抗癌抗炎抗衰老，保腦保肝保平安，長壽的盡頭竟然是西蘭花？

1. 蘿蔔硫素簡史

首先讓我們把時間撥回1992年。 當時的研究發現，食用蔬菜尤其是十字花科植物，可以降低癌症患病率，而具體機制未知。 約翰霍普金斯大學醫學院的Paul Talalay教授（1923-2019）調查發現十字花科蔬菜可以啟動II.相反應中的解毒酶，從而中和致癌產物，降低患癌風險[1]。

同一年，Paul Talalay研究組真的從西蘭花芽中分離鑒定了一種II.相解毒酶的激動劑——（R）-1-異硫氰醯-4-（甲基亞磺醯）丁烷，即蘿蔔硫素。 文章聲稱蘿蔔硫素是迄今為止在食物成分中發現的抗癌效果最好的植物活性物質[2]。隨著研究的不斷深入，蘿蔔硫素也從實驗室走向了大眾視野中。 1997年，Paul Talalay發現西蘭花芽苗和種子中的蘿蔔硫苷（蘿蔔硫素前體物質）含量是成熟植物的10-100倍，更適合進行產業化[3]，並創立了Brassica Protection Products（BPP）公司來銷售西蘭花芽苗。

2013年，蘿蔔硫苷通過了美國FDA批准（GRAS認證）作為食品添加劑使用; 2017年中國也批准了「西蘭花種子提取物」作為新食品原料（衛食新進申字（2015）第0002號）用於食品和保健品中。

圖1 ：追念Paul Talalay教授（1923-2019）

2. 蘿蔔硫素不在蘿蔔裹

不過，一會蘿蔔，一會西蘭花的，蘿蔔硫素為什麼不在蘿蔔裡呢……

蘿蔔硫素（Sulforaphane）又名萊菔硫烷，主要存在於西蘭花和西蘭花芽中；而蘿蔔子素（Sulforaphene）又名萊菔素，主要存在於蘿蔔和蘿蔔籽中。 之所以命名如此相似，是因為二者的分子結構十分相似，只差了一個氫原子，正是這個氫原子決定了烷烴和烯烴不同的化學性質（圖2）。 按照輩分來講，蘿蔔硫素確實是蘿蔔子素的小弟; 不過在醫學科研價值上，小弟卻完爆了大哥。 在美國國立衛生研究院PubMed資料庫中搜索“Sulforaphane”能得到2，569條結果，而搜索 “Sulforaphene”則僅有65條。

圖2 ：蘿蔔硫素和蘿蔔子素之間的差異[4]

圖3 ：蘿蔔硫素的抗癌功效和機理[5]

蘿蔔硫素還為神經系統疾病的患者帶來了福音。 蘿蔔硫素在抗癌過程中所體現出的抗氧化、抗炎和抗凋亡作用，恰恰可以成為神經系統疾病的潛在治療靶點。 諸多體內和體外實驗研究表明，蘿蔔硫素在神經退行性疾病如阿爾茨海默症、帕金森症、多發性硬化症，以及癲癇、自閉症等神經系統疾病中均能起到一定的神經保護作用[6-8] 。

4. 抗衰老表現

抗癌和緩解神經系統疾病相當於間接延緩了衰老，而蘿蔔硫素的本領還不止如此，蘿蔔硫素具備直接延緩衰老的能力。 2018年英國華威大學醫學院在體外用蘿蔔硫素處理人類成纖維細胞，發現其能夠降低葡萄糖代謝，表現出一種類似熱量限制的活動，從而減少細胞蛋白質和DNA的氧化損傷，進而延緩人類MRC-5和BJ成纖維細胞的衰老進程[6]。

此外，2021年來自德國海德堡大學的研究者們利用秀麗隱桿線蟲（C.elegans）動物模型研究了蘿蔔硫素的抗衰機制：經過嚴格的控制變數研究，以及分子遺傳操作技術和生命週期評估，論文最終確定蘿蔔硫素通過調節TRA-1&DAF-16信號通路，進一步調節線蟲遷移和攝食能力，從而延長了線蟲健康壽命的8.9%[7]。

除了經典的細胞和動物實驗，醫學研究者們也將蘿蔔硫素提取物應用到了眾多臨床試驗中來，且都具備了一定的成效，包括乳腺癌、孤獨症、皮膚老化等諸多研究（如下圖所示）。

圖4 ：應用蘿蔔硫素的部分臨床研究[8]

