苦參抗腫瘤作用機(jī)制的研究進(jìn)展

高 杰，鄧述愷(瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院呼吸科，瀘州 646000)

近年來(lái)，大量研究發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)多的天然藥物有明確的、多方面的抗腫瘤作用，并已于臨床取得較好的治療效果，為腫瘤的治療提供了新的思路?？鄥⒕褪谴硭幬镏?，現(xiàn)就其抗腫瘤機(jī)制研究進(jìn)展作一綜述。

1 苦參及其主要成分

苦參，別名苦骨、川參、草槐、地槐等，其主要化學(xué)成分是生物堿和黃酮兩大類［1］。苦參型生物堿是一類具有苦參次堿-15酮基本結(jié)構(gòu)的化合物，主要的有苦參堿(matrine)、氧化苦參堿(oxymatrine)、槐果堿(sophocarpine)、槐胺堿(sophoramine)、槐啶堿(sophoridine)等。對(duì)苦參堿及氧化苦參堿的研究較多，發(fā)現(xiàn)其藥理作用廣泛，主要是解熱、鎮(zhèn)痛、防治動(dòng)脈硬化、抗心律失常、抗肝損傷、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤等作用;而黃酮類化合物大多為二氫黃酮和二氫黃酮醇類，其主要作用為抗心律失常、抑酶、抗菌、抗原蟲、抗腫瘤等。此外還含有氨基酸類、揮發(fā)油類、糖類等。

2 苦參的抗腫瘤作用機(jī)制

2.1 抑制腫瘤細(xì)胞增殖

研究證實(shí)［2，3］，苦參堿及氧化苦參堿作用于人白血病細(xì)胞株K562、肺腺癌A549細(xì)胞等腫瘤細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其抑制腫瘤增殖，且抑制作用呈時(shí)間-劑量依賴性，其抑制率與藥物濃度呈劑量依賴關(guān)系，流式細(xì)胞儀分析提示苦參堿對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用是阻止腫瘤細(xì)胞進(jìn)入 S期，使細(xì)胞堆積于 G0/G1期。也有研究表明［4］，苦參對(duì)人肺癌細(xì)胞株H23有抗增殖活性，而且證實(shí)從苦參根中分離出的苦參總黃酮和苦參酮對(duì)肺癌、食管癌等多種腫瘤細(xì)胞都有細(xì)胞毒性，并發(fā)現(xiàn)苦參中的總黃酮和苦參酮在體外有比苦參總堿更強(qiáng)的細(xì)胞毒作用。提示苦參總黃酮或苦參酮可能是新穎的高效低毒的抗腫瘤候選藥物。

2.2 誘導(dǎo)細(xì)胞分化作用

苦參堿能夠誘導(dǎo)白血病細(xì)胞分化，并且是一個(gè)多基因參與的過(guò)程。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)［5，6］，人紅白血病細(xì)胞 K562經(jīng)苦參堿作用后，聯(lián)苯胺染色陽(yáng)性率明顯上升，PAS陽(yáng)性率100%，MPO及NEA染色在苦參堿作用前后均為陰性。還發(fā)現(xiàn)在用藥后N-ras和p53mRNA表達(dá)明顯增加，c-myc mRNA表達(dá)在用藥后24 h就表現(xiàn)出受到抑制，48 h后明顯下降?？鄥A誘導(dǎo)K562細(xì)胞前后存在明顯的基因表達(dá)差異，KH基因可能是苦參堿作用K562細(xì)胞后表達(dá)量發(fā)生改變的未知基因，并使IER3IP1基因表達(dá)以劑量依賴的方式瞬時(shí)升高，轉(zhuǎn)染了 IER3IP1基因的K562細(xì)胞對(duì)苦參堿敏感性增高，說(shuō)明苦參堿能誘導(dǎo)K562細(xì)胞向紅系分化，KH基因可能與細(xì)胞癌變有關(guān)，IER3IP1基因基因可能參與了苦參堿作用于K562細(xì)胞的早期反應(yīng)，并在后續(xù)的紅系分化中發(fā)揮作用。

