植物雌激素在骨肉瘤治療中的研究進(jìn)展

韋昌武，劉云*，黃先盈，賀聚良，黃秋鴻，梁偉鳳，廖世杰，肖增明

(1.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院脊柱骨病外科，廣西 南寧 530021；2.廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院骨與軟組織外科，廣西 南寧 530021；3.廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院創(chuàng)傷骨科手外科，廣西 南寧 530021)

骨肉瘤是最常見(jiàn)的原發(fā)性惡性骨腫瘤，其侵襲性高、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移早、預(yù)后差，在骨原發(fā)惡性腫瘤中居首位。全世界每年的發(fā)病率為0.001‰～0.003‰，青少年每年的發(fā)病率為0.008‰～0.011‰[1]。由于新輔助化療的實(shí)施，骨肉瘤患者的5年生存率已經(jīng)由20世紀(jì)70年代的不超過(guò)20%上升到目前的80%左右[2]。但是，對(duì)于一些術(shù)后復(fù)發(fā)或發(fā)生多處轉(zhuǎn)移的晚期患者，手術(shù)治療往往難以進(jìn)行甚至無(wú)法進(jìn)行，只能通過(guò)大劑量的化療進(jìn)行姑息性治療。研究發(fā)現(xiàn)肺轉(zhuǎn)移患者將最終對(duì)化療及放化療結(jié)合的治療失去反應(yīng)，其5年生存率不到20%，并且在化療期間出現(xiàn)的嚴(yán)重毒副反應(yīng)也常常導(dǎo)致治療中止[3-4]。由于化療的耐藥性及較大的毒副作用，越來(lái)越多的目光轉(zhuǎn)向了骨肉瘤的內(nèi)分泌治療，并對(duì)骨肉瘤中組織、細(xì)胞的雌激素受體(estrogen receptor，ER)表達(dá)水平與預(yù)后的關(guān)系和植物雌激素的治療效果進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究。本文意在總結(jié)近年植物雌激素在骨肉瘤治療中的進(jìn)展，為治療骨肉瘤提供新的思路及方向。

1 ER在骨肉瘤組織及細(xì)胞系中的表達(dá)

骨肉瘤發(fā)病年齡大多是在性激素活躍的年齡，因此人們懷疑其發(fā)病與成骨關(guān)系密切的雌激素有關(guān)。最早觀察到骨肉瘤組織與雌激素受體之間關(guān)系的是Walker等[5]人，1980年他們對(duì)4例骨肉瘤組織進(jìn)行免疫組化研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有2例ER陽(yáng)性，1例孕激素受體(progesterone receptor，PR)陽(yáng)性及1例雄激素(androgen receptor，AR)陽(yáng)性，表明性激素也可以通過(guò)相應(yīng)受體對(duì)骨腫瘤的生長(zhǎng)起直接作用，從而引起人們對(duì)性激素與骨肉瘤之間關(guān)系的關(guān)注。Dohi等[6]在28例中檢測(cè)出23例存在ER-β，但28例中均未檢測(cè)到ER-α。雷鳴等[7]研究了16例骨肉瘤標(biāo)本均檢測(cè)到ER-α和ER-β有表達(dá)。陳展鵬等研究也發(fā)現(xiàn)骨肉瘤組織中存在一定的雌激素及孕激素受體表達(dá)，總的性激素受體表達(dá)陽(yáng)性率42.1%。骨肉瘤患者中ER-α表達(dá)陽(yáng)性者，預(yù)后較好。骨肉瘤ER-α、ER-β的表達(dá)與患者性別、年齡、腫瘤部位以及分期無(wú)關(guān)[8]。劉金釗等[9]通過(guò)改良鏈霉菌抗生物素蛋白-過(guò)氧化物酶法檢測(cè)骨肉瘤病理標(biāo)本，其中表達(dá)ER的占40%(26/65)；并且發(fā)現(xiàn)ER表達(dá)量越高，存活時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)生肺轉(zhuǎn)移時(shí)間越久。他也認(rèn)為骨肉瘤雌激素受體的陽(yáng)性率與患者性別、年齡及發(fā)病部位無(wú)關(guān)。

