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南方红豆杉水提物在肿瘤中的研究进展

2019-01-03何驰宇曹君

浙江临床医学 2019年12期
关键词:红豆杉肺癌诱导

何驰宇 曹君

作者单位:310053 浙江中医药大学第二临床医学院(何驰宇)310022 浙江省肿瘤医院(曹君)*通信作者

南方红豆杉Taxus chinensis var. mairei 别名为美丽红豆杉,为红豆杉科Taxaceae 红豆杉属Taxus 植物,是常绿乔木,是我国特有的一级重点保护珍稀植物,主要分布在我国东南部如台湾、福建、江西、浙江、安徽等区域的海拔1000~1500m 以下的山地[1]。自从1971 年美国天然产物化学家Wani 等[2]首次从红豆杉中分离提取得到紫杉醇以来,如今,紫杉醇的抗癌作用已经广泛被人们所认知并关注,且在癌症临床的治疗中得到广泛应用。但由于紫杉醇的提取率不高,且提纯技术要求严格,深度挖掘南方红豆杉中潜在的活性抗癌物质有广阔的前景和临床价值。综合文献[3]以及下文研究学者们的方法,南方红豆杉水提物的主要提取方法如下:先将80g 南方红豆杉煎煮3 次,将获得的药液经真空抽滤器过滤,再用电磁炉浓缩至约100ml,接着于旋转蒸发仪上浓缩成40ml 药液,最后在真空干燥箱中干燥,得到浸膏,即南方红豆杉水提物(aqueous extract of Taxus chinensis,AETC),按100%浓度计算得率。与紫杉醇的提取相比,AETC 的提取方法更加简便与经济,并且提取率高,有明显的优势。AETC 在临床实践中被广泛使用,其安全性已经比较明确。但是,AETC 具体的化学成分仍不明确,目前也暂无针对水提物的药理学研究。近年来有大量的研究表明AETC 有抗肿瘤的作用,在其具体化学成分得到明确之前,其在临床上尚可以作为有效的抗肿瘤辅助用药。本文从肿瘤细胞增殖和凋亡、肿瘤细胞转移和侵袭、肿瘤血管生成和多药耐药等方面综述了AETC 的研究进展。

1 肿瘤细胞的生长增殖与凋亡

AETC 发挥抗肿瘤作用的主要途径是增殖和诱导凋亡。先前的研究表明,其能抑制胃癌细胞、肺癌细胞、乳腺癌细胞[4]、卵巢癌细胞的增殖和生长,并诱导细胞凋亡。发挥作用主要机制可能与干扰细胞周期和调节凋亡相关基因的表达有关,另外AETC 还能增强其它抗肿瘤药物的作用,与其联合使用能发挥协同作用,具有成为抗肿瘤辅助用药的良好发展前景。

1.1 干扰细胞周期 AETC 能够干扰肿瘤细胞的细胞周期,使肿瘤细胞周期停滞在G1 期,达到影响细胞增殖的目的。舒琦瑾等[5]的一项研究表明人肺癌肿瘤A549 细胞经过AETC 的处理会呈现细胞周期阻滞现象,G1 期细胞数量增多,S 期细胞数量减少,发生G1 期阻滞,作用效果与AETC 的剂量在一定范围内成正比关系。此外,细胞的形态发生明显的变化,比如皱缩、坏死等,表现为典型的凋亡表现,细胞增殖受到明显的抑制。

1.2 调节凋亡相关基因 AETC 诱导细胞凋亡的机制主要是下调Survivin 的表达,可能与抑制EGFR/MAPK 信号通路、影响Ras/MAPK 信号通路、抑制JNK 通路有关。Survivin 是一种凋亡抑制蛋白,是目前最强的凋亡抑制因子[6],该分子过表达能够增强细胞的增殖能力,反之,抑制该分子的表达可诱导细胞凋亡。膜受体酪氨酸蛋白激酶信号传导(Ras/MAPK)途径是在细胞中普遍存在的一条对细胞生存与凋亡具有调控作用的传导通路[7]。EGFR 信号通路受到激活则可以促进细胞的增殖和阻断细胞的凋亡[8]。c-Jun 氨基末端激酶(JNK)对细胞的形态发生、细胞分化和凋亡的调节等方面均有着重要的影响[9-10]。

