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青藤碱抗肿瘤作用研究进展

2017-06-09靳涛徐倩陈丹娜

今日健康 2016年11期
关键词:抗肿瘤研究进展

靳涛 徐倩 陈丹娜

【摘 要】 青藤碱(Sinomenine,SN)是从防己科植物青风藤干燥的根茎中提取出来的一种生物碱单体,分子式为C19H23NO4,结构与吗啡相似,是一种植物中很强的组织胺释放剂。目前对于青藤碱药理作用的研究多集中在镇痛镇静、镇咳局麻、降血压、抗炎、临床上用于治疗风湿性关节炎和神经痛等方面,随着近些年研究的深化,人们对青藤碱的作用机制以及药理研究有了新的看法,国内外的的学者越来越多的重视到其在抗肿瘤方面的作用。本文概括了青藤碱近年来在抑制肿瘤生长、促进癌细胞凋亡方面的研究进展,期望为临床运用提供一个新思路。

【关键词】 青藤碱 抗肿瘤 研究进展

癌症(cancer),医学上称为:恶性肿瘤(malignant neoplasm),其具有生长快,易浸润或向远处转移,难以根治等特点。由于发病器官和组织部位的不同,呈现出不同的临床表现,早期没有明显症状,发病隐匿,大多数患者察觉出症状时,癌症已进入中晚期。一般对于发现较早的实体肿瘤来说,手术一直是最佳的医治手段,理论上可以根治。对于处于晚期或没有实体肿瘤的癌症,可选择化学治疗、放射线治疗、靶向治疗、免疫治疗法等。实际治疗中,大部分常用的治疗手段在杀死癌细胞,抑制肿瘤生长的过程中都会对机体和正常组织产生极强的毒副作用,给患者及家属带来极大的痛苦。因此怎样在治疗过程中尽可能的减少对正常组织的影响,降低伤害,并且医疗效果显著的的治疗手段成为近些年来癌症研究的主要方向。

青藤碱(Sinomenine,Sino) 从防己科植物青藤和毛青藤中提取,主要成分是一种可分离的生物碱单体,其分子式为C19H23NO4,其结构与吗啡相似,具有镇痛镇静、镇咳局麻、降血压、抗炎等作用,临床药物多以盐酸青藤碱的形式存在。目前关于青藤碱药理作用的研究报道大部分集中在抗炎镇痛与免疫抑制方面,并且有动物实验显示,在休克状态和受损器官中青藤碱能够起到一定的保护作用,但在抑制肿瘤细胞方面的报道较少。研究表明,青藤碱能够抑制人巨噬细胞,成纤维样滑膜细胞的生长与增殖,且在体内外实验得到验证,而且研究发现青藤碱还能抑制与肿瘤产生、发展紧密联系的基因表达,热休克蛋白27(HSP27),死亡结构域相关蛋白,胎盘生长因子(PIGF),如白介素6(IL-6)等的表达,由于大量与之类似的异喹啉类生物碱都具有抗肿瘤活性,因此推断青藤碱也具有促进肿瘤细胞凋亡的作用。

1 抗肿瘤作用

1.1 抗乳腺癌

相关研究发现盐酸青藤碱对乳腺癌细胞MCF-7的增殖具有明显的抑制作用,并与临床常用的抗癌药物5-氟尿苷(5-FUR)进行比较,2.5-5.0mmol/L青藤碱对人乳腺癌MCF-7细胞均产生阻碍其增殖、生长的作用,并且青藤碱单独作用于乳腺癌细胞系的抑制效果比5-FUR及青藤碱联用5-FUR效果显著。

只要条件适宜,癌细胞能够无限繁殖,且分裂速度较普通细胞很快,因此,目前市面上主流的抗肿瘤药物通常都是以抑制肿瘤细胞分裂来阻碍肿瘤的發展。进一步研究发现,在青藤碱的作用下处于G1/S细胞周期的癌细胞终止分裂,并进一步杀死癌细胞,MAPK信号通路可能参与了这一分子机制的介导。青藤碱在有效抑制癌细胞生长、杀死癌细胞的同时并未对其他组织产生影响。因此盐酸青藤碱可用于乳腺癌的治疗。

1.2 抗胃癌

LV[1]等通过以青藤碱作为实验组,用塞来昔步作为实验的阳性对照,将青藤碱按照一定的浓度梯度作用于胃腺癌SGC-7901细胞。结果表明,青藤碱对胃腺癌SGC-7901细胞的增殖抑制及COX-2的表达抑制都有很好的效果,且呈浓度、时间依赖性;在塞来昔布或青藤碱的作用下,细胞变圆并出现分离形态,这表明细胞出现凋亡现象。这表明青藤碱之所以对胃腺癌细胞有抑制作用与COX-2的表达是存在联系的。Liao[2]等通过将青藤碱与5-氟尿嘧啶单独作用于小鼠模型,与将二者合并用药作用于小鼠模型的结果相对比,并记录胃癌细胞的变化,结果表明,青藤碱能够显著加强5-氟尿嘧啶所介导的对癌细胞的生长抑制作用,加速诱导了胃癌细胞的凋亡,因为青藤碱的这种药理特性,使之有机会成为5-氟尿嘧啶用药医治胃癌时的化疗的敏化剂。

