全 文 ：脱发与过敏反应等不良反应相比 , 埃坡霉素体现了优越性 ,
有望成为取代紫杉醇的抗肿瘤首选药物。因此埃坡霉素已
经得到世界科学家的关注 , 关于它及其类似物化学合成 、生
物发酵生产 、生物合成机制以及异体表达系统的一系列研究
正在进行之中。目前埃坡霉素类药物已进入Ⅱ期临床研究 ,
因此离其真正上市已为期不远。
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(收稿日期:2003-01-27)
白黎芦醇的雌激素活性及其分子机制研究进展
吕秋军 ,吴祖泽 (军事医学科学院放射医学研究所,北京 100850)
摘要:目的　介绍白黎芦醇的雌激素活性及其分子机制的最新研究进展 ,为我国开展这方面研究和把白黎芦醇开发成选择性
雌激素受体调节剂用于肿瘤 、妇女更年期综合症 、辐射损伤等的治疗奠定基础。 方法　以国内外发表的论文为材料 , 按对雌
激素靶组织和靶细胞 、雌激素受体 、雌激素应答序列和雌激素反应性基因表达等的作用分别予以介绍。结果与结论　白黎芦
醇在体外抑制表达雌激素受体细胞株的增殖;在体内白黎芦醇以拮抗雌激素受体作用为主 , 白黎芦醇与雌激素受体结合亲和
力弱 ,但能显著促进雌激素应答序列介导的基因转录和反应性基因的表达。白黎芦醇的雌激素活性的分子机制尚未阐明。
关键词:白黎芦醇;雌激素活性;受体
中图分类号:R966 文献标识码:A 文章编号:1001-2494(2003)09-0651-03
作者简介:吕秋军 ,男 ,副研究员 Tel:(010)66932201
　　白黎芦醇广泛存在于葡萄和中药虎杖 、决明子等植物
中 ,在自然界主要以苷形式存在 , 以水解后去掉葡萄糖基 , 形
成白黎芦醇苷原 ,有顺式(cis)和反式(trans)两种异构体 , 有
单体和多聚体。一般把反式 3 , 4 , 5-三羟基二苯乙烯称为白
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黎芦醇。已有研究表明 , 白黎芦醇具有多种有益作用 , 如调
节脂代谢 、抑制低密度脂蛋白氧化 、抑制血小板聚集 、保护心
血管缺血性损伤 、抗炎和抗肿瘤等 , 其生化机制包括抗自由
基 、诱导细胞凋亡 、调节细胞周期和肿瘤相关酶的活性等[ 1] 。
鉴于其多方面有益作用 ,人们希望把白黎芦醇开发成选择性
雌激素受体调节剂(SERM)用于妇女更年期症状等与雌激素
相关的疾病和抗肿瘤药物或化学预防药[ 2] 。 但白黎芦醇属
植物雌激素 ,母核结构与己烯雌酚相似 , 有一定的雌激素活
性 ,即对雌性生殖系统具有激动剂样活性 , 这可能会影响白
黎芦醇成为一种安全性高的先导结构。因此 ,深入研究白黎
芦醇的雌激素活性及其分子机制具有重要意义 , 国内外对这
方面研究较多 ,本文对近年白黎芦醇的雌激素活性及其分子
机制的研究综述如下。
1　对雌性生殖系统的的作用
乳腺癌上皮细胞 MCF-7 细胞株雌激素受体(ER)阳性 ,
为在体外研究化合物雌激素活性常用细胞株。MCF-10F 为
永生化 ER 阴性乳腺上皮细胞 , MDA-MB-231 为恶性变的
ER阴性乳腺上皮细胞。上述 3 株细胞同时受 5 , 10 , 20 或 40
μg·mL-1的白黎芦醇处理 24～ 144 h , 用WS T-1 比色法检测
对细胞增殖的影响[ 3] 。结果发现 , 白黎芦醇呈剂量和时间依
赖性抑制细胞增殖 ,表明白黎芦醇具有直接抑制人乳腺上皮
细胞增殖 , 与细胞的 ER状态无关。在 4T1 乳腺癌细胞株
中 ,白黎芦醇同样显示呈剂量和时间依赖性抑制细胞增殖。
Basly等[ 4]报道 , 顺式或反式白黎芦醇在体外对 MCF-7 细胞
的作用与其浓度有关:中等浓度(10 和 25 μmol·L-1)促进细
胞增殖;低浓度(0.1 和 1 μmol·L-1)无作用 , 而高浓度有细
胞毒作用。另有研究发现 ,白黎芦醇在 10-6 mol·L-1或以上
浓度能以剂量依赖方式抑制雌二醇(E2)(10-9 mol·L-1)刺
激MCF-7 细胞的增殖 , 表明在有 E2 存在条件下 , 本身为部
分激动剂的白黎芦醇起到拮抗剂的作用抑制人乳腺癌细胞
生长[ 5] 。ZR75 为乳腺导管癌细胞株 , 仅对雌激素有增殖反
