萝卜硫素是一种异硫氰酸酯类化合物，又称莱菔硫烷，由硫代葡萄糖苷在内源芥子酶作用下水解产生，广泛存在于十字花科蔬菜中。萝卜硫素具有抗氧化、抑菌和抗炎症等作用，也是目前蔬菜中发现的抗癌效果最强的成分之一。萝卜硫素可以使癌细胞发生细胞凋亡和细胞阻滞，诱导人体内的Ⅱ相解毒酶，同时抑制Ⅰ型酶的产生，最终通过多种酶体系排出致癌物和自由基等有害成分。

       1、萝卜硫素的抗氧化活性及对氧化应激细胞的保护机制

       萝卜硫素的抗氧化性归因于它的侧链上的基团与氧化剂之间的相互作用，而不是它本身直接参与到体内的氧化还原反应中。研究显示，萝卜硫素可以显著提高Ⅱ型抗氧化酶的数量及其活性，如醌还原酶、GST、血红素加氧酶等，提高细胞的氧化应激能力，从而有效地抵抗自由基的侵害。

       研究证实，萝卜硫素可以在动物多个器官和组织部位产生抗氧化效果。萝卜硫素具有较高的抗氧化活性和超氧阴离子自由基清除能力，其通过激活核转录相关因子2/抗氧化反应元件（Nrf2/ARE）信号通路，提高Nrf2与DNA 的结合并增加启动子活性，恢复过氧化还原酶6重组蛋白（Peroxiredoxin，Prdx6）的表达水平，刺激机体提高谷胱甘肽的生成，间接起到抗氧化作用。萝卜硫素对氧化应激可以通过降低Nrf2启动子初始15个CpGs 的甲基化增强 Nrf2 的转录，还可以通过化学修饰 Keap1 的半胱氨酸残基（主要是 Cys151）阻止Keap1和Nrf2的结合，进而阻断Nrf2的泛素化和降解，使Nrf2 的积累和依赖Nrf2 调控的下游基因转录的增强。

       此外，萝卜硫素能增加血红素加氧酶-1（HO-1）的 mRNA 和蛋白质表达，从而降低线粒体中活性氧（ROS）的水平。在肾脏损伤模型中，萝卜硫素可以减轻顺铂（又名顺式-二氯二氨合铂）诱导的肾功能障碍、结构损伤、氧化/亚硝化应激等作用。研究发现萝卜硫素能减少顺铂诱导的线粒体突变，减轻细胞保护酶-醌氧化还原酶1和γ谷氨酰半胱氨酸连接酶活性损伤，有效地阻止顺铂诱导的活性氧增加，减轻肾毒性作用。

       2、萝卜硫素的抑菌作用机制

       萝卜硫素对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、幽门螺杆菌等具有重要抑制作用。研究发现，萝卜硫素通过影响细胞膜通透性、细胞物质和能量代谢以及抑制核酸和蛋白合成速率等方面抑制大肠杆菌，其中影响菌体核酸和蛋白合成是其主要抑菌机制。蛋白质印迹分析表明，金黄色葡萄球菌激活了p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和c-JunN-末端激酶（JNK）信号通路，IL?1β、IL?6和TNF?α基因的转录水平依赖于p38和JNK，而萝卜硫素预处理能阻止p38和JNK磷酸化，从而有效抑制因金黄色葡萄球菌导致的食物中毒。

       研究发现，将纯化的幽门螺杆菌脲酶经过萝卜硫素处理后，其在280～340nm处的紫外吸收会发生变化，且随处理时间的延长，萝卜硫素的ITC基团和脲酶的半胱氨酸硫醇之间可形成二硫代氨基甲酸酯，使脲酶活性丧失，进而减轻胃幽门螺杆菌感染的程度。此外，萝卜硫素还对绿脓杆菌，空肠弯曲杆菌等细菌也有明显的抑制作用。

       3、萝卜硫素的抗炎症作用机制

       越来越多的研究证明，萝卜硫素有很好的抗炎症特性。NF-κB 编码负责许多促炎细胞因子和趋化因子的转录是萝卜硫素调控炎症反应的重要途径。哺乳动物的 NF-κB 家族蛋白通常以同源或异源二聚体的形式存在，其中以 p50/p65 异源二聚体最为常见。当信号通路被激活时，在 IκB 激酶（IKK）蛋白复合物的作用下，IκB 磷酸化并通过蛋白酶体降解，NF-κB 进入细胞核与核内 DNA 的特异序列并转录多种炎症介质，如肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor α，TNF-α）、白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）和白细胞介素-10（interleukin-10，IL-10）等。研究表明萝卜硫素能够通过对 NF-κB 亚基或相关辅因子进行直接、可逆和巯基依赖的修饰来抑制NF-κB 与核内 DNA的结合及其下游基因的表达，而不影响 IκB 的降解和和 NF-κB 核易位。