1.3 抗肝癌

研究表明,在体内实验中,将青藤碱以不同浓度梯度注入人肝癌Hep3B细胞小鼠移植瘤模型,一段时间后观察到小鼠体内肿瘤的体积与重量均有明显下调;在体外实验中,盐酸青藤碱呈时间和剂量依赖性方式显著的抑制肝癌细胞系的生长,大部分肝癌细胞出现染色质凝集以及核碎裂等现象,增加了细胞的凋亡。这表明青藤碱在体内外均对癌细胞的增殖有很好的抑制作用。Hong等[3]通过TfR mAb联合青藤碱抗肿瘤效应的研究中发现,使用TfR mAb单独作用于人肝癌细胞HepG2,会使COX-2与VEGF的表达上调,且表达与剂量呈正相关;使用青藤碱单独作用于的人肝癌细胞系,COX-2的表达与剂量呈负相关。使用TfRmAb与青藤碱联合处理人肝癌细胞HepG2后, 明显的降低了COX-2和VEGF的表达,且较两者单独处理的细胞系更为显著。表明青藤碱的抗肿瘤作用可能通过调节COX-2和VEGF的表达来完成。

何晶晶等[4]通过实验探讨了青藤碱对人肝癌细胞HepG2的侵袭和转移能力的影响。实验采用0.125-2.5mmol/L青藤碱和0.1mmol/L的氟尿嘧啶作为实验的阳性对照组处理人肝癌细胞HepG2。最终得出结论:盐酸青藤碱对人肝癌细胞HepG2的侵袭性和转移性以及快速增殖都有很好的抑制作用。并且猜测青藤碱抑制人肝癌细胞的侵袭与转移是通过抑制细胞外基质实现的。

1.4 抗肺癌

通过近年研究发现,非小细胞肺癌中COX-2明显有上调的趋势,但是否能通过抑制COX-2的活性来医治肺癌还有待讨论。姜廷枢等[5]通过实验研究了青藤碱对肺癌细胞系A549生长的影响。结果表明,用不同剂量的青藤碱(1.0,0.5,0.25mmol/L)剂量组处理A549细胞不同的梯度时间后,细胞增殖明显受到抑制,且呈明显的时间、剂量的依赖性。青藤碱处理组处于G1期细胞比例显著上调,凋亡率也较对照组升高,并且与剂量呈依赖性。这表明,青藤碱在体外能够有效的抑制肝癌细胞A549的增殖与生长。还有实验表明,通过使用青藤碱作用于肺癌细胞株Calu-1研究,表明青藤碱能够呈时间和剂量依赖性地抑制人肺癌细胞株Calu-1的生长、增殖,还能够诱导其凋亡。

实验表明,青藤碱对肺癌细胞的信号通路也会造成一定的影响。Zhou等[6]在P13K/Akt和MEK/ERK信号通路的活化对青藤碱诱导的肺癌细胞凋亡影响实验中发现,P13K/Akt和MEK/ERK信号通路的活化能够阻碍青藤碱诱导的肺癌细胞NCL-H460的凋亡,抑制这两条通路可以增加青藤碱的效应。也有实验表明,青藤碱作用癌细胞的同时伴随着这两条信号通路的活化,但是抑制这两条信号通路后,青藤碱诱导的细胞凋亡率明显上升。表明P13K/Akt和MEK/ERK两条信号通路在青藤碱抗肿瘤作用中发挥着重要作用。

1.5 抗宫颈癌

张瑜等通过实验证明了青藤碱对宫颈癌Hela细胞的抑制作用。结果显示,用0.1-2.5mmol/L的青藤碱作用于宫颈癌Hela细胞,均能抑制其增殖,且呈时间、剂量的依赖性;青藤碱作用Hela细胞后,细胞凋亡率显著增高,并和浓度与作用时间呈正相关,其机制与其诱导细胞凋亡、阻滞细胞周期存在一定联系。也有研究发现,在体外实验中,青藤碱能够明显抑制人宫颈癌细胞Hela的生长与增殖,其能够诱导Hela细胞凋亡从而实现抑制作用,它的作用机制可能与P13K/Akt-Caspase-3信号转导通路存在一定联系。

研究表明联合铂类药物对宫颈癌细胞也具有一定的影响。施荣东等[7]探讨了青藤碱与顺铂(DDP)联用对宫颈癌细胞Hela的影响。结果显示,青藤碱能够有效的抑制其增殖,并且呈现时间和剂量的依赖性,与顺铂联合作用于宫颈癌Hela细胞后,癌细胞的增殖速度明显减弱,这表明使用青藤碱与顺铂对两种药物联合对宫颈癌Hela细胞的增殖可产生协同抑制的作用。在青藤碱与卡铂联用对宫颈癌Hela细胞抑制作用方面,吴敏等通过实验表明,两药联合作用对宫颈癌Hela细胞有显著的抑制作用,呈时间、浓度的依赖性,且抑制效果显著高于单药处理组,两药的协同抑制作用效果更加明显。这表明,青藤碱可以有效提高化疗药物的疗效。

