川芎嗪抗腫瘤作用研究進(jìn)展
王布1,顧鑫2,張志華2(審校)
(1.河北北方學(xué)院研究生部,河北 張家口 075000;2.河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院,河北 張家口 075000)
中圖分類號(hào):R 969
據(jù)美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2013年北美新增腫瘤病例176 620例,死亡人數(shù)達(dá)到64 880例。我國(guó)每年新增腫瘤患者達(dá)160萬(wàn),病死率僅次于心腦血管疾病。目前,在腫瘤的臨床治療中,手術(shù)、放化療是主要治療手段,但大多數(shù)患者發(fā)現(xiàn)時(shí)已是中晚期,失去了手術(shù)的最佳時(shí)期,而放化療毒副作用較大,許多患者并非死于腫瘤本身而是死于放化療引起的嚴(yán)重不良反應(yīng)。因此,研發(fā)新型、高效、毒副作用低的抗腫瘤藥物逐漸成為目前研究的熱點(diǎn)。
川芎嗪(tetramehtylpyrazine,TMP)是從傘形科的川芎、姜科的溫莪術(shù)等植物中提取的一種有效活性生物堿單體,其化學(xué)名為2,3,5,6-四甲基吡嗪,它是傳統(tǒng)中藥川芎的有效成分,具有活血化淤、抗血小板凝集、擴(kuò)張血管等多種藥理作用,是一種應(yīng)用前景廣闊的藥物。同時(shí),TMP具有一定的抗腫瘤作用,可抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)增殖,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,抑制端粒酶的合成及活性;并且具有逆轉(zhuǎn)多藥耐藥、抗腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能、對(duì)化療藥物增效減毒、對(duì)放射治療增敏、放射保護(hù)等作用。現(xiàn)將TMP在抗腫瘤方面的研究進(jìn)展以及展望進(jìn)行綜述。
1TMP的直接抗腫瘤作用
TMP直接抑制腫瘤作用的研究大多為體外實(shí)驗(yàn)。張志軍在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)不同濃度的TMP對(duì)小細(xì)胞肺癌H446細(xì)胞的增殖抑制作用明顯不同。伍俞霓等研究發(fā)現(xiàn)小劑量TMP能夠誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞分化,并且對(duì)細(xì)胞周期也有一定的阻滯作用。一些研究表明TMP能直接抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)與增殖,誘導(dǎo)人體靜脈內(nèi)皮細(xì)胞VEC—304細(xì)胞凋亡及由VEGF誘導(dǎo)的該細(xì)胞的增殖等來(lái)協(xié)同抑制腫瘤的生長(zhǎng)[4-5],此結(jié)果表明TMP可能通過(guò)抑制VEGF的表達(dá)抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。有學(xué)者研究比較了幾種不同中藥成分如苦參堿、斑蟊酸鈉、TMP等抑制癌細(xì)胞增殖的作用,結(jié)果顯示僅TMP對(duì)肺癌A549細(xì)胞和乳腺癌MCF7細(xì)胞兩種細(xì)胞株抑制作用明顯,而且抑制效果成濃度依賴性,這與伍俞霓等人的研究結(jié)果一致。張振玉等人研究證實(shí)TMP可直接殺傷胃腺癌MKN45細(xì)胞,其抑制率可達(dá)到24%~28%,可用于胃癌的治療。汝濤等發(fā)現(xiàn)TMP在體外可以抑制胰腺癌細(xì)胞的增值。徐修禮等也證實(shí)了TMP對(duì)大腸癌細(xì)胞的增殖有抑制作用。劉錦榮等研究發(fā)現(xiàn)高濃度的TMP能夠抑制黑色素瘤細(xì)胞B16F10DNA、RNA以及蛋白質(zhì)的合成,并呈現(xiàn)一定的濃度和劑量依賴性。同時(shí),中醫(yī)觀點(diǎn)認(rèn)為腫瘤為血瘀的表現(xiàn),TMP作為活血化瘀藥物可用于腫瘤治療。但TMP劑量較大時(shí)即具細(xì)胞毒性,因此,TMP在體外實(shí)驗(yàn)研究抑制腫瘤細(xì)胞增殖的劑量目前還不適用于臨床上所要求的使用劑量范圍。
2TMP、凋亡相關(guān)蛋白與細(xì)胞凋亡