一项来自清华大学玉泉医院邓勇梅[11]的研究表明,经过AETC 处理后,通过MTS 法检测到卵巢癌SKOV-3 细胞株MTS 值下降,细胞活力受到抑制,ATP 含量降低,细胞的能量代谢受到抑制,另外,此研究还发现其能通过抑制凋亡抑制蛋白Survivin 的表达,达到诱导凋亡的目的。来自浙江中医药大学附属第一临床医学院的舒琦瑾等学者[12]通过Westren blot 检测人肺癌A549 细胞的凋亡相关蛋白ERK1/2、JNK1/2、Survivin 的表达,随着AETC 剂量的逐渐增加,肿瘤细胞的ERK1/2、JNK1/2 蛋白较正常细胞无明显变化,但是Survivin 蛋白则逐渐减少。在其团队之后深入的研究[13]中发现AETC 可以抑制磷酸化EGFR 和ERK1/2 的水平,增强p38 MAPK 磷酸化的水平,对EGFR、ERK1/2 和p38 MAPK 的表达影响甚微,提示AETC 抑制人肺癌A549细胞增殖的作用方式是多靶点性的,调节Survivin 蛋白以及抑制EGFR/MAPK 信号通路可能是AETC 诱导凋亡的重要机制。戴飞飞等[14]发现AETC 可以部分下调HER2 阳性胃癌移植瘤的HER2、KRAS 蛋白及其mRNA 表达水平,主要通过Ras/MAPK 信号通路,与赫赛汀联合使用还可以增强疗效。徐颖扉等[15]通过Western blotting 检测发现,随着AETC 剂量的增加,经过AETC 处理的人肺腺癌A549 细胞P38 蛋白的水平较正常细胞无显著变化,但P-JNK 蛋白则逐渐减少(P<0.01),说明AETC 可能通过抑制JNK 通路的激活,从而诱导A549 细胞发生凋亡。

1.3 与抗肿瘤药物的协同 研究表明,AETC 可以和抗肿瘤药物(厄洛替尼、顺铂、赫赛汀、环磷酰胺)联合发挥作用,增强抗肿瘤药物的效应,产生协同相加的效果,这些研究对于AETC 日后成为抗肿瘤药物的辅助药物有着积极的意义。AETC 可以与厄洛替尼协同发挥作用:通过抑制EGFR 的磷酸化,P-EGFR 蛋白的表达减少,EGFR 信号通路减弱,从而导致此通路下游的P-ERK、P-JNK蛋白的表达也受到影响,A549 肿瘤细胞的增殖能力、转移和侵袭能力、血管生成能力均被抑制,还能促进细胞调亡,起到抗肿瘤效果[16]。顾丹琳等[17]对A549 肺癌裸鼠的研究发现AETC 能够抑制肿瘤的生长,相比于环磷酰胺(CTX),其抑癌效果一般,但是在改善裸鼠生存质量等方面更有优势。崔庆丽等学者[18]的研究表明AETC 和厄洛替尼有相加关系的抑制裸鼠A549移植瘤生长的作用,二者协同的机制可能是下调COX-2 和Bcl-2 的mRNA 和蛋白表达水平。李萍等[19]用CCK-8 法检测人肺癌A549 细胞48h 后的存活情况,发现AETC 能够抑制其生长,与顺铂联合使用能增强其效果,作用效果呈现量效关系,用RT-PCR 发现AETC 和顺铂连用能下调细胞Bcl-2、Survivin 基因的表达,并且上调Bax 的表达。另外,李萍等[20]的研究发现AETC 与紫杉醇联合用药也可以抑制人肺癌A549 细胞的生长,下调细胞Bcl-2、Survivin 基因的表达,并且上调Bax 的表达。王亚坤等[21]通过TUNEL 法发现AETC 能促进HER2 阳性人NCI-N87 胃癌移植瘤的凋亡,并能联合赫赛汀能增强其作用,主要也是通过促进凋亡。AETC 还能抑制移植瘤瘤块的生长,两药联合使用抑制生长的作用更加明显。

