蘿卜硫素是一種異硫氰酸酯類(lèi)化合物，又稱(chēng)萊菔硫烷，由硫代葡萄糖苷在內源芥子酶作用下水解產(chǎn)生，廣泛存在于十字花科蔬菜中。蘿卜硫素具有抗氧化、抑菌和抗炎癥等作用，也是目前蔬菜中發(fā)現的抗癌效果最強的成分之一。蘿卜硫素可以使癌細胞發(fā)生細胞凋亡和細胞阻滯，誘導人體內的Ⅱ相解毒酶，同時(shí)抑制Ⅰ型酶的產(chǎn)生，最終通過(guò)多種酶體系排出致癌物和自由基等有害成分。
1、蘿卜硫素的抗氧化活性及對氧化應激細胞的保護機制
蘿卜硫素的抗氧化性歸因于它的側鏈上的基團與氧化劑之間的相互作用，而不是它本身直接參與到體內的氧化還原反應中。研究顯示，蘿卜硫素可以顯著(zhù)提高Ⅱ型抗氧化酶的數量及其活性，如醌還原酶、GST、血紅素加氧酶等，提高細胞的氧化應激能力，從而有效地抵抗自由基的侵害。
研究證實(shí)，蘿卜硫素可以在動(dòng)物多個(gè)器官和組織部位產(chǎn)生抗氧化效果。蘿卜硫素具有較高的抗氧化活性和超氧陰離子自由基清除能力，其通過(guò)激活核轉錄相關(guān)因子2/抗氧化反應元件（Nrf2/ARE）信號通路，提高Nrf2與DNA 的結合并增加啟動(dòng)子活性，恢復過(guò)氧化還原酶6重組蛋白（Peroxiredoxin，Prdx6）的表達水平，刺激機體提高谷胱甘肽的生成，間接起到抗氧化作用。蘿卜硫素對氧化應激可以通過(guò)降低Nrf2啟動(dòng)子初始15個(gè)CpGs 的甲基化增強 Nrf2 的轉錄，還可以通過(guò)化學(xué)修飾 Keap1 的半胱氨酸殘基（主要是 Cys151）阻止Keap1和Nrf2的結合，進(jìn)而阻斷Nrf2的泛素化和降解，使Nrf2 的積累和依賴(lài)Nrf2 調控的下游基因轉錄的增強。
此外，蘿卜硫素能增加血紅素加氧酶-1（HO-1）的 mRNA 和蛋白質(zhì)表達，從而降低線(xiàn)粒體中活性氧（ROS）的水平。在腎臟損傷模型中，蘿卜硫素可以減輕順鉑（又名順式-二氯二氨合鉑）誘導的腎功能障礙、結構損傷、氧化/亞硝化應激等作用。研究發(fā)現蘿卜硫素能減少順鉑誘導的線(xiàn)粒體突變，減輕細胞保護酶-醌氧化還原酶1和γ谷氨酰半胱氨酸連接酶活性損傷，有效地阻止順鉑誘導的活性氧增加，減輕腎毒性作用。
2、蘿卜硫素的抑菌作用機制
蘿卜硫素對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、幽門(mén)螺桿菌等具有重要抑制作用。研究發(fā)現，蘿卜硫素通過(guò)影響細胞膜通透性、細胞物質(zhì)和能量代謝以及抑制核酸和蛋白合成速率等方面抑制大腸桿菌，其中影響菌體核酸和蛋白合成是其主要抑菌機制。蛋白質(zhì)印跡分析表明，金黃色葡萄球菌激活了p38絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和c-JunN-末端激酶（JNK）信號通路，IL?1β、IL?6和TNF?α基因的轉錄水平依賴(lài)于p38和JNK，而蘿卜硫素預處理能阻止p38和JNK磷酸化，從而有效抑制因金黃色葡萄球菌導致的食物中毒。
研究發(fā)現，將純化的幽門(mén)螺桿菌脲酶經(jīng)過(guò)蘿卜硫素處理后，其在280～340nm處的紫外吸收會(huì )發(fā)生變化，且隨處理時(shí)間的延長(cháng)，蘿卜硫素的ITC基團和脲酶的半胱氨酸硫醇之間可形成二硫代氨基甲酸酯，使脲酶活性喪失，進(jìn)而減輕胃幽門(mén)螺桿菌感染的程度。此外，蘿卜硫素還對綠膿桿菌，空腸彎曲桿菌等細菌也有明顯的抑制作用。
3、蘿卜硫素的抗炎癥作用機制
越來(lái)越多的研究證明，蘿卜硫素有很好的抗炎癥特性。NF-κB 編碼負責許多促炎細胞因子和趨化因子的轉錄是蘿卜硫素調控炎癥反應的重要途徑。哺乳動(dòng)物的 NF-κB 家族蛋白通常以同源或異源二聚體的形式存在，其中以 p50/p65 異源二聚體最為常見(jiàn)。當信號通路被激活時(shí)，在 IκB 激酶（IKK）蛋白復合物的作用下，IκB 磷酸化并通過(guò)蛋白酶體降解，NF-κB 進(jìn)入細胞核與核內 DNA 的特異序列并轉錄多種炎癥介質(zhì)，如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor α，TNF-α）、白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）和白細胞介素-10（interleukin-10，IL-10）等。研究表明蘿卜硫素能夠通過(guò)對 NF-κB 亞基或相關(guān)輔因子進(jìn)行直接、可逆和巰基依賴(lài)的修飾來(lái)抑制NF-κB 與核內 DNA的結合及其下游基因的表達，而不影響 IκB 的降解和和 NF-κB 核易位。