       在暴露于体外循环心脏手术（CPB）中，萝卜硫素预处理能降低循环单核细胞中p38和NF-κB 的活化，并抑制循环白细胞中炎症细胞因子的表达。表明萝卜硫素可通过使白细胞中的炎症信号通路失活来保护肾脏免受 CPB 损伤。萝卜硫素也可以通过控制免疫细胞的表型，减少促炎功能（M1）表型细胞，增加抗炎功能（M2）表型细胞，从而减轻神经炎症。萝卜硫素能有效地减轻由葡聚糖硫酸钠诱导的肠道炎症，其具体表现为减轻粪便形成和粪便出血的结肠症状。在肠道炎症期间，通过病原体相关分子模式激活，单核细胞分化成特异性未成熟巨噬细胞，然后巨噬细胞分泌促炎细胞因子，加重炎症反应和屏障损伤。萝卜硫素可通过 IL-10/信号转导和转录激活因子 3（STAT3）信号介导的巨噬细胞表型从 M1 转变为 M2，有助于炎症状态的缓解。

       4、萝卜硫素的抗癌作用机制

       众多研究表明，萝卜硫素能够显著降低多种癌症的发病率，包括肺癌、乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌和结肠癌，从而改善人类的健康状况。萝卜硫素可以通过对细胞内致癌前期过程的控制，引起癌细胞凋亡、静胞效应、控制癌细胞血管生成，有效防止和治愈肿瘤。在肿瘤发展阶段，萝卜硫素能够阻断肿瘤细胞周期，对肿瘤细胞的G1、S 期或 G2/M 期具有阻滞作用，且能诱导细胞凋亡，启动肿瘤细胞的自发程序性死亡，诱导自噬来抑制肿瘤的发展。在肿瘤恶化阶段，萝卜硫素能够抑制血管生成，抑制恶性肿瘤的发生和转移，因此对防止癌细胞扩散具有积极影响。

       此外，萝卜硫素可以在癌症发生的早期，通过抑制体内第一阶段酶的活性和诱导第二阶段酶的产生，来阻止癌症的发展。第一阶段，萝卜硫素可以抑制前致癌物的活化，而第二阶段萝卜硫素可以激活谷胱甘肽硫转移酶(glutathione S-transferase，GST)、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UDP-glucuronosyl transferase，UGT)、苯醌氧化还原酶(H:quinone oxidoreductase， hNQO1)等，从而抑制致癌基因 CYP2E1的表达，使致癌物失活，从而有效地预防癌症的发生。研究发现，通过向雌鼠体内注射萝卜硫素，可以显著降低其体内强致癌物苯并芘的活性，同时也可以显著降低Ⅰ相酶的活力和增强Ⅱ相酶的活力，从而有效地阻止肺癌发生。

       另有研究表明，萝卜硫素是一种天然的组蛋白去乙酰化酶抑制剂，它可通过下调上游转录因子1（Upstream Transcription Factor1，USF1）抑制组蛋白脱乙酰基酶 5（Recombinant Histone Deacetylase 5，HDAC5）转录，从而使乳腺癌细胞中的去甲基化酶1（Lysine Specific Demethylase 1，LSD1）蛋白失稳。

       在肝癌细胞的相关探究中发现，萝卜硫素可通过下调癌基因CCND1、CCNB1、CDK1、CDK2 和 CCNB1 的表达，显著抑制肝癌细胞增殖。此外，萝卜硫素能抑制人肝癌细胞系的增殖和血管生成，通过刺激肝癌细胞系中的Nrf2信号级联，从而刺激肝癌细胞以阻止其增殖。

       研究发现，萝卜硫素能够显著抑制非小细胞肺癌细胞株 H1299、95C和95D的细胞增殖。在低浓度（1~5 μmol/L）下，即可阻止相对高转移潜能的95D和H1299细胞的迁移和侵袭，通过组蛋白修饰降低miR-616-5p水平，使 GSK3β/β 连环蛋白信号通路失活，从而抑制上皮质间转化（Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT）和肺癌细胞的转移。

       参考资料

       [1]孙奕良,李海燕,洪汉君等.十字花科植物萝卜硫素生理功能及其产品应用的研究进展[J].食品工业科技,2024,45(02):364-372.

       [2]赵凇民,李颖畅,董高缘等.萝卜硫素功能性及其机制研究进展[J].食品与发酵工业,2023,49(13):357-362.

       [3]张婧怡,郑岩,崔方超等.萝卜硫素的合成、功能及其外源调控研究进展[J].食品安全质量检测学报,2023,14(12):173-180.

       作者简介：小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究。