在美國,從30多年前就盛行研究關于十字花科蔬菜和癌癥之間的關系。研究結果表明,十字花科蔬菜中含有的吲哚類(植物激素)具有對致癌物質的解毒功效,尤其對大腸癌和乳腺癌效果更好。十字花科的蔬菜,其共同的成分除了吲哚類外,還有葉綠素、胡蘿卜素、異硫氰酸鹽及葡萄酸鹽等成分。這些成分也有抗癌的作用.許多十字花科蔬菜中都含有異硫氰酸鹽,這種成分在卷心菜中含量尤其多。肝臟中存在可將進入體內的致癌物質清除的酶,而異硫氰酸鹽可以幫助酶抑制致癌物質的活化,而且,它還有強大的消除自由基的抗氧化能力,能夠阻止癌癥前期的異常細胞增殖。
英國《柳葉刀》雜志報道,上海進行過18244例男性的較大規模研究,評估尿中ITCs總量、GST遺傳分型及肺癌的直接關系。研究結果認為:遺傳分型屬純合子GSIM-1陰性者,膳食中ITCs的保護作用比較顯著,相對危險度為0.36%,95%可信限為0.20~0.63;而GSTM-l及GSTT-l均屬陰性者ITCs的保護作用則特別顯著,相對危險度只有0.28,95%可信限為0.13~0.57。這是膳食中的ITCs可以降低人類肺癌發病率的首次直接證明。
異硫氰酸鹽是抑制癌細胞生長的快速誘導劑。植物中的葡萄糖異硫氛酸鹽經水解產生一系列水解產物具有生物活性的異硫氰酸鹽。在動物實驗中,異硫氰酸鹽選擇性地抑制動物組織腫瘤的發生,其作用機制與異硫氰酸鹽有效抑制細胞色素4P50酶代謝致癌物,增強Ⅱ相代謝酶的活性、抑制腫瘤細胞分化和誘發腫瘤細胞凋亡有直接相關。
研究發現,ITCs能誘導多種腫瘤細胞,如人前列腺癌細胞(PC-3和LNCaP)、胰腺腫瘤細胞(MIAPaCa-2、PNAC-1和BxPC-3)、人T細胞性白血病細胞、人結腸癌細胞Caco-2等發生細胞凋亡和細胞周期阻滯。Dong等的研究表明,10ktmol/L苯乙基異硫氰酸鹽(phenethyl isothiocyanate,PEITC)作用于人前列腺癌細胞Pc-3 24h,可使細胞周期阻滯于G2-M期,并能誘導細胞凋亡.進一步的研究提示,PEITC引起的PC -3細胞周期阻滯主要是由蛋白酶體介導的細胞周期依賴激酶1(cyclin-dependent kinase,Cdkl)和細胞分化周期25C(Cdc25C)蛋白的降解引起的。而PEITC誘導的PC-3細胞凋亡與抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL水平下降(分別降低56%和44%)以及Drocaspase-3、procaspase-9、proeaspase-8的斷裂有關。認為ICTs對腫瘤細胞凋亡的誘導和引起的細胞周期阻滯與MAPK信號傳導途徑的主要激酶、抗凋亡蛋白、caspases系統、細胞周期蛋白等的作用都有關系.但研究發現不同ITCs可選擇性作用于不同的激酶(如ERK,JNK, P 38):即使是對同一種激酶,各種ITCs的作用亦不完全相同。PEITC能持續活化JNKI,而3-苯丙基ITC和4-苯丁基ITC只短暫活化JNKI。正是由于這種差別導致了不同ICTs在腫瘤的預防中發揮不同的作用。