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      姜黃素治療原發(fā)性肝癌的機(jī)制研究進(jìn)展

      2016-04-23 01:35:00陸軼杰陳健陸榮柱徐新明江蘇大學(xué)附屬昆山醫(yī)院肝膽外科江蘇蘇州5300江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院江蘇鎮(zhèn)江03
      肝膽胰外科雜志 2016年2期
      關(guān)鍵詞:姜黃素機(jī)制研究原發(fā)性肝癌

      陸軼杰,陳健,陸榮柱,徐新明(.江蘇大學(xué)附屬昆山醫(yī)院 肝膽外科,江蘇 蘇州 5300;.江蘇大學(xué) 醫(yī)學(xué)院,江蘇 鎮(zhèn)江 03)

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      姜黃素治療原發(fā)性肝癌的機(jī)制研究進(jìn)展

      陸軼杰1,2,陳健1,陸榮柱2,徐新明2
      (1.江蘇大學(xué)附屬昆山醫(yī)院肝膽外科,江蘇蘇州215300;2.江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江212013)

      [摘 要]原發(fā)性肝癌惡性度高,易復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移,五年生存率僅為20%左右,嚴(yán)重威脅著人們的生命健康。肝癌的主要治療手段仍是手術(shù)治療或肝移植,但許多肝癌晚期患者已喪失根治性手術(shù)的機(jī)會(huì),且單純抗癌藥物對(duì)肝癌療效差。因此,國(guó)內(nèi)外學(xué)者致力于尋找一種安全低毒、藥理作用廣泛的天然藥物,提高肝癌患者的生命質(zhì)量。姜黃、莪術(shù)和郁金中提取的多酚類物質(zhì)——姜黃素,具有抗腫瘤、抗氧化及抗炎等多種生物活性,已經(jīng)用于治療多種慢性疾病,如腫瘤和神經(jīng)退行性疾病等;其抗癌作用已成為研究熱點(diǎn),并已獲得諸多實(shí)驗(yàn)證據(jù)。本文就姜黃素的抗肝癌效應(yīng)及其機(jī)制作一綜述,為姜黃素的臨床應(yīng)用提供參考。

      [關(guān)鍵詞]姜黃素;原發(fā)性肝癌;抗癌;機(jī)制研究

      原發(fā)性肝癌,主要系肝細(xì)胞癌,是目前男性的第五大、女性的第八大癌癥[1]。相關(guān)報(bào)道每年約700 000名死亡病例,在男女性中,分別為腫瘤所致死亡的第二和第六大原因[2-6]。近年來,肝癌的發(fā)病率在世界范圍內(nèi)呈現(xiàn)出明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì),尤其是一些發(fā)達(dá)的亞洲國(guó)家如中國(guó)。目前,原發(fā)性肝癌的主要治療手段,無論是手術(shù)治療或肝移植,由于存在的一些特殊因素,可供選擇的治療方式都非常有限[3-4,7]。中藥活性成分,姜黃素是從中藥姜黃、莪術(shù)、郁金等中草藥中提取的一種具有抗腫瘤活性的天然成分,在原發(fā)性肝癌治療中有著增效減毒的作用,顯示出了良好的應(yīng)用前景。現(xiàn)將近年來國(guó)內(nèi)外有關(guān)姜黃素治療肝癌的研究成果作一綜述,以期為姜黃素的開發(fā)與應(yīng)用研究提供參考。

      1 姜黃素及其衍生物的特性

      姜黃素,是從姜科植物姜黃、莪術(shù)、郁金等植物的根莖中提取出的一種多酚類化合物,于1815年由VOGEL首次分離[8-9]。姜黃素是姜黃(Curcuma longa.L)發(fā)揮藥理作用的主要活性成分,其分子式為C21H20O6(圖1),主鏈含有不飽和脂肪族及芳香族基團(tuán),相對(duì)分子質(zhì)量為368.37,熔點(diǎn)183 ℃[10]。姜黃素結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,水溶性較差,但易溶于乙醇、氯仿、DMSO等有機(jī)溶劑,見光易降解[11]。