2.3 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

正常細(xì)胞通過(guò)增生和凋亡來(lái)維持自身的穩(wěn)定，若兩者失衡，就可能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。腫瘤細(xì)胞的凋亡是一個(gè)涉及多基因參與的過(guò)程，可能與凋亡相關(guān)基因表達(dá)增強(qiáng)和抗凋亡相關(guān)基因表達(dá)減弱有關(guān)。近來(lái)發(fā)現(xiàn)［7］，苦參堿誘導(dǎo)肝癌 HepG2細(xì)胞凋亡時(shí)，其凋亡相關(guān)基因 p53、bax和 Fas表達(dá)均增高，而抗凋亡基因bcl-2、c-myc的表達(dá)降低，且Bcl-2/Bax比值隨藥物劑量增加而逐漸減少。Survivin是新近發(fā)現(xiàn)的一種抗凋亡基因，有證據(jù)提示［8］，苦參堿誘導(dǎo) K562細(xì)胞凋亡與 Survivin基因的表達(dá)有關(guān)，這可能是苦參堿抑制 K562細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)其分化與凋亡的重要機(jī)制。近來(lái)的研究［9］發(fā)現(xiàn)，苦參堿通過(guò) MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路促進(jìn)人淋巴瘤細(xì)胞株U937細(xì)胞凋亡，苦參堿可以在體外抑制人淋巴瘤細(xì)胞U937的增殖作用并誘導(dǎo)其凋亡，其機(jī)制可能是通過(guò)抑制U937細(xì)胞中ERK的活性，提高p38和JNK的活性發(fā)揮其誘導(dǎo)凋亡作用。

2.4 抑制端粒酶的表達(dá)與活性

端粒酶是一種核糖核蛋白復(fù)合體，被激活后可促進(jìn)細(xì)胞無(wú)限增殖。在正常人的體細(xì)胞很少能檢出端粒酶活性的表達(dá)，而腫瘤組織多異常高表達(dá)端粒酶。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)［10］，用苦參堿作用于K562細(xì)胞，在端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶hTERT-mRNA表達(dá)下降的同時(shí)，端粒酶活性亦見明顯下降，兩者呈相關(guān)性，提示苦參堿可作為一種有效的端粒酶活性抑制劑。還有資料證實(shí)［11］，苦參堿抑制HepG2細(xì)胞增殖和端粒酶活性以及hTERT表達(dá)的有效濃度大約在750 μg·mL-1，劑量依賴性并不明顯，當(dāng)濃度超過(guò)1 000 μg·mL-1，苦參堿的抗腫瘤作用則可能與誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡有關(guān)。

2.5 致DNA甲基化的變化

近年來(lái)，腫瘤抑制基因啟動(dòng)子區(qū)高甲基化而獲得表觀遺傳沉默漸漸受到重視，有實(shí)驗(yàn)［12］證實(shí)，苦參堿誘導(dǎo) K562細(xì)胞分化時(shí)基因組DNA甲基化模式有明顯變化，苦參堿作用24 h后，基因組DNA對(duì)5′-甲基胞嘧啶敏感的限制性核酸內(nèi)切酶的敏感性下降，提示處理組細(xì)胞基因組DNA該酶的酶切位點(diǎn)被封閉，導(dǎo)致對(duì)酶的敏感性降低;相反，各組DNA對(duì)5′-甲基胞嘧啶不敏感的HarⅢ的酶切反應(yīng)無(wú)明顯差異?？鄥A誘導(dǎo)細(xì)胞K562分化時(shí)廣泛的基因組DNA甲基化水平升高，提示苦參堿誘導(dǎo)K562細(xì)胞分化的基因表達(dá)變化同基因組DNA甲基化模式改變有關(guān)。

2.6 細(xì)胞信號(hào)改變

胞質(zhì)型磷脂酶A2(cytosolic PLA2，cPLA2)是細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)分子。有研究［13-15］證實(shí)，用 0.1 mg·mL-1苦參堿作用K562細(xì)胞，得到如下結(jié)果:(1)cPLA2活性與表達(dá)量均增加，12 h達(dá)高峰后逐漸下降，且 cPLA2的活性增高，既有 cPLA2信號(hào)分子本身的活化，又有cPLA2的表達(dá)增加。提示在苦參堿對(duì)K562細(xì)胞的增殖抑制與促進(jìn)紅細(xì)胞系分化的過(guò)程中，可能有cPLA2參與，其活性和表達(dá)量的改變所引發(fā)的胞內(nèi)信號(hào)傳遞可能是導(dǎo)致K562細(xì)胞增殖抑制與誘導(dǎo)分化的重要因素之一。(2)K562細(xì)胞經(jīng)苦參堿作用后，細(xì)胞內(nèi)鈣離子均有明顯增高，且增高幅度與苦參堿的濃度呈正相關(guān)。表明在苦參堿作用于K562細(xì)胞時(shí)，鈣離子濃度的變化是反應(yīng)細(xì)胞增殖抑制與誘導(dǎo)分化的重要信號(hào)。(3)在苦參堿對(duì)K562細(xì)胞的誘導(dǎo)分化過(guò)程中，有廣泛的蛋白酪氨酸激酶活性的短暫下降，同時(shí)伴有蛋白酪氨酸磷酸酶的活性變化，其膜相中蛋白酪氨酸激酶的活性改變先于胞漿內(nèi)的改變，說(shuō)明有一個(gè)信號(hào)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。蛋白酪氨酸磷酸酶的活性變化，反映了胞內(nèi)的蛋白酪氨酸殘基磷酸化與去磷酸化的即時(shí)調(diào)節(jié)機(jī)制。蛋白的可逆磷酸化亦是與細(xì)胞增殖分化行為有密切聯(lián)系的調(diào)控因素。(4)在苦參堿誘導(dǎo)K562細(xì)胞分化的過(guò)程中至少有6種酪氨酸蛋白磷酸化水平發(fā)生改變，表明酪氨酸蛋白磷酸化在苦參堿誘導(dǎo)K562細(xì)胞分化中起重要作用。