骨肉瘤細(xì)胞系中同樣有雌激素受體的表達(dá)，且有ER-α和ER-β兩個(gè)亞型。1993年Ikegmi等用免疫組化ABC法在人骨肉瘤細(xì)胞系(HOS TE85)中檢測(cè)到ER和PR，其染色分布在胞漿和胞核，首次用免疫組化法證實(shí)了骨肉瘤細(xì)胞系中ER、PR的存在[10]。韓守威等發(fā)現(xiàn)惡性骨腫瘤組織細(xì)胞漿中ER低于正常骨組織，PR無(wú)明顯差別。在骨腫瘤中PR與ER無(wú)相關(guān)性[11]。隨后楊開初等[12]通過(guò)直接原位RT-PCR證實(shí)MG-63細(xì)胞株存在ER-α和ER-β基因的mRNA表達(dá)，首次證實(shí)作為成骨細(xì)胞模型的MG-63細(xì)胞株同樣表達(dá)ER-α和ER-β兩個(gè)亞型，且骨基質(zhì)成熟早期階段MG-63細(xì)胞株的ER-α表達(dá)比ER-β豐富。

2 雌激素受體在骨肉瘤發(fā)生及發(fā)展中的作用機(jī)制

雌激素受體是內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生的一種類固醇類激素受體，屬于轉(zhuǎn)錄因子核受體超家族成員之一，目前發(fā)現(xiàn)其主要有ER-α和ER-β兩種亞型。雌激素受體作用機(jī)制有兩種：“經(jīng)典”基因組途徑和“非經(jīng)典”膜啟動(dòng)的類固醇信號(hào)傳導(dǎo)途徑。“經(jīng)典”基因組途徑又稱核啟動(dòng)的類固醇信號(hào)途徑。在這個(gè)信號(hào)通路中，來(lái)自細(xì)胞膜外的雌激素或者細(xì)胞核糖體原位合成的雌激素都可以擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)與ER結(jié)合形成二聚體，從而激活DNA雌激素增強(qiáng)子應(yīng)答元件，啟動(dòng)下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。在這個(gè)信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中，ER主要起到了配體激活轉(zhuǎn)錄因子的作用[13]。此外，“非經(jīng)典”膜啟動(dòng)的類固醇信號(hào)傳導(dǎo)途徑可以有效改變細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)功能，從而使更廣泛的基因能夠被調(diào)控，而且超過(guò)了經(jīng)典的ER作用機(jī)制所能調(diào)控的范圍[13]。最近有研究發(fā)現(xiàn)雌激素主要類型雌二醇可以通過(guò)ER促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞MG-63的增殖，而ER受體特異性的阻滯劑氟維司群卻對(duì)MG-63細(xì)胞增殖有顯著抑制作用[14]。目前尚未有關(guān)于骨肉瘤內(nèi)分泌治療的報(bào)道，故氟維司群對(duì)骨肉瘤細(xì)胞增殖取得效果給研究者們帶來(lái)了很大的鼓舞，尤其是對(duì)于已出現(xiàn)肺部轉(zhuǎn)移晚期骨肉瘤患者，他們大多已經(jīng)對(duì)常規(guī)的化療藥物出現(xiàn)了耐藥，因此骨肉瘤內(nèi)分泌的治療是一個(gè)值得研究的方向。

3 植物雌激素在治療骨肉瘤中的作用機(jī)制

3.1 植物雌激素的來(lái)源及分類 植物雌激素是存在于自然界植物中的雜環(huán)多酚類化合物，其結(jié)構(gòu)與生物活性均與雌激素相似，可以模擬、干擾雌激素的生理生化作用。根據(jù)其結(jié)構(gòu)主要分為三大類：(1)異黃酮類：大豆苷元、芒柄花黃素等；(2)香豆雌酚：補(bǔ)骨脂素、異補(bǔ)骨素等；(3)木質(zhì)素類[15]。植物雌激素具有抗骨質(zhì)疏松作用。臨床研究表明中藥含有的植物雌激素，如大豆異黃酮、染料木黃酮、木酚素類及補(bǔ)骨脂對(duì)女性絕經(jīng)后的骨質(zhì)疏松治療效果確切。大豆異黃酮可結(jié)合于骨組織中ER-β，阻斷降鈣素的分泌抑制骨的再吸收，從而減少骨損失，起到保護(hù)骨密度作用[16]。此外，植物雌激素對(duì)人體骨質(zhì)的保留有雙重作用，高劑量時(shí)競(jìng)爭(zhēng)抑制靶細(xì)胞ER產(chǎn)生抗雌激素作用，能抑制成骨；低劑量時(shí)與ER結(jié)合發(fā)揮雌激素樣作用能阻止骨質(zhì)丟失[17]。

