曹葉芝,張 琦,于慶生,吳文楷,汪玲虎
1 安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 安徽合肥 230031 2 安徽省中醫(yī)藥科學(xué)院外科研究所 安徽合肥 230031
胃癌、結(jié)直腸癌、肝癌等胃腸道腫瘤,缺乏特異性癥狀,早期發(fā)現(xiàn)率低,為后期的治療帶來了困難,嚴(yán)重影響患者生存期?;熓悄壳芭R床上常用的一種治療中晚期消化道腫瘤的方法。合理使用化療藥物對(duì)腫瘤的防治效果是確切的,但在長期的臨床實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)化療藥物不僅會(huì)產(chǎn)生許多毒副作用,還會(huì)使腫瘤細(xì)胞形成耐藥性,從而使化療效果低于預(yù)期。目前,腫瘤細(xì)胞的多藥耐藥已經(jīng)嚴(yán)重影響到腫瘤病人接受有效的化學(xué)治療。改善腫瘤多藥耐藥,加強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物的敏感性,是提高腫瘤化療有效率的關(guān)鍵舉措,也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。近年來多項(xiàng)研究數(shù)據(jù)都表明傳統(tǒng)中藥丹參具有顯著的抗腫瘤活性[1],隱丹參酮(Cryptotanshinone,CPT)是從傳統(tǒng)中藥丹參分離出的重要活性單體,有抗癌、抗菌、抗氧化、抗炎等功能,被認(rèn)為是丹參酮化合物中高效的抗腫瘤成分之一[2-3]。CPT在不同腫瘤細(xì)胞系中,可通過多種途徑,抑制癌細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、自噬,阻止細(xì)胞遷移和侵襲,發(fā)揮抗腫瘤的藥理活性[4];與化療藥物聯(lián)合使用,有利于逆轉(zhuǎn)多藥耐藥,增強(qiáng)化療效果?,F(xiàn)就CPT對(duì)常見消化道腫瘤的抑制作用及逆轉(zhuǎn)多藥耐藥進(jìn)行綜述,為臨床應(yīng)用提供依據(jù)。
CPT在不同的消化道腫瘤細(xì)胞中通過調(diào)節(jié)信號(hào)通路、影響蛋白表達(dá)、抑制細(xì)胞增殖等方面發(fā)揮其抗腫瘤活性,在體內(nèi)外模型中均顯示了較好的腫瘤抑制率。
隱丹參酮通過誘導(dǎo)腫瘤抑制因子miR-124的表達(dá),影響丙酮酸激酶PKM2的轉(zhuǎn)錄翻譯,抑制腫瘤細(xì)胞進(jìn)行有效糖酵解,從而以劑量依賴的方式抑制MKN-49P胃癌細(xì)胞增殖[5]。CPT不僅對(duì)MKN-49P細(xì)胞有抑制作用,在其他的胃癌細(xì)胞中也體現(xiàn)出抑制作用,馬麗娟[6]等人在研究中發(fā)現(xiàn)CPT可通過降低GSK-3β激酶磷酸化水平來抑制人胃癌BGC-823細(xì)胞增殖與遷移。另外,CPT通過影響活性氧(ROS)過程,誘導(dǎo)GC細(xì)胞凋亡,引發(fā)細(xì)胞周期停滯,抑制各種GC細(xì)胞系生長[7];通過降低與細(xì)胞毒素基因相關(guān)蛋白A(CagA)過表達(dá),使CagA誘導(dǎo)的胃癌細(xì)胞異常增殖、遷移和侵襲受到顯著抑制,影響GC細(xì)胞的生長[8],充分證明CPT在胃癌細(xì)胞中發(fā)揮了其抗腫瘤活性。
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,CPT在體外和體內(nèi)均可抑制結(jié)腸癌的生長和增殖。CPT能抑制胞內(nèi)PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),和低氧誘導(dǎo)因子HIF-1的核轉(zhuǎn)運(yùn),抑制CT26結(jié)腸癌細(xì)胞的生長遷移,減輕炎癥反應(yīng),降低血管生成,從而達(dá)到對(duì)結(jié)腸癌進(jìn)程的調(diào)控[9]。有研究者在構(gòu)建的結(jié)腸炎小鼠模型中發(fā)現(xiàn),CPT上調(diào)了戊糖磷酸途徑,調(diào)節(jié)糞便菌群相關(guān)的脂質(zhì)代謝,使小鼠腫瘤數(shù)量顯著減少,炎癥細(xì)胞浸潤也有不同程度的減輕,還能減輕模型鼠中化療藥物誘導(dǎo)的結(jié)腸炎[10],改善化療帶來的副作用。不僅如此,CPT抑制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)激活,防止結(jié)腸癌惡病質(zhì)肌纖維分解和萎縮[11],提高患者生存質(zhì)量;CPT激活了與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和自噬相關(guān)的凋亡通路,促進(jìn)SW620和HCT116腫瘤細(xì)胞凋亡,并體現(xiàn)出時(shí)間和劑量依賴性的抗腫瘤作用,體外實(shí)驗(yàn)也呈現(xiàn)一致性[12]。