有研究證實(shí)TMP可以通過(guò)不同機(jī)制來(lái)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,從而達(dá)到抗腫瘤的效果[10-11]。黃波等[12]使用蛋白印跡法研究TMP聯(lián)合順鉑可能通過(guò)下調(diào)Bcl-2表達(dá)、上調(diào)P53蛋白表達(dá)水平的機(jī)制誘導(dǎo)小細(xì)胞肺癌NCI-H446細(xì)胞發(fā)生凋亡。Zhang等人[13]探討了TMP對(duì)造血干細(xì)胞的抗增殖和抗凋亡的作用機(jī)制,發(fā)現(xiàn)TMP對(duì)肝細(xì)胞沒(méi)有明顯的細(xì)胞毒性,通過(guò)調(diào)節(jié)ERK/P53信號(hào)通路,破壞線粒體功能,并誘導(dǎo)caspase依賴的線粒體凋亡,從而達(dá)到抗肝纖維化的作用。TMP能夠誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,并對(duì)正常細(xì)胞有很好的保護(hù)作用。
細(xì)胞凋亡是一種消除惡性細(xì)胞的細(xì)胞防御機(jī)制,并在抑制腫瘤發(fā)展中起著重要的作用。事實(shí)上,許多抗癌藥物主要是通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡相關(guān)信號(hào)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的[14-15]。腫瘤細(xì)胞的凋亡過(guò)程與多種基因密切相關(guān),如凋亡抑制基因bcl-2、CAP家族、IAPs家族、Cathepsin D[16]等和促凋亡基因p53、Fas、caspase家族等。細(xì)胞凋亡阻滯可以通過(guò)不同的調(diào)節(jié)機(jī)制誘發(fā)癌變,延長(zhǎng)細(xì)胞的生命周期和基因突變的可能性打破了正常誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的細(xì)胞周期檢查點(diǎn)[17]。IAP蛋白可以通過(guò)有效的抑制凋亡而誘發(fā)腫瘤形成,因此,IAP成員在腫瘤治療中的成為常見的作用靶點(diǎn)[18]。
3TMP對(duì)腫瘤血管新生的作用
血管生成即新生血管的形成,對(duì)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移起著關(guān)鍵性作用,血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)是促進(jìn)血管生成最突出的血管生成因子,被認(rèn)為是治療腫瘤的靶點(diǎn)[19]。黃正華等在對(duì)胃癌前病變大鼠新生血管形成的研究中觀察到TMP能有效抑制VEGF在胃癌形成過(guò)程中在表達(dá),阻斷其癌變[20]。Chen等[21]人研究發(fā)現(xiàn)TMP可能通過(guò)下調(diào)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞CXCR4的表達(dá)來(lái)抑制血管新生,抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)移,并推測(cè)CXCR4的表達(dá)降低可能先于VEGF的表達(dá)。另有研究揭示TMP對(duì)黑色素瘤具有明顯抑制作用,TMP通過(guò)抑制VEGF和胞外基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)的表達(dá)來(lái)發(fā)揮其抑制黑素瘤腫瘤血管生成的作用[22]。研究表明TMP對(duì)大腸癌、白血病、乳腺癌等惡性腫瘤的新生血管也有抑制作用[23-25]。TMP具有較強(qiáng)的抑制腫瘤血管新生作用,但TMP抗腫瘤血管生成的具體機(jī)制尚不完全清楚,有待進(jìn)行更深層次的研究。
4TMP對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫調(diào)理作用
有研究表明TMP治療小鼠小細(xì)胞肺癌能夠提高荷瘤小鼠的生存質(zhì)量,改善免疫功能[26]。孫繼萍通過(guò)黃芪、TMP對(duì)人肺癌細(xì)胞株外Th2型細(xì)胞因子逆轉(zhuǎn)作用的研究發(fā)現(xiàn)TMP誘導(dǎo)IFN-γ、IL-2表達(dá)和阻斷IL-4表達(dá)發(fā)揮對(duì)人肺癌細(xì)胞株的逆轉(zhuǎn)作用,終止腫瘤狀態(tài)下的“TH2循環(huán)”,調(diào)整腫瘤的免疫狀態(tài)[27]。Gyoseon等人研究發(fā)現(xiàn)TMP能夠調(diào)節(jié)黑色素形成和炎癥反應(yīng),通過(guò)降低炎癥因子TNFα、IL-1β、IL-8等釋放對(duì)黑色素瘤引起的炎癥有恢復(fù)作用。TMP可能通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能而發(fā)揮抗腫瘤的作用[28]。
5TMP抗腫瘤細(xì)胞的黏附,侵襲