綜上所述，在分子水準上，蘿蔔硫素能夠高效調控轉錄因數Nrf2，後者是人體調控抗氧化和代謝解毒基因表達的核心轉錄因數。 還能有效抑制NF-κB信號通路激活抗氧化和抗炎反應，進而達到抗衰效果 [5]。

在細胞層次，蘿蔔硫素通過啟動II.相酶來保護細胞DNA免受損傷，並通過激活關鍵調控因數來調節細胞週期，誘導細胞週期阻滯，從而延長細胞生命。

在臨床階段，蘿蔔硫素針對癌症、皮膚老化、糖尿病、神經系統疾病等多項臨床試驗均表現出了積極影響，並且催生了一批專利技術（圖5）。

圖5 ：有關蘿蔔硫素的部分專利[8]

5. 還有什麼？

靜息狀態下，蘿蔔硫素的前體——蘿蔔硫苷貯存在西蘭花細胞的液泡中。 在細胞受到損傷時（如收割、感染、咀嚼），液泡會破裂並釋放蘿蔔硫苷，此時定位在細胞質中的黑芥子酶負責將其切割並生成蘿蔔硫素和葡萄糖（圖6）[9]。

圖6，西蘭花細胞的靜息（左圖）與受損（右圖）狀態[9]

因此，蘿蔔硫素的順利轉化很大程度上取決於黑芥子酶的活性。然而黑芥子酶的活性恰恰會隨著溫度的升高或pH的降低而降低，也就是說，高溫烹飪以及胃酸消化西蘭花的過程都會使得黑芥子酶活性降低，進而使蘿蔔硫素的吸收效果大打折扣。但好在天無絕人之路，即便缺少黑芥子酶的存在，我們的腸道菌群也可以自發地把蘿蔔硫苷轉化為蘿蔔硫素參與血液迴圈[9,10]。

然而僅靠食用西蘭花蔬菜能補充到的蘿蔔硫素是遠遠不夠的，我們確實需要更高含量和轉化率的蘿蔔硫素補劑[11]。最後，期待有更多的人能夠因科學的發展而受益。

参考文献

[1] H J PROCHASKA，A B SANTAMARIA，P TALALAY. Rapid Detection of Inducers of Enzymes that Protect Against Carcinogens. Proceedings of the National Academy of Sciences – PNAS,1992,89(6):2394-2398.

[2] P T T C YUESHENG ZHANG. A major inducer of anticarcinogenic protective enzymes from

broccoli: Isolation and elucidation of structure. A major inducer of anticarcinogenic protective enzymes from,1992,89(6):2399-2403.

[3] J W Fahey，Y S Zhang，P Talalay. Broccoli sprouts: an exceptionally rich source of inducers of enzymes that protect against chemical carcinogens. Proceedings of the National Academy of Sciences – PNAS,1997,94(19):10367-10372.

[4] L Gao，Du F，J Wang，等. Examination of the differences between sulforaphane and sulforaphene in colon cancer: A study based on next-generation sequencing. Oncol Lett,2021,22(4):690.

[5] M Russo，C Spagnuolo，G L Russo，等. Nrf2 targeting by sulforaphane: A potential therapy for cancer treatment. Crit Rev Food Sci Nutr,2018,58(8):1391-1405.

[6] F Hariton，M Xue，N Rabbani，等. Sulforaphane Delays Fibroblast Senescence by Curbing Cellular Glucose Uptake, Increased Glycolysis, and Oxidative Damage. Oxidative Medicine and Cellular Longevity,2018,2018:1-16.

[7] H Ji，Z Qi，D Schrapel，等. Sulforaphane Targets TRA-1/GLI Upstream of DAF-16/FOXO to Promote C. elegans Longevity and Healthspan. Frontiers in Cell and Developmental Biology,2021,9.

[8] B Mangla，S Javed，M H Sultan，等. 蘿蔔硫素：回顧其治療潛力，納米遞送的進展，最近的專利和臨床試驗。 植物治療研究，2021，35（10）：5440-5458.

[9] R Santín-Márquez，A Alarcón-Aguilar，N e López-Diazguerrero，等. Sulforaphane – role in aging and neurodegeneration. GeroScience,2019,41(5):655-670.

[10] W Yuanfeng，L Chengzhi，Z Ligen，等. Approaches for enhancing the stability and formation of sulforaphane. Food Chemistry,2021,345:128771.

[11] C A Houghton. Sulforaphane: Its “Coming of Age” as a Clinically Relevant Nutraceutical in the Prevention and Treatment of Chronic Disease. Oxidative Medicine and Cellular Longevity,2019,2019:1-27.