劉金麗[13-14]等人進(jìn)行細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),CPT通過對(duì)HepG2細(xì)胞中谷胱甘肽過氧化物酶4(GPX4)表達(dá)的下調(diào),從而引起細(xì)胞產(chǎn)生鐵死亡并誘導(dǎo)ROS累積;通過阻斷PI3K/Akt/mTOR的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),從而促進(jìn)HCC細(xì)胞的凋亡與自噬,起到抗肝癌的作用[15];還可逆轉(zhuǎn)前列腺素E2(PGE2)在HA22T肝細(xì)胞中的影響,調(diào)控P-PI3K和P-AKT的表達(dá),從而對(duì)細(xì)胞的增殖起到一定的抑制作用,促進(jìn)細(xì)胞的凋亡與遷移,延緩肝癌進(jìn)程[16-17]。在小鼠Hepa1-6肝癌模型中,CPT的抗腫瘤效果也得到了驗(yàn)證,通過JAK2/STAT3信號(hào)通路誘導(dǎo)Hepa1-6細(xì)胞凋亡,抑制肝癌細(xì)胞的體外生長,并可誘導(dǎo)小鼠的長期免疫[18]。CPT作為確切的STAT3抑制劑,可抑制STAT3磷酸化,逆轉(zhuǎn)重組人蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶表達(dá)的肝細(xì)胞癌(HCC)表型,從而影響HCC的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[19]。
CPT作為已被證實(shí)的STAT3抑制劑,能改變腫瘤細(xì)胞的生長狀態(tài),并通過不同的信號(hào)調(diào)控因子,抑制腫瘤細(xì)胞生長。CPT可通過IL-6介導(dǎo)的JAK2/STAT3信號(hào)途徑,從而降低食管癌組織STAT3的表達(dá)及激活,并能誘導(dǎo)其凋亡,從而對(duì)食管腫瘤細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移產(chǎn)生抑制作用,在體外和體內(nèi)都能有效抑制食道癌細(xì)胞生長,且作用呈劑量依賴性[20];這與在動(dòng)物模型中引起食管癌細(xì)胞移植瘤生長抑制的結(jié)果保持一致[21]。另外,CPT還可影響腫瘤生長內(nèi)環(huán)境,上調(diào)食管癌細(xì)胞內(nèi)ROS水平,調(diào)控MAPK和AKT信號(hào)通路,抑制人食管癌HCE-4細(xì)胞增殖,使腫瘤細(xì)胞凋亡,且效果隨時(shí)間增加而增強(qiáng)[22]。
黃治偉[23]等人通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),CPT能夠通過PI3K/AKT通路下調(diào)AKT及p-AKT表達(dá),抑制EMT進(jìn)程,從而抑制胰腺癌細(xì)胞的生長及遷移能力,并且具有濃度依賴性。研究證明,PKD1-JNK信號(hào)通路在細(xì)胞增殖、分化、凋亡、遷移過程中發(fā)揮重要作用,而PKD1作為其重要的調(diào)控因子,可被CPT抑制活性,從而促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞凋亡發(fā)生[24]。在胰腺原位癌小鼠模型中,也被證實(shí),CPT可有效抑制體內(nèi)腫瘤的生長和腹膜擴(kuò)散[25]。NETO2通過激活STAT3信號(hào)通路,加速細(xì)胞周期進(jìn)程,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,CPT阻斷NETO2所介導(dǎo)的細(xì)胞遷移,逆轉(zhuǎn)了NETO2過表達(dá)誘導(dǎo)的促腫瘤作用,抑制胰腺癌腫瘤細(xì)胞增殖與遷移[26]。
