被彻底清除，严重影响着白血病的治疗效果。与此同时，Wilms’肿瘤 1（WT1）蛋白在白血病的发生发展中扮演着关键角色，其过度表达会促使白血病细胞增殖，与白血病的预后和复发紧密相关。

在这样的困境下，寻找新的抗癌药物迫在眉睫。姜科植物在东南亚地区广泛应用于传统医学和烹饪，其安全性高、获取方便。过往研究也显示，姜科植物具有多种生物活性，这为开发低副作用的抗癌药物带来了希望。基于此，来自泰国清迈大学和日本熊本大学的研究人员开展了一项关于姜科植物提取物及活性化合物对白血病治疗作用的研究，相关成果发表在《BMC Complementary Medicine and Therapies》杂志上。

研究人员为探究姜科植物提取物及活性化合物的抗癌潜力，运用了多种技术方法。他们通过改良的浸渍技术获取了 10 种姜科植物的粗乙醇提取物；利用 MTT 法在多种癌细胞系（如 KG-1a、K562、A549、MCF-7 和 HeLa）和外周血单个核细胞（PBMCs）中评估提取物和活性化合物的细胞毒性；借助商业试剂盒检测肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）、白细胞介素 - 2（IL-2）和一氧化氮（NO）的水平，以此探究其癌症预防特性；运用流式细胞术进行细胞周期和细胞死亡分析；采用蛋白质免疫印迹法（Western blotting）检测 WT1 和 CD34 等蛋白的表达以及凋亡相关蛋白和机制。

在细胞毒性研究方面，研究人员发现姜科植物的不同粗乙醇提取物对不同癌细胞系和 PBMCs 呈现出不同程度的细胞毒性。其中，姜黄（Curcuma longa）、莪术（C. zedoaria）和生姜（Zingiber officinale）的粗乙醇提取物对 KG-1a 细胞表现出良好的细胞毒性，IC₅₀值分别为 24.59 ± 1.40、24.72 ± 3.39 和 21.70 ± 1.83 μg/mL ，符合美国国家癌症研究所（NCI）对有潜力用于癌症治疗植物的标准（IC₅₀≤30 μg/mL ）。而且，这些提取物在其他癌细胞系（除 A549 外）中也有显著细胞毒性，对 PBMCs 的毒性却较低。进一步研究活性化合物发现，姜烯酚（shogaol）、姜黄素（curcumin）、去甲氧基姜黄素（demethoxycurcumin）和双去甲氧基姜黄素（bisdemethoxycurcumin）对 KG-1a 细胞有显著细胞毒性，且姜烯酚等化合物的选择性指数（SI）大于 1，表明它们对 KG-1a 细胞具有较高的特异性。

癌症预防特性研究结果显示，在 RAW264.7 细胞和正常 PBMCs 中，所有化合物和提取物在非细胞毒性剂量（IC₂₀）下，对 NO 和促炎细胞因子（IL-2 和 TNF-α）的释放均有抑制作用。姜烯酚在抑制 NO、TNF-α 和 IL-2 释放方面表现突出，比生姜粗乙醇提取物和姜酚（gingerol）的活性更高；姜黄和莪术的姜黄素类化合物及其粗乙醇提取物在抑制这些物质释放上效果相近。

研究人员还研究了提取物和活性化合物对 WT1 和 CD34 蛋白表达的影响，结果表明，在非细胞毒性剂量下，所有活性化合物和粗乙醇提取物均能显著降低 KG-1a 细胞中 WT1 和 CD34 蛋白的表达，从而抑制白血病细胞干细胞的增殖。有趣的是，活性化合物对 WT1 蛋白表达的抑制作用比其相应的粗乙醇提取物更强，但在对 CD34 蛋白水平的抑制效果上，两者无显著差异。

细胞周期和凋亡研究发现，姜黄素和姜烯酚在较高浓度下能显著诱导 KG-1a 细胞死亡，并使细胞周期停滞在 G₂/M 期，同时降低 S 期细胞比例。在凋亡机制方面，姜烯酚在处理 3 小时后可激活切割的半胱天冬酶 - 3（cleaved caspase-3）和聚（ADP - 核糖）聚合酶（PARP），姜黄素在 6 小时后激活这两种蛋白，且两者均能通过降低 Akt（S473）的磷酸化水平，增加磷酸化的 c-Jun（p-c-Jun）和磷酸化的应激活化蛋白激酶 /c-Jun N 末端激酶（p-SAPK/JNK）水平，进而诱导细胞凋亡。

综合来看，该研究表明姜黄、莪术和生姜的提取物具有显著的抗癌潜力，其活性化合物姜烯酚和姜黄素不仅能抑制多种癌细胞的生长，还具有癌症预防特性。它们可通过抑制 Akt 通路，使细胞周期停滞并诱导 KG-1a 细胞凋亡。这一研究为白血病的治疗提供了新的方向和潜在的治疗药物，不过仍需进一步深入研究，以确定这些化合物在临床应用中的安全性和有效性。