目前腫瘤治療及預(yù)后較差的關(guān)鍵在于腫瘤容易發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移,因此了解腫瘤發(fā)展和轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制將有助于制定更好的治療策略,改善患者的預(yù)后,從而提高患者的生存期和生活質(zhì)量。YIN等[29]人研究表明TMP能夠通過(guò)減少IL-8產(chǎn)物的表達(dá)來(lái)抑制SKOV3細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,從而達(dá)到阻斷腫瘤發(fā)生發(fā)展的目的。另有研究TMP能夠抑制小細(xì)胞肺癌的增殖,減少VEGF的表達(dá)并降低微血管密度,但在非小細(xì)胞肺癌方面還缺乏相應(yīng)的研究。環(huán)氧合酶(cyclooxygenase,COX)是從游離花生四烯酸中產(chǎn)生前列腺素和血栓素的關(guān)鍵限速酶,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)COX的三種形式,其同工酶差異表現(xiàn)出不同的調(diào)節(jié)功能。COX-2作為誘導(dǎo)型同工酶,能夠?qū)ιL(zhǎng)因子、細(xì)胞因子等的刺激后作出早期表達(dá)。已有研究證實(shí)COX-2在非小細(xì)胞肺癌中出現(xiàn)過(guò)表達(dá)現(xiàn)象,COX-2通過(guò)抑制凋亡,增加血管生成,降低宿主免疫力,增強(qiáng)侵襲和轉(zhuǎn)移等多面性作用促進(jìn)肺癌的惡性發(fā)展。此外,一些研究表明,COX-2可能是肺癌侵襲和轉(zhuǎn)移過(guò)程中的一個(gè)核心要素,由此推測(cè)COX-2可能與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。Zheng等[30]人研究發(fā)現(xiàn)TMP可通過(guò)抑制COX-2活性來(lái)抑制肺癌A549細(xì)胞轉(zhuǎn)移性生長(zhǎng),從而降低腫瘤細(xì)胞侵襲能力。研究表明,COX-2可通過(guò)上調(diào)EGF、VEGF、ET-1的表達(dá)來(lái)促進(jìn)腫瘤血管形成、促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移等[31]。林淑儀等[32]在苦參堿和TMP抑制白血病細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移作用的實(shí)驗(yàn)研究中應(yīng)用RT-PCR技術(shù)發(fā)現(xiàn)苦參堿和TMP能有效抑制低氧環(huán)境下Raji細(xì)胞和K562細(xì)胞黏附、遷移和侵襲能力,其作用機(jī)制可能是通過(guò)下調(diào)細(xì)胞內(nèi)HIF-1mRNA的表達(dá),從而減少VEGF mRNA的生成來(lái)實(shí)現(xiàn)。另有研究發(fā)現(xiàn)TMP可抑制AGZY細(xì)胞的增殖,抑制細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力可能與nm23表達(dá)上調(diào)有關(guān)[33]。有學(xué)者認(rèn)為活血化瘀中藥對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移有促進(jìn)作用,丁罡等[34]研究表明丹參、赤芍可促進(jìn)大鼠Walker256癌細(xì)胞肝轉(zhuǎn)移,并增加大鼠肝癌移植瘤內(nèi)VEGF的表達(dá)及血管新生,從而促進(jìn)腫瘤的侵襲、發(fā)展、轉(zhuǎn)移。TMP在抗腫瘤治療過(guò)程中對(duì)組織血管是否有選擇性,其作用機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。
6TMP逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的多藥耐藥作用
腫瘤多藥耐藥(MDR)是腫瘤細(xì)胞逃避抗癌藥物細(xì)胞毒性的現(xiàn)象,腫瘤的多藥耐藥已成為癌癥化療的主要障礙。Zhang等[35]研究表明TMP對(duì)逆轉(zhuǎn)乳腺癌化療藥物的耐藥具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。研究揭示TMP能夠增強(qiáng)人肝癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性,TMP能有效逆轉(zhuǎn)BEL-7402/ADM細(xì)胞的MDR,其活性機(jī)制可能是下調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)體P-gp等的表達(dá)。隨著對(duì)腫瘤耐藥機(jī)制的研究,開發(fā)了許多類型的耐藥逆轉(zhuǎn)劑,因副作用大,或因在體內(nèi)作用逆轉(zhuǎn)耐藥效果不明顯,或因價(jià)格昂貴等原因,不能廣泛應(yīng)用于臨床。迄今為止,尚未發(fā)現(xiàn)一種理想的耐藥逆轉(zhuǎn)劑。從中草藥的單體中選擇具有凋亡誘導(dǎo)作用的藥物是目前的抗腫瘤研究方向之一[36]。