腫瘤多藥耐藥(Multidrugresistance,MDR)是長期化療經(jīng)常出現(xiàn)的問題,是導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)和降低療效的重要因素。產(chǎn)生MDR的原因包括:腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物不敏感、ATP結(jié)合盒(ABC)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的過度表達(dá)、癌癥相關(guān)基因突變等。逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥,提高化療藥物敏感性,是讓化療藥物發(fā)揮出應(yīng)有療效的前提。近年來多位研究人員發(fā)現(xiàn),CPT可影響腫瘤相關(guān)的增殖、生長、遷移、凋亡進(jìn)程,逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥,聯(lián)合用藥還可提高腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物敏感性,增強(qiáng)化療效果,打開了腫瘤治療新思路。
PI3K/AKT信號(hào)通路可促進(jìn)腫瘤不斷增殖,抑制細(xì)胞凋亡,與多藥耐藥密切相關(guān)。PI3K/AKT通路激活了NF-κB,通過與其啟動(dòng)子結(jié)合誘導(dǎo)多藥耐藥基因MDR1表達(dá),使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性。阻斷PI3K/AKT通路,抑制NF-κB信號(hào),可使MDR1表達(dá)下調(diào),從而逆轉(zhuǎn)多藥耐藥。AKT是PI3K在腫瘤發(fā)生過程中的重要下游效應(yīng)物,有研究發(fā)現(xiàn),在耐5-FU的肝癌細(xì)胞中,AKT表達(dá)抑制,可逆轉(zhuǎn)其耐藥性[27]。在耐藥結(jié)腸癌細(xì)胞中,通常表現(xiàn)出PI3K/AKT通路的過度激活,抑制PI3K/AKT/NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)可以降低結(jié)腸癌中MDR1的表達(dá)[28]。CPT可作用于這一信號(hào)通路,降低腫瘤細(xì)胞耐藥性。CPT通過ROS-p38MAPK-NFκB信號(hào)通路的活化,參與誘導(dǎo)多藥耐藥性SW620、Ad300結(jié)腸癌細(xì)胞弱凋亡和自噬,促進(jìn)細(xì)胞死亡并介導(dǎo)CPT在這些多藥耐藥細(xì)胞中的細(xì)胞毒性,逆轉(zhuǎn)結(jié)腸癌多藥耐藥[29];還可以通過抑制關(guān)鍵蛋白的磷酸化來阻斷PI3K/AKT/NF-κB信號(hào),導(dǎo)致下游抗凋亡基因表達(dá)的失調(diào),加速腫瘤細(xì)胞的凋亡進(jìn)程,增加對(duì)化療藥物的敏感性[30]。
P糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)是耐藥相關(guān)最重要的蛋白,在腫瘤耐藥細(xì)胞株中,通??砂l(fā)現(xiàn)P-gp的過度表達(dá)。P-gp可與藥物結(jié)合,在ATP供能時(shí),由胞內(nèi)泵向胞外,胞外藥物濃度上升,胞內(nèi)藥物蓄積減少,即細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性,引發(fā)多藥耐藥和化療失敗。CPT對(duì)P-gp具有調(diào)節(jié)作用,但在不同腫瘤細(xì)胞中表現(xiàn)出的不同效應(yīng)還有待研究。隱丹參酮通過下調(diào)P-gp表達(dá),抑制ATP酶活性,從而增加化療藥物在細(xì)胞內(nèi)的蓄積,有效避免了P-gp介導(dǎo)的耐藥性,逆轉(zhuǎn)P-gp過度表達(dá)的結(jié)腸癌細(xì)胞中的MDR[31]。而葛宇清等[32]對(duì)CPT與P-gp表達(dá)之間的關(guān)系進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),CPT雖然能夠增強(qiáng)化療藥物伊馬替尼的療效,卻未見P-gp表達(dá)呈現(xiàn)顯著變化。這使我們猜想,CPT對(duì)P-gp的調(diào)控可能有賴于結(jié)腸癌細(xì)胞中特定的靶點(diǎn)或通路。
