JERP｜探索膳食植物化学物质在癌症预防中的潜力：一项综合综述
JERP｜探索膳食植物化学物质在癌症预防中的潜力：一项综合综述
癌症是全球主要的健康问题之一，尽管现有的治疗方法已经取得了显著的进展，但仍然需要新的方法来提高治疗效果。近年来，膳食植物化学物质因其在肿瘤预防中的潜在作用而受到越来越多的关注。本文综述了膳食植物化学物质在肿瘤预防中的作用，重点介绍了它们的作用机制和潜在的治疗应用。
研究背景及意义
癌症属于重大全球健康问题，也是导致死亡的主要原因。广泛的研究促进了各种抗癌药物的发展，对癌症生长的分子途径的认识和理解也逐步提高。然而，我们需要新的方法来提高现有癌症治疗的有效性。膳食植物化学物质因其在肿瘤预防中的潜在作用而受到越来越多的关注。这些从植物中提取的生物活性化合物对人类健康具有广泛的有益作用，包括抑制致癌的能力以及促进抗癌活动等。
其中，具有良好特性的膳食植物化学物质包括维生素D、维生素E、番茄红素、非甾体素、染料木素、表没食子儿茶素没食子酸酯、西红花苷、姜黄素、花青素和姜辣素。这些化合物通常通过调节与癌症发展和进展相关的相互关联的分子途径来发挥作用，包括细胞凋亡途径、环氧化酶-2途径、ATP依赖性染色质重塑途径、DNA甲基化-表观遗传途径、Hedgehog信号通路、转录蛋白-3信号转导和激活子途径、肿瘤血管生成抑制途径和Wnt途径。本文综述了膳食植物化学物质在肿瘤预防中的作用，重点介绍了它们的作用机制和潜在的治疗应用。
研究结果
研究发现，姜黄素显示出作为mTOR抑制剂的前景，能够调节参与细胞增殖、存活等各类细胞信号通路发挥作用，如Caspase激活（如Caspase - 8,3,9），肿瘤抑制（如p53、p21）、死亡受体（如DR4、DR5）和关键信号如JNK、Akt、AMPK等。此外，姜黄素也通过抑制COX-2和MMP-2的表达，调节EGFR基因表达，抑制Akt/mTOR信号传导，最终阻止p65相关细胞侵袭（图1）。
图1 一些含铅膳食植物化学物质的抗癌作用机制。(a) 癌症中PI3K/Akt/mTOR通路。(b) Ras Raf通路。(c) STAT3通路。
此外，姜黄素、非瑟酮和染料木素以及其他膳食植物成分，也被发现可以调节促凋亡和抗凋亡蛋白的表达，调节线粒体中凋亡因子的释放，激活半胱天冬酶，从而启动凋亡级联。图2描述了膳食植物化学物质诱导细胞凋亡的机制。
图2 膳食植物化学物质诱导细胞凋亡的机制。
许多研究已经描述了这些化学物质的调节能力在Wnt通路中关键成分的表达使其远离致瘤过程。例如，某些植物化学物质已被证明可以抑制这种异常的激活Wnt信号，经常涉及不受控制的癌细胞的增殖。通过抑制过度信号级联，膳食植物化学物质干预细胞决策过程，防止细胞采用促进癌症的的一面。
此外，饮食的关系植物化学物质和Wnt途径不仅仅是抑制作用。植物化学物质往往表现出双重作用，而不仅仅是过度活跃的通路，同时也促进了激活正常细胞功能所需的典型Wnt信号比如组织再生。这种细微的调制强调膳食化合物的精致适应性在保证通路的平衡与抗致瘤性扰动（图3）。
图3 Wnt通路在细胞过程中的作用及膳食植物成分的影响。
总结与展望
精准营养可以提供一种优化植物化学物质使用的手段，作为现有癌症预防战略的补充方法减少全球癌症负担。此外，开发创新的植物化学物质输送系统是一个值得关注的前沿领域。提高化合物的生物利用度和稳定性的配方可以为更有效的预防策略打开大门。纳米胶囊化、靶向递送和控释技术为优化植物化学物质的药代动力学提供了潜力，确保了它们在肿瘤部位的存在和活性。
此外，在“组学”技术的时代，将基因组学、蛋白质组学、代谢组学和表观基因组学整合到膳食植物化学物质和癌症预防的研究中也很重要。系统生物学方法可以全面了解植物化学物质如何与致癌背后复杂的分子网络相互作用，揭开错综复杂的相互作用之网。植物化学物质与宿主生物系统之间的关系可能会导致新靶点的识别和癌症预防的多靶点策略的发展。
最后，临床研究的持续努力对于弥合临床前发现和实际应用之间的差距至关重要。设计良好的临床试验，评估植物化学物质为基础的有效性和安全性针对不同人群的干预措施至关重要。这些试验还应探索与传统疗法的潜在协同效应。通过产生有力的临床证据，我们可以更接近将膳食中的植物化学物质纳入标准的癌症预防和治疗方案。综上所述，未来探索膳食植物化学物质在癌症预防中的应用是一个充满活力和前景的领域。