1.6 抗白血病

童向民等[8]做了在血液系统肿瘤方面的研究发现,结果显示,青藤碱可以诱导白血病细胞K562的凋亡,COX-2与NF-KB表達程度在青藤碱作用后出现显著下调。从而得到青藤碱诱导的K562细胞凋亡是以抑制COX-2与NF-kB表达程度来实现的结论。

2 抗多药耐药作用

多药耐药(mulitidrug resistance,MDR)是指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药物出现耐药性的同时,对其他结构和作用机理不同的抗肿瘤药物产生交叉耐药性,分为原发性耐药和获得性耐药,这是导致化疗失败的主要原因之一。据相关数据统计,大约90%以上的肿瘤化疗失败是由于多药耐药性。Liu等[9]通过研究发现,将柔比星作用于具备多药耐药性的结肠癌Caco-2细胞系时,发现COX-2和多药耐药-1基因表达上调,同时激活结肠癌Caco-2细胞中NF-KB信号通路。将青藤碱作用于该细胞系,发现青藤碱可以通过抑制NF-KB信号通路,因而使多药耐药-1基因和COX-2的表达得到抑制,从而提高药耐药性的结肠癌Caco-2细胞系对柔比星的敏感性。这个研究成果为解决癌症治疗时肿瘤多药耐药性现象提供了新的临床思路。

3 结语

青藤碱通过口服和肌内注射,进行局部抗炎和镇痛等治疗。目前投入临床使用的有正清风痛宁片、缓释片、盐酸青藤碱注射液、毛青藤总碱片等制剂用于治疗类风湿性关节炎及心律失常,取得非常不错的疗效,为临床用药提供了一种新的治疗思路,并且喷剂等已经处于研发模式。近些年还有用于治疗慢性肾炎、强直性脊柱炎、骨质增生、心脑血管疾病、戒毒等多种研究报道,都取得了不错的疗效。由于青藤碱对各类型肿瘤均有良好的抑制作用且效果显著,以及它良好的抗多药耐药性,近年来已经成为研究的热点,抗MDR作用机理可能是通过抑制COX-2和VEGF的的表达和抑制肿瘤细胞的生长、抑制细胞繁殖来实现的,其涉及P13K/Akt、MEK/ERK和MAPK等多种信号通路;直接或间接影响转录因子家族(Fork-head、NF-KB、P53等)发挥细胞存活调控作用;促使细胞凋亡的启动者和效应者Caspase-9活化,有效抑制凋亡抑制基因Survivin表达,促进细胞凋亡等。但其对肿瘤抑制作用的机制还不明确,其起始作用位点是什么、是否有其他路径、作用靶点是什么等还需要进一步研究。

参考文献

[1] Lv Y, Li C, Li S, Hao Z. Sinomenine inhibits proliferation of SGC-7901 gastric adenocarcinoma cells via suppression of cyclooxygenase-2 expression[J]. Oncology letters. 2011;2(4):741-745.

[2] Liao F, Yang Z, Lu X, Guo X, Dong W. Sinomenine sensitizes gastric cancer cells to 5-fluorouracil in vitro and in vivo. Oncology letters[J]. 2013;6(6):1604-1610.

[3] Hong Y, Yang J, Shen X, Zhu H, Sun X, Wen X, et al. Sinomenine hydrochloride enhancement of the inhibitory effects of anti-transferrin receptor antibody-dependent on the COX-2 pathway in human hepatoma cells[J]. Cancer Immunology, Immunotherapy. 2013;62(3):447-454.

[4] 何晶晶. 青藤碱对人肝癌细胞HepG2侵袭和转移能力的影响[D]. 兰州大学. 2012.

[5] 姜廷枢, 李胜岐等. 青藤碱对肺腺癌细胞系A549增殖和凋亡的影响[J]. 中国老年学杂志. 2010;(05):3-8.

[6] Zhou L, Luan H, Liu Q, Jiang T, Liang H, Dong X, et al. Activation of PI3K/Akt and ERK signaling pathways antagonized sinomenine-induced lung cancer cell apoptosis[J]. Molecular medicine reports. 2012;5(5):1256-1260.

[7] 施荣东等. 青藤碱联合顺铂对人宫颈癌Hela细胞增殖作用的影响[J]. 中国药物与临床. 2010:3.

[8] 童向民, 姚航平. 青藤碱对K562和PC-3细胞COX-2和NF-kB表达的抑制作用. 浙江省医学会心身医学分会第七届全国血液免疫学学术大会暨2008年浙江省血液病学术年会论文汇编. 2008:1.

[9]Liu Z, Duan Z-J, Chang J-Y, Zhang Z-f, Chu R, Li Y-L, et al. Sinomenine sensitizes multidrug-resistant colon cancer cells (Caco-2) to doxorubicin by downregulation of MDR-1 expression[J]. PloS one. 2014;9(6):e98560.

作者简介:陈丹娜(1983-),女,博士,副教授,研究方向:细胞增殖与凋亡。

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