在暴露于體外循環(huán)心臟手術(shù)（CPB）中，蘿卜硫素預處理能降低循環(huán)單核細胞中p38和NF-κB 的活化，并抑制循環(huán)白細胞中炎癥細胞因子的表達。表明蘿卜硫素可通過(guò)使白細胞中的炎癥信號通路失活來(lái)保護腎臟免受 CPB 損傷。蘿卜硫素也可以通過(guò)控制免疫細胞的表型，減少促炎功能（M1）表型細胞，增加抗炎功能（M2）表型細胞，從而減輕神經(jīng)炎癥。蘿卜硫素能有效地減輕由葡聚糖硫酸鈉誘導的腸道炎癥，其具體表現為減輕糞便形成和糞便出血的結腸癥狀。在腸道炎癥期間，通過(guò)病原體相關(guān)分子模式激活，單核細胞分化成特異性未成熟巨噬細胞，然后巨噬細胞分泌促炎細胞因子，加重炎癥反應和屏障損傷。蘿卜硫素可通過(guò) IL-10/信號轉導和轉錄激活因子 3（STAT3）信號介導的巨噬細胞表型從 M1 轉變?yōu)?M2，有助于炎癥狀態(tài)的緩解。
4、蘿卜硫素的抗癌作用機制
眾多研究表明，蘿卜硫素能夠顯著(zhù)降低多種癌癥的發(fā)病率，包括肺癌、乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌和結腸癌，從而改善人類(lèi)的健康狀況。蘿卜硫素可以通過(guò)對細胞內致癌前期過(guò)程的控制，引起癌細胞凋亡、靜胞效應、控制癌細胞血管生成，有效防止和治愈腫瘤。在腫瘤發(fā)展階段，蘿卜硫素能夠阻斷腫瘤細胞周期，對腫瘤細胞的G1、S 期或 G2/M 期具有阻滯作用，且能誘導細胞凋亡，啟動(dòng)腫瘤細胞的自發(fā)程序性死亡，誘導自噬來(lái)抑制腫瘤的發(fā)展。在腫瘤惡化階段，蘿卜硫素能夠抑制血管生成，抑制惡性腫瘤的發(fā)生和轉移，因此對防止癌細胞擴散具有積極影響。
此外，蘿卜硫素可以在癌癥發(fā)生的早期，通過(guò)抑制體內第一階段酶的活性和誘導第二階段酶的產(chǎn)生，來(lái)阻止癌癥的發(fā)展。第一階段，蘿卜硫素可以抑制前致癌物的活化，而第二階段蘿卜硫素可以激活谷胱甘肽硫轉移酶(glutathione S-transferase，GST)、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉移酶(UDP-glucuronosyl transferase，UGT)、苯醌氧化還原酶(H:quinone oxidoreductase， hNQO1)等，從而抑制致癌基因 CYP2E1的表達，使致癌物失活，從而有效地預防癌癥的發(fā)生。研究發(fā)現，通過(guò)向雌鼠體內注射蘿卜硫素，可以顯著(zhù)降低其體內強致癌物苯并芘的活性，同時(shí)也可以顯著(zhù)降低Ⅰ相酶的活力和增強Ⅱ相酶的活力，從而有效地阻止肺癌發(fā)生。
另有研究表明，蘿卜硫素是一種天然的組蛋白去乙酰化酶抑制劑，它可通過(guò)下調上游轉錄因子1（Upstream Transcription Factor1，USF1）抑制組蛋白脫乙酰基酶 5（Recombinant Histone Deacetylase 5，HDAC5）轉錄，從而使乳腺癌細胞中的去甲基化酶1（Lysine Specific Demethylase 1，LSD1）蛋白失穩。
在肝癌細胞的相關(guān)探究中發(fā)現，蘿卜硫素可通過(guò)下調癌基因CCND1、CCNB1、CDK1、CDK2 和 CCNB1 的表達，顯著(zhù)抑制肝癌細胞增殖。此外，蘿卜硫素能抑制人肝癌細胞系的增殖和血管生成，通過(guò)刺激肝癌細胞系中的Nrf2信號級聯(lián)，從而刺激肝癌細胞以阻止其增殖。
研究發(fā)現，蘿卜硫素能夠顯著(zhù)抑制非小細胞肺癌細胞株 H1299、95C和95D的細胞增殖。在低濃度（1~5 μmol/L）下，即可阻止相對高轉移潛能的95D和H1299細胞的遷移和侵襲，通過(guò)組蛋白修飾降低miR-616-5p水平，使 GSK3β/β 連環(huán)蛋白信號通路失活，從而抑制上皮質(zhì)間轉化（Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT）和肺癌細胞的轉移。
參考資料
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作者簡(jiǎn)介：小泥沙，食品科技工作者，食品科學(xué)碩士，現就職于國內某大型藥物研發(fā)公司，從事?tīng)I養食品的開(kāi)發(fā)與研究。
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