7TMP的其他抗腫瘤作用
放化療目前是治療惡性腫瘤的重要方法,但都有一定的副作用,很多患者由于不能耐受而放棄治療,導(dǎo)致腫瘤治療的失敗。方春華等研究顯示TMP能夠改善腫瘤周圍組織的微循環(huán)和癌細(xì)胞的缺氧狀態(tài),提高患者對(duì)放療的敏感性。有研究發(fā)現(xiàn)化療藥物與TMP聯(lián)合應(yīng)用,可以提高腫瘤的治療效果[37]。楊建華等[38]發(fā)現(xiàn)TMP可以降低K562/ADM細(xì)胞對(duì)阿霉素及長(zhǎng)春新堿的半數(shù)抑制濃度IC50,并能夠增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性。國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究證實(shí)TMP具有抑制腫瘤細(xì)胞增殖,降低P-糖蛋白表達(dá),同時(shí)對(duì)耐阿霉素的乳腺癌細(xì)胞有明顯增加化療藥物細(xì)胞毒作用[39]。張振玉等研究表明,TMP與5-氟脲嘧啶、絲裂霉素及順鉑合用能夠提高對(duì)人胃癌MKN45細(xì)胞的抑制率,對(duì)殺傷腫瘤細(xì)胞有明顯的增效作用。由此推測(cè)TMP在化療增敏方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
端粒酶93是一種核糖核蛋白(RNP)負(fù)責(zé)從頭合成的端粒重復(fù)序列,這種獨(dú)特的反轉(zhuǎn)錄酶通過(guò)利用一個(gè)不可分割的RNA亞基作為模板來(lái)合成TTAGGG端粒的DNA重復(fù)序列來(lái)延長(zhǎng)染色體末端。這種酶復(fù)合體的核心組成部分包括端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶催化亞基(TERT)和端粒酶RNA(TER),其中包含端粒合成的模板序列。已有研究報(bào)道端粒酶成為胰腺癌、乳腺癌、肺癌等治療的新靶點(diǎn)[40-42]。國(guó)內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)TMP能夠抑制端粒酶表達(dá)及活性發(fā)揮抗腫瘤作用,王翠翠等[43]人研究發(fā)現(xiàn)TMP通過(guò)下調(diào)hTERT來(lái)降低白血病NB4細(xì)胞的端粒酶活性以發(fā)揮其抗腫瘤作用。
8展望
TMP可以通過(guò)抗血小板聚集和動(dòng)脈調(diào)節(jié)作用改善微循環(huán),還具有抗氧化、抗纖維化和鈣拮抗作用。許多學(xué)者對(duì)TMP逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥已經(jīng)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)的研究,然而要使TMP成為腫瘤多藥耐藥的逆轉(zhuǎn)劑,還需進(jìn)行更深入的研究。TMP在逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥、抗腫瘤轉(zhuǎn)移等方面研究取得了很大的進(jìn)展,但在TMP抗腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移與促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移上有著不同的觀點(diǎn),目前仍無(wú)定論,還需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究加以證實(shí)。越來(lái)越多的證據(jù)證實(shí)TMP在減輕腫瘤化療藥物的多藥耐藥和增強(qiáng)化療敏感性、減輕毒副作用、抑制端粒酶表達(dá)及活性、抑制癌細(xì)胞增殖轉(zhuǎn)移方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
綜上所述,TMP可通過(guò)多種途徑對(duì)腫瘤起到治療和輔助治療作用,TMP在未來(lái)將有廣闊的臨床應(yīng)用前景。
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[責(zé)任編輯:李薊龍]
河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2015年1期