據(jù)研究顯示,抑癌基因p53參與了MDR的調(diào)節(jié),在耐藥途徑中,突變型p53可賦予細(xì)胞凋亡抗性,從而降低腫瘤細(xì)胞對(duì)細(xì)胞死亡的易感性,導(dǎo)致多藥耐藥?,F(xiàn)已證實(shí),自噬在多種腫瘤細(xì)胞中被誘導(dǎo)或抑制,并與細(xì)胞存活和耐藥性有關(guān),而p53在自噬中起雙重調(diào)節(jié)作用[33],可在胞核誘導(dǎo)細(xì)胞自噬。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的成員MDR1基因在轉(zhuǎn)錄上依賴于p53,野生型p53通過與下游啟動(dòng)子的序列特異性結(jié)合對(duì)MDR1基因表達(dá)產(chǎn)生負(fù)面調(diào)控[34],下調(diào)MDR1表達(dá),降低細(xì)胞耐藥性。CPT能上調(diào)p53,抑制小鼠腫瘤細(xì)胞的增殖,從而誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯[35],與紫杉醇聯(lián)合使用可增強(qiáng)其療效[36]。
CPT作為雙重抑制劑,不僅可抑制p-STAT3、還可阻斷IL-6介導(dǎo)的STAT5活化[17],使耐藥細(xì)胞中由STAT5激活促進(jìn)腫瘤增殖的活性降低,而由STAT3磷酸化誘導(dǎo)的細(xì)胞耐藥能力增強(qiáng)。CPT衍生物L(fēng)YW-6通過抑制STAT3活性,下調(diào)了抗凋亡基因Bcl-2,Survivin 的表達(dá),促進(jìn)了細(xì)胞凋亡[37]。CPT還可以通過調(diào)節(jié)鈣蛋白酶和鈣穩(wěn)態(tài)促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。鈣蛋白酶抑制劑與葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(Glucose-regulated protein 78,GRP78)密切相關(guān),通過促進(jìn)細(xì)胞凋亡和隨后抑制集落形成和腫瘤生長,使癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的反應(yīng)敏感,與CPT聯(lián)合顯著增強(qiáng)抗癌功效,恢復(fù)腫瘤細(xì)胞的凋亡活性,其增強(qiáng)化療藥物的抗腫瘤作用,在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中也得到進(jìn)一步體現(xiàn)[38]。有學(xué)者利用以胰腺癌通路為基礎(chǔ)構(gòu)建的布爾模型,驗(yàn)證了CPT可以增強(qiáng)細(xì)胞凋亡能力,進(jìn)而增強(qiáng)藥物的敏感性[39]。據(jù)研究顯示,CPT可增強(qiáng)胃癌細(xì)胞中阿霉素的抗癌活性[3];還可提高腫瘤對(duì)雷帕霉素的敏感性[40]。在網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)中,研究員們也預(yù)測并驗(yàn)證了CPT聯(lián)合NT157、AG1024通過干預(yù)結(jié)直腸癌中的致癌基因,可顯著增強(qiáng)細(xì)胞死亡[41]。
CPT是一種從丹參根莖中提煉出的單體,具有抗炎、抗菌、抗腫瘤等多種藥物活性。近年來,越來越多的研究針對(duì)于CPT抗腫瘤的應(yīng)用,尤其在消化道腫瘤方面。大部分消化道腫瘤發(fā)現(xiàn)時(shí)多為中晚期,所以術(shù)后化療必不可少。提高腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性,促進(jìn)化療藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞生長的抑制,是化療成功的關(guān)鍵。許多研究證明,CPT不僅對(duì)腫瘤細(xì)胞有抑制作用,對(duì)多藥耐藥的逆轉(zhuǎn)也有顯著影響,當(dāng)與某些化療藥物聯(lián)合使用時(shí),CPT有助于降低耐藥性,提高化療藥物的療效,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡。但具體的抗腫瘤機(jī)制和臨床療效,目前尚不明確,需要進(jìn)一步驗(yàn)證,才能真正用于臨床實(shí)踐。