关于小分子大豆活性肽的抗肿瘤及其应用研究进展

摘要：国际权威杂志《柳叶刀》曾发表过一项研究，分析了1990年-2017年中国34个省份（包括港澳台）居民的死亡原因。排名前十的原因中，癌症占据3席。癌症的治疗手段主要有手术、放疗、化疗、免疫治疗、靶向治疗等。传统的肿瘤治疗方式，有其自身的局限性，不仅费用昂贵，且伴随一定的不良反应和并发症。近几年，以小分子大豆肽为代表的生物活性肽得到大量研究。在抗肿瘤方面，它不仅能满足肿瘤患者的身体功能和营养需求，还能干预癌细胞生长增殖、转移等。本文围绕小分子大豆肽，阐述小分子生物活性肽在抗肿瘤方面的分子机制、研究进展以及应用前景。

背景：

癌症已成为美国第二大死亡原因[1]。2021年美国有超过60万人死于癌症[1]。传统的癌症治疗、如手术、放化疗等，费用昂贵，并且会引起诸多不良反应及并发症[2]。近年来，国内外关于小分子大豆活性肽在抗肿瘤方面的研究得到重视[3]。小分子大豆活性肽能与肿瘤细胞进行特异性结合，与肿瘤转移的传导分子结合，抑制肿瘤细胞的增殖，促进肿瘤细胞的凋亡，防止肿瘤细胞的转移。小分子大豆活性肽作为一种相对高性价比的癌症治疗方法，分子量在1000道尔顿左右，低渗透压、极易吸收，靶向性好，抑制肿瘤新生血管的形成，将在预防和治疗癌症中发挥重要作用[3]。

小分子大豆活性肽

大豆作为一种传统农作物，在我国已有近5000年的种植历史[4]。大豆中蛋白质的含量占比高达40%，其含有20种氨基酸，其中包括9种人体必需氨基酸[5-6]。有相关研究表明，大豆蛋白营养价值与动物蛋白相当，因此也被认为是一种全价蛋白[7]。大豆中含有金雀异黄素，它能抑制蛋白酪氨酸激酶，进而破坏信号转导，诱导癌细胞分化，灭癌细胞。食用大豆或大豆蛋白制品也能够降低乳腺癌、前列腺癌、胃癌、结肠癌等患病的风险[8]。金雀异黄素也已在临床上作为一线药物广泛用于抗肿瘤治疗。小分子大豆活性肽以非活性状态存在于大豆蛋白长链中，当用特异性蛋白酶水解时，有活性的肽段就从蛋白氨基酸序列中释放出来。小分子大豆活性肽是采用生物酶切技术，将大豆蛋白酶解产生。小分子大豆活性肽的生理活性由其相对分子质量的大小和氨基酸的序列决定[9]。小分子大豆活性肽含有18种人体无法合成的氨基酸，更容易吸收，更稳定[10]。大量的研究表明，小分子大豆活性肽在对糖尿病、高血压、恶性肿瘤、心脑血管疾病、肥胖等慢性病具有一定的疗效[11-13]。

氨基酸与肿瘤

氨基酸是人体组织细胞生长、修复的基础，补充氨基酸可以改善肿瘤患者的营养状况，提高患者的生活质量。众多学者研究证实，人为改变肿瘤患者体内某种或某几种氨基酸的含量，既能达到抑制肿瘤细胞的增长，又能改善肿瘤患者营养不良。在强化增量的精氨酸、亮氨酸营养支持中，发现癌细胞的存活率明显下降。高浓度精氨酸、亮氨酸可以抑制癌细胞的繁殖，给正常细胞提供足够的营养，改善机体的营养不良[14-16]。蛋氨酸是人体必需的氨基酸，在癌细胞培养或者荷瘤小鼠的实验中，发现肿瘤细胞对蛋氨酸有一定的依耐性，即适当缺乏蛋氨酸时，肿瘤细胞的增殖分裂收到影响，正常细胞能够生长[17-19]。不平衡氨基酸抗肿瘤的机制为减少肿瘤细胞所需的氨基酸，增加机体正常细胞所需的氨基酸，激发人体自身的免疫力，造成体内不平衡氨基酸现像，达到抗肿瘤的效果[20]。

肿瘤患者的营养支持

营养不良是肿瘤患者面临的一大难题。一方面，肿瘤的快速增长需要汲取机体内大量营养物质，另一方面，肿瘤的放化疗及手术等治疗方式会影响患者的食欲及消化吸收，加重患者的营养不良。肿瘤患者长期处于营养不良的状态下，会导致免疫力下降，加快肿瘤的扩散速度，容易引起一系列的感染发生。约20%的恶性肿瘤患者直接死于营养不良，营养不良同样也会严重影响患者的治疗反应。降低肿瘤患者的生存质量和生存周期。最近几年的肿瘤综合治疗，营养治疗已经成为肿瘤治疗中的核心环节[21]。据《中国肿瘤营养治疗指南2020》，小分子大豆活性肽作为食源性蛋白，渗透压低，不受抗营养因子干扰，更快的被人体吸收利用，快速改善肿瘤患者的营养不良。它富含人体自身无法合成的18种氨基酸，能够极易被人体消化吸收，在改善肿瘤患者营养不良中潜力巨大[22]。