应 ,常用来检测雌激素样活性。白黎芦醇在 5～ 20 μmol·L-1
浓度范围内促进 ZR75 细胞增殖。白黎芦醇不能促进垂体瘤
细胞株 PR1 的生长 , 同为植物雌激素的 zearalenone , 香豆雌
酚(coumestrol)和染料木黄酮(genistein)可促进 PR1 细胞生
长。最近文献报道 , 白黎芦醇(300 μmol· L-1)显著抑制
MCF-7 细胞生长 , 使细胞周期停滞于 S 期 ,诱导细胞凋亡 , 降
低 CyclinB1表达[ 6] 。
传统的雌激素靶组织主要为乳腺 、子宫内膜 、脂代谢和
骨骼。 Turner 等[ 7]利用刚断乳 SD 大鼠 , 观察灌服不同剂量
(1 , 4 , 10 , 40 和100 μg·d-1)反式白黎芦醇对雌激素靶组织的
影响。结果发现 ,反式白黎芦醇对体重 、血清胆固醇 、桡骨 、
子宫内膜上皮细胞高度等无明显影响 , 对子宫湿重有升高趋
势(10 μg·d-1剂量组有统计差别)。同时发现高剂量(1 000
μg·d-1)反式白黎芦醇能拮抗 E2 降低血清胆固醇作用。 结
果表明 ,白黎芦醇对生殖系统和非生殖系统的雌激素靶组织
无明显激动作用 , 可能是雌激素受体的拮抗剂。对未成年
Wistar 大鼠皮下注射不同剂量(18 , 58 和 575 mg·kg-1)的白
黎芦醇 ,连续 3 d , 结果子宫重量轻度降低 , 在上皮细胞 、基质
细胞和肌细胞中 ERα表达呈剂量依赖性下降 , 而细胞核中孕
酮受体蛋白水平无明显变化 ,未能在体内证实白黎芦醇的雌
激素活性[ 8] 。小鼠接种 4T1 乳腺癌细胞后连续腹腔注射白
黎芦醇(1 , 3 或 5 mg·kg-1)23 d ,结果发现白黎芦醇对肿瘤的
生长和转移及带瘤小鼠的体重 、脏器病理和动情期无明显影
响[ 9] 。在成年雌性大鼠上观察白黎芦醇对生殖生理和行为
的影响 ,结果发现白黎芦醇使正常大鼠性周期的紊乱 , 卵巢
过度增生 ,在去卵巢大鼠不能模拟 E2 诱导的行为反应 ,无雌
激素敏感性和社会性行为的变化 ,表明白黎芦醇具有激动剂
和拮抗剂双重性质[ 10] 。
2　与雌激素受体的作用
利用MCF-7 细胞提取物 , 进行白黎芦醇和125I 标记的 E2
竞争结合试验 ,结果发现 , 在 0.1 nmolL-1125 I标记的 E2 条件
下 ,白黎芦醇的半数抑制浓度(IC50)约为 10 μmol·L-1 ,表明
白黎芦醇为弱 ER配基[ 11] 。白黎芦醇与从大鼠子宫分离的
雌激素受体结合亲和力较己烯雌酚(DES)或 E2 低 5 个数量
级 ,因而白黎芦醇是 ER的弱或部分激动剂[ 12] 。 Stahl等[ 13]
利用表达 ER的垂体瘤细胞株 PR1 和3H 标记 E2 进行竞争
试验和饱和配基结合试验 ,结果发现白黎芦醇对 ER无明显
结合 。低浓度的白黎芦醇能抑制 E2 的转录活性 , 其原因可
能与白黎芦醇能与视黄酸类(retinoid)受体结合 , 通过视黄酸
类受体抑制 ER活性 , 如改变与雌激应答序列(ERE)结合的
ER数量或影响受体复合物的转录效率。通过三维分子模拟
发现 ,白黎芦醇与 ER受体结合的三维结构与 E2 和 ER结合
的类似。
目前 ER存在 ERα和 ERβ 两种亚型。与经典的 ERα不
同 , ERβ 在前列腺 、卵巢和脑组织一些部位表达水平较高。
另外 ERα和 ERβ 对不同雌激素调控序列有偏性 , 从而影响
特定应答基因的表达。一般而言 ,植物雌激素结合 ERβ 亲和
力高于与 ERα,但白黎芦醇与 ERα和 ERβ 结合的亲和力相
似 ,但较 E2 结合 ER低 7 000 倍。与 E2(10 nmol·L-1)合用 ,
白黎芦醇对表达的 ERα显示拮抗剂活性 , 而对 ERβ 无拮抗
剂活性。
3　与雌激素应答序列的作用
常把雌激素应答序列(如 ERE)、胸腺嘧啶激酶(tk)启动
子与报告基因荧光素酶(Luc)序列连接构建重组载体(ERE-
tk109-luc)导入含 ER的细胞株(如 MCF-7), 通过检测报告基
因表达水平来研究雌激素受体的转录激活。研究发现 ,白黎
芦醇具有剂量依赖性转录激活 , 半数最大诱导浓度在 5 ～ 10
