中藥對(duì)腫瘤細(xì)胞周期影響的研究進(jìn)展

孫陽，史默怡，王亞賢

(黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040)

增殖是細(xì)胞生命活動(dòng)的重要特征。通過增殖可以完成生物的繁育，實(shí)現(xiàn)個(gè)體細(xì)胞數(shù)量的增加，并可彌補(bǔ)衰老死亡的細(xì)胞。在細(xì)胞增殖前，首先要進(jìn)行物質(zhì)準(zhǔn)備(如DNA復(fù)制)，然后再進(jìn)行細(xì)胞分裂，這種物質(zhì)準(zhǔn)備與細(xì)胞分裂的循環(huán)過程稱為細(xì)胞增殖周期或細(xì)胞周期。細(xì)胞周期包括四個(gè)時(shí)期:G1期(第一時(shí)間間隔期)、S期(DNA合成期)、G2期(第二時(shí)間間隔期)和M期(有絲分裂期)［1］。細(xì)胞周期的進(jìn)行是個(gè)復(fù)雜的過程，受到很多因素的影響和調(diào)控。腫瘤是一類細(xì)胞周期疾病，細(xì)胞周期在腫瘤細(xì)胞的生長調(diào)控中具有重要意義。近年來，學(xué)者們對(duì)中藥改變腫瘤細(xì)胞周期來阻止其增殖的研究逐步深入。

細(xì)胞周期中某些特定時(shí)期，可以影響細(xì)胞從一個(gè)時(shí)期向另一個(gè)時(shí)期轉(zhuǎn)換，稱為限制點(diǎn)或檢驗(yàn)點(diǎn)(checkpoint)。常見的限制點(diǎn)有G1/S、G2/M和紡錘體裝配限制點(diǎn)。腫瘤細(xì)胞可以使這些限制點(diǎn)失活，實(shí)現(xiàn)無休止增殖。如果藥物促使腫瘤細(xì)胞阻滯于某限制點(diǎn)，即可抑制細(xì)胞增殖，這是抗腫瘤的機(jī)制之一。中醫(yī)藥是否能夠通過此途徑起到抑制腫瘤細(xì)胞增殖的作用?通過查閱近年來的文獻(xiàn)以及本課題組進(jìn)行相關(guān)的前期實(shí)驗(yàn)，證實(shí)中醫(yī)藥對(duì)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞周期有一定程度的影響。

1 研究細(xì)胞周期的常用方法

細(xì)胞周期的分析方法有很多種。最簡單的方法是應(yīng)用光學(xué)、電子顯微鏡，根據(jù)細(xì)胞的形態(tài)來判定細(xì)胞所處的細(xì)胞周期階段。如果用熒光標(biāo)記細(xì)胞中的成分，可使顯微鏡觀察分析細(xì)胞周期更準(zhǔn)確和簡便。另外，近年來細(xì)胞周期研究常用方法是流式細(xì)胞術(shù)，流式細(xì)

基金項(xiàng)目:黑龍江省科技廳自然基金資助課題(D201050)

作者簡介:孫陽(1979－)，女，博士研究生，講師，主要從事中藥抗腫瘤研究。

通訊作者:王亞賢(1952－)，女，教授，博士研究生導(dǎo)師，主要從事中醫(yī)藥現(xiàn)代化多學(xué)科免疫學(xué)研究。

收稿日期:2012－07－06

修回日期:2012－08－04

胞術(shù)是應(yīng)用流式細(xì)胞儀快速對(duì)細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)和分析的技術(shù)，能檢測(cè)到被熒光染料標(biāo)記的細(xì)胞成分。分析參數(shù)可有DNA、RNA、蛋白質(zhì)含量以及細(xì)胞群比例測(cè)定等［2］。