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      近年研究顯示,姜黃素具有極其廣泛的生物活性,包括抗炎、抗氧化、抗微生物、抗腫瘤、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗人類免疫缺陷病毒(HIV)、降血脂、神經(jīng)保護(hù)等,其中一些藥理作用已進(jìn)入臨床驗(yàn)證階段[12-13]。1985年,印度Kuttan等首次報(bào)道姜黃素具有抗腫瘤活性,隨后姜黃素的抗癌效應(yīng)日漸成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。大量的體外試驗(yàn)及臨床前研究均已證實(shí),姜黃素對(duì)多種包括肝癌在內(nèi)的惡性腫瘤均具有一定的抑制作用,如乳腺癌、胃癌、結(jié)腸癌、宮頸癌、卵巢癌等[14-17]。然而,由于其存在代謝快、體內(nèi)吸收差等多種不足,姜黃素在臨床方向的推廣運(yùn)用受到明顯限制。為此,人們通過劑型改造、使用佐劑、利用姜黃素結(jié)構(gòu)類似物等,在一定程度上改善了姜黃素的水溶性和穩(wěn)定性,至此提高姜黃素體內(nèi)的生物利用度[14]?,F(xiàn)有姜黃素的制劑如微囊劑、固體分散體、乳劑等均已有報(bào)道。另外,伴隨著納米技術(shù)的日益成熟,研究者發(fā)現(xiàn)將姜黃素制成納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體,不僅可以改善其溶解性,提高生物利用度,還可實(shí)現(xiàn)靶向性給藥。然而,姜黃素的新型制劑仍然面臨一些難題,主要由于開展的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)較少,生物利用度雖然有所改善,但未能明顯增加血藥濃度。其次,新型制劑的安全問題還有待研究加以完善。

      2 姜黃素治療肝癌的研究進(jìn)展

      2.1姜黃素治療肝癌的體外實(shí)驗(yàn)研究

      近年來,人們開展了大量的有關(guān)姜黃素及其類似物對(duì)肝癌細(xì)胞作用的體外實(shí)驗(yàn)研究,初步證實(shí)了姜黃素具有抗原發(fā)性肝癌的作用。但由于肝癌細(xì)胞株種類較多,不同細(xì)胞株之間差異較大,姜黃素對(duì)其基因、蛋白以及信號(hào)分子調(diào)控的機(jī)制仍未明確。其可能涉及的機(jī)制主要包括:

      2.1.1抑制肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)與增殖:目前認(rèn)為,姜黃素可能通過下調(diào)細(xì)胞核因子-κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)、環(huán)氧合酶(COX2)、脂氧合酶(LOX)等多種機(jī)制抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)與增殖,同時(shí)還與抑制細(xì)胞周期蛋白D1(Cyclin D1)和細(xì)胞周期蛋白E(Cyclin E)有關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn),姜黃素可通過下調(diào)NF-κBp65 mRNA的表達(dá),降低NF-κB活性進(jìn)而抑制HepG2細(xì)胞內(nèi)hTERT的mRNA及蛋白質(zhì)的表達(dá),從而發(fā)揮其抑制增殖的作用[18]。此外,在Bel-7402、SGC790及HL60細(xì)胞,姜黃素可通過促進(jìn)凋亡及降低端粒酶活性,進(jìn)而發(fā)揮其抑制增殖的作用[19]。姜黃素還可通過下調(diào)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-A的表達(dá)抑制肝癌Hepal-6細(xì)胞的生長(zhǎng)[20]。