2 抑制肿瘤侵袭和迁移

在临床上,患者预后差甚至最终导致死亡的主要原因是肿瘤恶性的广泛转移,调控肿瘤转移能力的关键因素是肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。因此,在肿瘤的治疗过程中,抑制肿瘤的侵袭和转移是现在抗肿瘤的重要思路之一。以下研究表明,AETC 可以通过下调细胞粘附分子的表达从而抑制肿瘤侵袭和转移,主要与CD44v、IGT-β1、COX-2、MMP-2有关。邓勇梅[11]发现AETC 能够降低细胞迁移率、抑制细胞迁移,且在一定范围内呈现剂量正相关。另外,通过Real-time RCR 发现IGT-β1、CD44v、Survivin 的mRNA 含量降低,涉及增殖和粘附基因的表达受到抑制,从而影响肿瘤的侵袭和迁移。单双双等[22]发现AETC 与厄洛替尼联用,厄洛替尼的效应能得到一定的提升,发挥作用的机制可能为下调COX-2、MMP-2 蛋白表达。

3 抑制肿瘤血管的生成

大量研究表明,肿瘤血管的生成极大程度地影响了肿瘤的生成、增殖和转移,通过抑制肿瘤血管生成可以影响肿瘤组织正常的新陈代谢行为,进而达到抗肿瘤的目的,这也是目前临床上治疗肿瘤使用较多的思路和手段。AETC 能否抑制肿瘤血管的生成目前仍需要更多的证据来支撑和说明,最近几年主要有下面两项研究:邓勇梅[11]对卵巢癌SKOV-3 细胞的研究中发现AETC 可以抑制血管新生相关基因MIF、HIF-1、VEGF 的表达,防止肿瘤新生血管的生成。然而,在崔庆丽等[23]的研究结果并不支持前者的结论,经过AETC 处理过的裸鼠A549 肺癌移植瘤组织中EGFR 及VEGF 蛋白水平虽然均有轻微减少的趋势,但差异无统计学意义,结果说明AETC 对血管生成无明显影响,这个研究还发现Survivin 及 p-EGFR 蛋白水平明显下调(P<0.05),提示AETC 可能通过抑制Survivin 蛋白的表达,减少EGFR 的磷酸化,发挥抑制肿瘤生长的作用。

4 逆转肿瘤多药耐药

肿瘤细胞的多药耐药性(MDR)现已成为阻碍肿瘤化疗成功的重要因素。姜贻乾等[24]以人非小细胞肺癌H460 干细胞为研究对象,在一定范围内AETC 对肿瘤细胞的增殖抑制作用效果与剂量呈现正相关,IC50 值为1449μg/ml 在这项研究中还发现AETC 可有效逆转细胞对于顺铂的耐药性,抑制P-gp 蛋白的外排作用可能是其逆转多药耐药性的作用机制。

5 小结

近年研究表明,AETC 能对多种肿瘤细胞发挥作用,主要与细胞周期的调控、抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤转移和侵袭、抑制肿瘤血管的生成、逆转肿瘤多药耐药性等多个方面有紧密的关系。近年来,对于AETC诱导肿瘤细胞凋亡的临床前研究较完备,但是在抑制血管侵袭和逆转耐药性等方面仍有较大的研究空间。此外,研究肿瘤的种类也较为有限,对于人肺癌A549 细胞的研究较多,但是对于其余癌肿的基础研究仍有所欠缺,这在某种程度上给今后对于南方红豆杉水提物的研究提供了一定的方向。另外,目前也缺少针对AETC 具体化学成分的药理学研究。AETC 具有良好的抗肿瘤应用前景,未来可以在逆转肿瘤多药耐药以及联合用药等方面进行更多的基础研究和临床研究,探明机制。若在今后的研究中能够明确其发挥作用的主要成分并分离提取,其或可以成为一种新的抗肿瘤药物,以期能够在临床上被广泛运用,弘扬发展我国传统中医药事业。

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