μmol·L -1 , 其最大诱导水平高于 E2(0.1 nmol·L-1)2 ～ 3
倍[ 11 , 14] 。利用 ERE-tk81-luc 载体的实验中得到同样的结
果 , DES 转录激活水平与 E2一样。白黎芦醇与 E2 在体外伍
用作用于转染的 MCF-7 细胞 , 报告基因表达水平表现为相
加作用 , ER 拮抗剂他莫昔芬和 ER 完全拮抗剂(ICI 182 ,
780)可抑制白黎芦醇诱导的报告基因表达 , 如载体中无
ERE ,白黎芦醇无诱导活性。结果表明 ,白黎芦醇是 ER的超
级激动剂 ,其诱导转录激活需要 ER 和 ERE介导。把非洲蟾
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蜍卵黄素 A2 的雌激素调控序列与 tk 启动子相连构建重组
质粒导入 MCF-7 , 中等浓度的白黎芦醇诱导报告基因表达明
显高于 E2 ,显示其超级激动剂性质 , 而且反式白黎芦醇的活
性强于顺式白黎芦醇。
把受 ERE 调控的报告基因载体导入表达 ERα或 ERβ
的 CHO-K1细胞 , 实验结果显示白黎芦醇为雌激素受体激动
剂 ,其激动剂活性依赖于 ERE 序列和 ER 亚型[ 15] 。单个回
文结构 ERE时 ,白黎芦醇与 ERβ 的结合后的转录活性高于
E2 与 ERβ 结合的转录活性 , 提示在仅表达 ERβ 或表达 ERβ
高于 ERα的组织中 ,更易表现白黎芦醇的激动剂性质。对来
自人 c-fos , pS2和孕酮受体的天然和不完整 EREs , 白黎芦醇
显示与 E2 相似的活性。结果表明 ,白黎芦醇以 ERE 序列依
赖的方式影响 ERα或 ERβ 的的转录活性。
4　对雌激素反应性基因表达的调节
孕酮受体基因和肽合成酶 pS2 基因均为内源性雌激素
应答性基因。白黎芦醇与 E2 一样能诱导 MCF-7 细胞表达
上述两种基因。白黎芦醇呈剂量依赖性拮抗 E2 刺激 MCF-7
细胞表达孕酮受体基因。再者 , 10-5 mol·L-1白黎芦醇抑制
MCF-7 细胞表达 TGFα和 IGF-I 的 mRNA , 促进 TGFβ2 的
mRNA表达[ 5] 。垂体分泌催乳素受 ER调节 , 白黎芦醇能诱
导垂体瘤细胞株 PR1 催乳素表达。 同为植物雌激素的香豆
雌酚与 ER的亲和力较 E2 低 100 倍 ,但其诱导 PR1 细胞表
达催乳素和细胞增殖水平仅较 E2 低 2 ～ 3 倍。植物雌激素
与 ER的亲和力与其雌激素活性不相平行 , 表明存在其它转
录应答途径 。肝脏受雌激素作用后表达雌激素调节的 mR-
NA稳定因子(E-RmRNASF), 通过保护 RNA 免于靶核酸内
切酶的降解作用来调控肝载脂蛋白Ⅱ表达。 白黎芦醇和儿
茶素促进肝细胞表达 E-RmRNASF , 表明白黎芦醇和儿茶素
具有雌激素活性[ 16] 。
5　小　结
白黎芦醇具有较弱的雌激素活性 , 但迄今尚无对其雌激
素活性的性质和分子机制有肯定的结论。化合物结构类型
及纯度 、培养基各种成分具有的本底雌激素活性水平(因为
生理 E2 浓度为 nmol·L-1水平)、所用白黎芦醇浓度范围和
细胞种类等均可能使雌激素活性研究结果不一致 。从 ER
至靶基因的信号转导元件(ER亚型和异构体 、调控元件)的
多样性增加了研究白黎芦醇雌激素活性及其分子机制的难
度。体外实验条件和 MCF-7的非正常细胞性质与体内正常
生理环境和细胞状态完全不同 ,使在体外实验体系下得出的
结果不能较好反映体内雌激素活性大小 , 体外实验结果很难
外推至人。
对 SERM 和植物雌激素的各种生物学研究结果分析表
明 , ER配体的雌激素活性与其它有益活性(如对心血管和神
经保护作用等)可以分离 , 白黎芦醇的雌激素活性不能解释
其对心血管的保护作用[ 10] 。现有的一些 SERM(如他莫昔
芬等)尚有一些不良反应(增加子宫内膜癌和肺栓塞危险
性), 不尽理想[ 17] 。因此 ,在合适的实验模型(控制实验条件
和合适的指标)上评价白黎芦醇的雌激素活性 , 并与其结构
关联起来 ,从构效关系上设计并合成选择性强的白黎芦醇衍
生物将会是一个重要研究领域。
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