      2.1.2誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡:姜黃素可以啟動(dòng)多條信號(hào)傳導(dǎo)通路誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。YU等[21]研究表明,姜黃素可通過上調(diào)Bax蛋白的表達(dá),下調(diào)Bcl-2蛋白的表達(dá)從而誘導(dǎo)人肝癌SMMC-7721細(xì)胞發(fā)生凋亡。ZHOU等[22]亦報(bào)道姜黃素類似物EF25-(GSH)2可以誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞發(fā)生凋亡及激活細(xì)胞自噬,另外自噬抑制劑氯喹可以增強(qiáng)其誘導(dǎo)凋亡的作用。此外,姜黃素還可通過激活JNK,抑制ERK、p38 MAPK信號(hào)通路,上調(diào)Caspase3 及Bax蛋白的表達(dá),進(jìn)而誘導(dǎo)人肝癌SMMC-7721細(xì)胞凋亡。姜黃素還可通過上調(diào)p21蛋白的表達(dá)誘導(dǎo)人肝癌Huh-7細(xì)胞發(fā)生凋亡。杜琴等[23]發(fā)現(xiàn),姜黃素可通過活化Caspase3以及影響細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生,從而誘導(dǎo)小鼠肝癌Hepa1-6細(xì)胞凋亡。

      2.1.3抑制肝腫瘤血管的生成:血管生成是腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的重要基礎(chǔ),姜黃素抑制腫瘤血管生成,主要與下調(diào)血管生成相關(guān)基因的表達(dá)有關(guān),如抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、MMP-9等基因的表達(dá)[24]。姜黃素可通過減少M(fèi)MP-9的分泌,抑制人肝癌SK-Hep-1細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移,同時(shí)還可能通過下調(diào)MDR1 mRNA的表達(dá),抑制SK-Hep-1細(xì)胞增殖,并誘導(dǎo)其凋亡[25-26]。另外,在人肝癌Bel-7402細(xì)胞,姜黃素可通過抑制HIF1-表達(dá)從而調(diào)節(jié)VEGF基因的表達(dá),進(jìn)而抑制腫瘤血管生成。

      2.1.4逆轉(zhuǎn)肝癌細(xì)胞多藥耐藥:腫瘤多藥耐藥(MDR)是影響化療療效的重要因素,也是腫瘤治療中亟待解決的難題。姜黃素逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥的機(jī)制,可能包括姜黃素逆轉(zhuǎn)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的多藥耐藥、姜黃素逆轉(zhuǎn)酶系統(tǒng)介導(dǎo)的多藥耐藥、姜黃素作為增敏劑逆轉(zhuǎn)多藥耐藥等。曹仕瓊等[27]發(fā)現(xiàn),姜黃素可逆轉(zhuǎn)人肝癌Bel-7402耐藥細(xì)胞株對(duì)5-FU的多藥耐藥性,其機(jī)制可能與下調(diào)MDR1、P-gp蛋白的表達(dá)有關(guān)。

      2.2姜黃素治療肝癌的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究

      近年來,研究者們通過建立肝癌動(dòng)物模型,對(duì)姜黃素及其類似物開展了一系列的調(diào)查研究,致力于發(fā)現(xiàn)姜黃素在肝癌預(yù)防和治療中發(fā)揮的潛在作用。在異種移植的肝癌模型中,研究者們發(fā)現(xiàn),姜黃素不僅可以降低毛細(xì)血管密度、減少腫瘤內(nèi)血管分布,還可降低血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)。江敏華等[28]通過建立人肝癌HMMC-7721裸鼠肝癌皮下移植瘤模型,發(fā)現(xiàn)姜黃素可明顯抑制腫瘤生長(zhǎng),其機(jī)制可能與Bax表達(dá)上調(diào),以及bcl-2和Survivin因子的下調(diào)有關(guān)。同時(shí),YOYSUNGNOEN 等[29]研究發(fā)現(xiàn)姜黃素及其類似物在人肝癌HepG2細(xì)胞裸鼠移植瘤中發(fā)揮著重要的抗癌效應(yīng)。另外,將鼠肝癌CBO140C12細(xì)胞植入雌性大鼠后,姜黃素還可抑制其肝內(nèi)轉(zhuǎn)移[25]。盡管在上述異種移植肝癌模型的研究中,均顯示出姜黃素的抗癌作用,但其具體機(jī)制仍未明確,有待進(jìn)一步的探索。