目前，已发现多种小分子大豆肽具有抗肿瘤活性，其抗肿瘤活性主要体现在抑制肿瘤细胞DNA的合成、阻止肿瘤新生血管的生成、转移以及诱导肿瘤细胞的凋亡等。露娜辛（Lunasin）是一种含有43个氨基酸的小分子大豆活性肽。在1987年，被日本科学家从大豆种子中筛选蛋白酶抑制剂时被分离得到[23-24]。它是大豆子叶中的2S清蛋白小亚基结构，研究表明，露娜辛具有抗癌、抗炎、抗氧化及降低体内胆固醇等生物活性。露娜辛在100摄氏度加热10分钟后仍能保持生物活性，热稳定性高，在食品加工以及药物研究方面前景较好[25]。其中抗癌方面在国内外得到了广泛研究。

恶性肿瘤的预防

哺乳动物体内的致癌基因ras 和ElA在化学或病毒的刺激下会引起正常细胞转化为癌细胞。而露娜辛可阻断该过程，一定程度下，露娜辛能够预防癌细胞的产生[26]。Jeong等人进行小鼠的动物实验表明，露娜辛能够抑制皮肤乳头状瘤的形成，却不会影响其他正常细胞的生长与繁殖。为小鼠的正常细胞提供营养，促进其生长发育[27]。组蛋白乙酰化水平是决定了细胞能够正常的进行有丝分裂。若某一时刻致癌基因作用于正常细胞时，组蛋白呈现过乙酰化，则会破坏细胞正常的有丝分裂，影响了细胞内基因的转录与表达，即会引起肿瘤细胞生成。露娜辛具有明显的抗癌活性，相关研究证实，其通过和染色体中特定的蛋白质结合，降低组蛋白H3、H4去乙酰化。阻止了肿瘤细胞的进一步分裂，防治癌症的发生[28-29]。活性氧ROS在肿瘤细胞形成过程中扮演着重要角色，ROS是一种促炎因子，可引起正常细胞的DNA损伤，引导正常细胞转化为肿瘤细胞。Ren等人发现，从大豆蛋白提取出的小分子活性肽—露娜辛，能够抑制ROS 产生，清除ABTS+、 DPPH、等氧自由基。不仅能够有效降低机体的炎症反应，又可阻止正常细胞向肿瘤细胞的转化[30]。

恶性肿瘤的治疗

Dia等人在人体结肠癌的细胞实验中发现，露娜辛可诱发激活线粒体通路，诱导核簇连蛋白表达，促进结肠癌细胞的凋亡[31]。在进行肿瘤细胞体外培养实验中，露娜辛也能够通过破坏肿瘤细胞信号通道，影响肿瘤细胞的生长，抑制肿瘤细胞的繁殖。露娜辛能与免疫细胞因子——白细胞介素（IL–2或者IL–12）产生协同作用，提高机体免疫力，杀灭肿瘤细胞[32-33]。实验人员将人体乳腺癌细胞MDA-MB-231 移植入实验鼠体内，通过对照，发现注射露娜辛的实验鼠得乳腺癌的概率明显低于未注射的实验鼠，证实了小分子大豆活性肽在治疗及预防肿瘤方面的有效性[34]。美国科学家用碱性蛋白酶水解大豆蛋白得到了小分子大豆肽，用水解得到的小分子大豆肽对结肠癌、肝癌、前列腺癌、乳腺癌、肺癌、血癌（白血病）等细胞株进行生物活性测试。实验在体外培育不同的癌细胞组织，加入不同浓度的小分子活性大豆肽等处理。发现小分子大豆肽对73%的结肠癌细胞、70%的肝癌细胞、68%的肺癌、68%的血癌等癌细胞生长具有明显的抑制作用[35-36]。PTTG1与TOP2A是癌症靶向治疗的重要基因靶点。María等人用Hela细胞做实验，发现小分子大豆活性肽组能够下调PTTG1和TOP2A mRNA表达，诱导宫颈癌细胞凋亡[37]。胡婷婷等人利用不同浓度的大豆肽处理前列腺癌细胞，利用Annexin-V和流式细胞术分析细胞凋亡率及细胞周期，发现小分子大豆肽能明显抑制pc-3（前列腺癌）细胞的增殖，诱导其凋亡，在临床前列腺癌治疗中具有广阔的应用前景[38]。

总结与展望

小分子大豆活性肽，抗肿瘤方面主要体现在三个方面，一：作为天然的生物活性物质给机体提供充分的氨基酸及蛋白质，改善肿瘤患者的营养不良，提高机体自身的免疫力。在肿瘤营养综合治疗中扮演着重要的角色。二：在预防肿瘤方面，小分子大豆活性肽能够阻断致癌基因的表达，降低组蛋白H3、H4去乙酰化，防止癌细胞的生成。三：在治疗肿瘤方面，小分子大豆活性肽能够抑制肿瘤细胞DNA的合成、阻止肿瘤新生血管的生成、转移以及诱导肿瘤细胞的凋亡等。小分子大豆活性肽对肝癌、肺癌、结肠癌、胃癌、乳腺癌、宫颈癌、前列腺癌等癌细胞生长都有一定的抑制作用。露娜辛只是众多小分子大豆活性肽中的一种，其他小分子多肽的抗肿瘤机制及临床研究较少。近年来，由国内山松生物开发的小分子大豆活性肽类产品“提能1号”，在对肿瘤患者进行了临床观察研究，也支持了这一观点。国内外在小分子活性肽在肿瘤预防及治疗上，缺乏系统性的机制研究以及临床研究大数据多中心的数据支持。

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