2.7 抑制腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖

新生血管形成是惡性腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移中的重要病理過(guò)程，腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移很大程度上依賴腫瘤血管形成。有研究［16］表明，氧化苦參堿可明顯降低血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)的表達(dá)，這可能是其抑制腫瘤血管形成的主要機(jī)制之一。

2.8 減低黏附因子的活性

腫瘤的轉(zhuǎn)移涉及癌細(xì)胞與血管或淋巴管的內(nèi)皮細(xì)胞之間的黏附作用，然后通過(guò)其內(nèi)皮細(xì)胞間隙進(jìn)入鄰近組織，并形成轉(zhuǎn)移灶。多種黏附因子與腫瘤的轉(zhuǎn)移有關(guān)，其中 CD44V6、CD44V9、CD44V3的表達(dá)被認(rèn)為與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移關(guān)系最為密切。有研究證實(shí)［17］，復(fù)方苦參注射液處理后的胃癌 SGC-7901細(xì)胞，其體外黏附、侵襲和運(yùn)動(dòng)能力呈劑量依賴性下降，并發(fā)現(xiàn)CD44V6蛋白表達(dá)減弱，說(shuō)明復(fù)方苦參注射液可以抑制胃癌細(xì)胞生長(zhǎng)，降低細(xì)胞黏附、侵襲和運(yùn)動(dòng)能力，其機(jī)制可能與抑制CD44V6蛋白表達(dá)有關(guān)。

2.9 免疫調(diào)節(jié)作用

NK細(xì)胞是腫瘤細(xì)胞免疫的主要效應(yīng)細(xì)胞之一，其細(xì)胞膜表面的受體NKG2D與靶細(xì)胞膜上的NKG2D配體結(jié)合是發(fā)揮NK細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的細(xì)胞毒作用重要途徑。某些藥物可以通過(guò)上調(diào)腫瘤細(xì)胞表達(dá)的NKG2D配體，提高腫瘤細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞的殺傷敏感性，王國(guó)征等［18］的研究表明，苦參堿可上調(diào)人急性髓系白血病細(xì)胞株KG1a表面的NKG2D配體的表達(dá)率，增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)其的殺傷敏感性。腫瘤細(xì)胞分泌免疫抑制分子抑制NK細(xì)胞免疫功能是腫瘤細(xì)胞免疫逃逸的重要機(jī)制，較為多見的免疫抑制因子有 TGF-β1、PGE2等，此類分子成為逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞免疫抑制作用的重要靶點(diǎn)。有研究證實(shí)［19］，氧化苦參堿下調(diào)某些腫瘤細(xì)胞對(duì) NK細(xì)胞的抑制作用與 TGF-β1、PGE2的分泌下降有關(guān)。提示苦參可通過(guò)直接上調(diào)腫瘤細(xì)胞表面的NK細(xì)胞特異性配體和減弱腫瘤細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞的抑制兩方面增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。

3 展望

苦參對(duì)腫瘤有廣泛而確切的作用，可以通過(guò)多種途徑直接作用于腫瘤細(xì)胞，所以苦參對(duì)腫瘤的作用呈現(xiàn)出多靶點(diǎn)的特點(diǎn)。隨著人們對(duì)苦參的抗腫瘤作用機(jī)制的認(rèn)識(shí)不斷深入，我們相信，植物藥——苦參在抗腫瘤方面的獨(dú)特作用和廣泛應(yīng)用前景將進(jìn)一步引起重視，大大降低或避免合成化療藥的不良反應(yīng)。

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