3.2 植物雌激素治療骨肉瘤的研究 目前普遍認(rèn)為，植物雌激素具有治療骨肉瘤作用，其發(fā)揮抗骨肉瘤活性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是和植物雌激素競(jìng)爭(zhēng)性與骨肉瘤細(xì)胞中的雌激素受體結(jié)合，拮抗雌激素受體的生物學(xué)效應(yīng)，影響多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的傳遞，進(jìn)而引起細(xì)胞增殖、凋亡、分化、侵襲及遷移能力的改變[18]。陸鵬等[19]研究認(rèn)為植物雌激素淫羊藿素能抑制人骨肉瘤MG-63細(xì)胞的體外增殖，可誘導(dǎo)人骨肉瘤MG-63細(xì)胞發(fā)生凋亡，并且呈時(shí)間及濃度依賴性。同樣，李潔等[20]研究證實(shí)植物雌激素大豆苷元亦能有效的抑制人骨肉瘤細(xì)胞MG-63的增殖并能誘導(dǎo)其凋亡，也呈濃度、時(shí)間依賴性。吳亞等[21]關(guān)于姜黃素的研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素可以促進(jìn)雌激素受體和核受體輔激活因子——核受體共調(diào)節(jié)激活因子5的表達(dá)，降低骨肉瘤細(xì)胞的粘附性能力及侵襲能力，從而抑制骨肉瘤的發(fā)生發(fā)展，并且呈時(shí)間和劑量依賴性。胡巍等[22]研究發(fā)現(xiàn)芒柄花黃素可通過(guò)促進(jìn)G0/G1期細(xì)胞阻滯實(shí)現(xiàn)對(duì)骨肉瘤U2OS細(xì)胞增殖的抑制，同時(shí)也具有誘導(dǎo)凋亡的作用，這些作用均呈濃度和時(shí)間依賴性。李潔等[20]發(fā)現(xiàn)大豆苷元可上調(diào)過(guò)氧化物酶體增殖活化受體γ表達(dá)，下調(diào)凋亡抑制蛋白Survivin的表達(dá)，上調(diào)抑癌基因人第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因的表達(dá)，抑制成骨特異性轉(zhuǎn)錄因子Runx2的轉(zhuǎn)錄活性，下調(diào)侵襲轉(zhuǎn)移相關(guān)的細(xì)胞外重塑相關(guān)基因蛋白——金屬基質(zhì)蛋白-9的表達(dá)，抑制MG-63細(xì)胞侵襲和遷移。Hsu等[23]發(fā)現(xiàn)鷹嘴豆芽素A以劑量依賴性方式，通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的細(xì)胞毒性作用，觸發(fā)內(nèi)在線粒體途徑抑制細(xì)胞生長(zhǎng)并誘導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞凋亡。Chen等[24]通過(guò)RNA序列分析發(fā)現(xiàn)，姜黃素通過(guò)上調(diào)miR-125a顯著抑制骨肉瘤細(xì)胞中雌激素相關(guān)受體α基因的表達(dá)，抑制骨肉瘤細(xì)胞的增殖。萬(wàn)宗明等[25]對(duì)于金雀異黃素的研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)骨肉瘤細(xì)胞系U2OS細(xì)胞有增殖抑制作用，該作用強(qiáng)弱與金雀異黃素的濃度及作用時(shí)間有關(guān)系。這些研究結(jié)果表明，植物雌激素對(duì)治療骨肉瘤有一定效果，其通過(guò)不同的信號(hào)途徑抑制骨肉瘤細(xì)胞增殖、促進(jìn)凋亡、抑制細(xì)胞遷移及侵襲，并且普遍認(rèn)為這些抗腫瘤作用于與植物雌激素的濃度及作用時(shí)間有關(guān)。

4 植物雌激素在骨肉瘤治療中作用的展望

不少實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明植物雌激素在治療骨肉瘤方面的潛力，給處于瓶頸期的骨肉瘤治療帶來(lái)了新的希望。目前研究的方向主要在于植物雌激素抗骨肉瘤的機(jī)制研究，絕大多數(shù)在細(xì)胞系中進(jìn)行探討驗(yàn)證，并且取得了很大的進(jìn)展。但是距離臨床應(yīng)用解除骨肉瘤患者的疾患仍然有許多的問(wèn)題亟待解決。例如植物雌激素最佳的治療濃度及作用時(shí)間仍需進(jìn)一步研究；不同種類植物雌激素的作用機(jī)制不一樣是否可以聯(lián)用以增強(qiáng)抗腫瘤作用；植物雌激素在體內(nèi)能否起到在細(xì)胞系中同樣的效果；植物雌激素對(duì)骨肉瘤患者的內(nèi)分泌系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生影響，是否會(huì)阻礙身體骨骼智力發(fā)育。盡管待解決的問(wèn)題不少，但是由于植物雌激素作用靶點(diǎn)的特殊性、更高的治愈率可能、廣泛的來(lái)源及對(duì)于化療耐藥型骨肉瘤的潛在價(jià)值，使其具有極大的研究?jī)r(jià)值。