      在化學(xué)誘導(dǎo)性肝癌模型中,許多研究已證實(shí)姜黃素的抗癌作用。有研究表明,姜黃素在嚙齒類動(dòng)物體內(nèi),可抑制由DENA誘導(dǎo)發(fā)生肝細(xì)胞癌的作用[30-31]。其機(jī)制為姜黃素可明顯抑制由DENA引起的p21蛋白和p53蛋白的表達(dá),以及增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)、NF-κB水平的升高。THAPLIYAl等研究發(fā)現(xiàn),姜黃素喂養(yǎng)小鼠后,由DENA誘導(dǎo)肝細(xì)胞癌的發(fā)生率明顯降低[31]。但是,也有部分研究報(bào)道稱姜黃素對(duì)化學(xué)誘導(dǎo)肝細(xì)胞癌的發(fā)生不具有預(yù)防性保護(hù)作用,可能是由于低劑量的姜黃素具有促氧化作用[32-36]。

      3 姜黃素的臨床研究

      大量的臨床前研究已經(jīng)初步證實(shí)姜黃素具有抗腫瘤的作用,隨后,人們?cè)诓煌愋湍[瘤受試者之間,開展了一定量的臨床試驗(yàn)以為改善其安全性、有效性方面的問題。目前開展有關(guān)姜黃素的臨床試驗(yàn)有117個(gè)(http://www.clinicaltrials.gov/),主要涉及的方向包括有抗腫瘤(結(jié)直腸癌、乳腺癌、多發(fā)性骨髓瘤等)和抗炎(胰腺炎、腸炎)等。然而,有關(guān)姜黃素的臨床試驗(yàn)大多處于I期和II期,如臨床II期乳腺癌試驗(yàn)、阿爾茨海默病試驗(yàn)等。進(jìn)展較快的如姜黃素治療糖耐量異常及胰島素抵抗的糖尿病患者、姜黃素治療腸易激綜合征以及姜黃素對(duì)慢性精神分裂癥患者的抗精神病治療,已進(jìn)入IV期臨床試驗(yàn)階段。而有關(guān)姜黃素治療原發(fā)性肝癌的方向,尚未有臨床試驗(yàn)報(bào)道。

      4 結(jié)語

      姜黃素作為一種潛在的肝癌化學(xué)預(yù)防及治療性藥物,在肝癌的基礎(chǔ)研究中展示出良好的應(yīng)用前景,主要取決于其抗炎、抗氧化、抗腫瘤等特性及其調(diào)控眾多信號(hào)通路的機(jī)制。近年來,大量的體內(nèi)和體外研究相繼證實(shí),姜黃素對(duì)多種惡性腫瘤均具有一定的抑制作用。同時(shí),研究者們開展了許多有關(guān)姜黃素治療原發(fā)性肝癌方面的研究,目前已經(jīng)初步認(rèn)可的機(jī)制主要包括:抑制肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)與增殖、誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡、抑制肝腫瘤血管的生成、逆轉(zhuǎn)肝癌細(xì)胞多藥耐藥等。但目前的實(shí)驗(yàn)研究仍以臨床前研究為主,因此還需設(shè)計(jì)良好的臨床試驗(yàn),系統(tǒng)地評(píng)估姜黃素對(duì)原發(fā)性肝癌的治療療效,為其日后成為肝癌治療藥物提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。相信在不久的將來,通過對(duì)姜黃素的研究,能為肝癌等惡性腫瘤的預(yù)防和治療提供新的方向。

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      (本文編輯:張和)

      ·文獻(xiàn)綜述·

      ·文獻(xiàn)綜述·

      [通訊作者簡(jiǎn)介]陳健,主任醫(yī)師,碩士生導(dǎo)師,博士,E-mail:chenjian818@hotmail.com。

      作者簡(jiǎn)介][第一陸軼杰(1990-),男,江蘇蘇州人,在讀碩士。

      [基金項(xiàng)目]國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81273124)。

      [收稿日期]2015-10-19

      [中圖分類號(hào)]R730.52; R735.7

      [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

      doi:10.11952/j.issn.1007-1954.2016.02.026

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