2 中藥對(duì)腫瘤細(xì)胞周期影響的研究

隨著研究方法的日益更新，很多學(xué)者通過研究細(xì)胞周期來探索中醫(yī)藥抗腫瘤的機(jī)制。孟愛國等［3］發(fā)現(xiàn)N－馬來酰－L－纈氨酸酯姜黃素可以使胃癌MGC－803細(xì)胞在G2/M期含量增加，細(xì)胞阻滯在該期。李榮輝等［4］在研究胃癌MGC－803細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)，樹舌多糖可使細(xì)胞阻滯于G0/G1期。劉薔等［5］用熊果酸作用人胃癌細(xì)胞MGC－803后，腫瘤細(xì)胞阻滯在G1/M期。田志華等［6］發(fā)現(xiàn)，中藥紫龍金可以抑制人乳腺癌細(xì)胞MCF－7細(xì)胞增殖并促進(jìn)其凋亡。海芒果種子提取物對(duì)人肝癌HepG2細(xì)胞增殖也有抑制作用。近年來，本課題組主要研究紅花多糖抗腫瘤的作用機(jī)制。前期實(shí)驗(yàn)證實(shí)，中藥紅花多糖對(duì)胃癌SGC－7901和肝癌SMMC－7721細(xì)胞作用24h后，隨著紅花多糖濃度的增加，各組細(xì)胞G0/G1、S期細(xì)胞百分?jǐn)?shù)逐漸減少，而G2/M期的細(xì)胞百分?jǐn)?shù)逐漸增加，提示紅花多糖可引起胃癌SGC－7901細(xì)胞和肝癌SMMC－7721細(xì)胞發(fā)生G2/M期阻滯［7］。通過歸納總結(jié)文獻(xiàn)和前期實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)相同的腫瘤細(xì)胞在應(yīng)用不同的中藥時(shí)，細(xì)胞阻滯于不同時(shí)期。筆者考慮不同的中藥抗腫瘤作用靶點(diǎn)和作用機(jī)制不同，故而具有差異性。在后期實(shí)驗(yàn)中，本課題組即將重點(diǎn)研究紅花多糖導(dǎo)致胃癌和肝癌細(xì)胞阻滯于G2/M期的分子機(jī)制。

3 影響G2/M期的分子機(jī)制

細(xì)胞能夠順利通過G2/M限制點(diǎn)，從G2期向M期轉(zhuǎn)化，需要成熟促進(jìn)因子(MPF)的驅(qū)動(dòng)。MPF是由周期蛋白B(cyclinB)與細(xì)胞周期依賴蛋白激酶2(cdc2)結(jié)合而成的復(fù)合物，任何原因抑制cyclinB和cdc2的基因表達(dá)都會(huì)使細(xì)胞阻滯于G2期。

3．1 細(xì)胞周期抑制蛋白

細(xì)胞中有一個(gè)小分子質(zhì)量的蛋白家族，其參與細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)的負(fù)調(diào)控，阻滯細(xì)胞周期進(jìn)程，這些蛋白為細(xì)胞周期抑制蛋白。主要包括p53、p15、p16、p19、p27、pRB［8－11］等。王代樹等［12］在研究中發(fā)現(xiàn)，中藥紫龍金可以提高p16的表達(dá)，推遲細(xì)胞由G2期向M期進(jìn)展，從而抑制細(xì)胞增殖。另外，學(xué)者們對(duì)p53的研究極為深入。早有研究表明，p53與G1/S阻滯有關(guān)。如果p53表達(dá)異?；駾NA損傷，細(xì)胞增殖會(huì)在G1/S期阻滯。細(xì)胞周期蛋白D(cyclinD)/周期蛋白依賴性蛋白激酶4(Cdk4)、cyclinE/Cdk2和cyclinA/cdk2復(fù)合物磷酸化pRB和其家族成員，從而致使E2F轉(zhuǎn)錄因子釋放，并且DNA復(fù)制所需的基因轉(zhuǎn)位活化。以上這些物質(zhì)均是G1/S期檢驗(yàn)點(diǎn)調(diào)控的靶點(diǎn)［13］。

近年來，研究發(fā)現(xiàn)p53不僅與G1期向S期轉(zhuǎn)變密切相關(guān)，它還調(diào)控G2/M期限制點(diǎn)。p53影響G2/M期的機(jī)制主要包括三方面。其一，野生p53可以激活下游基因p21，p21與cyclinB1－cdc2復(fù)合物結(jié)合，抑制cdc2活性，從而減少M(fèi)PF的生成，引起G2/M阻滯。桔梗皂苷D可抑制白血病細(xì)胞增殖，亦通過此機(jī)制所致［14］。其二，p53還可促進(jìn)14－3－3δ的表達(dá)，14－3－3δ和cdc2在胞質(zhì)結(jié)合，也導(dǎo)致細(xì)胞阻滯。其三，p53促使生長抑制及DNA損傷誘導(dǎo)基因45alpha(GADD45α)與cyclinB1－cdc2復(fù)合物作用，導(dǎo)致細(xì)胞停滯于G2期。GADD45α的作用方式有兩種:可以直接和復(fù)合物結(jié)合，或與cdc2結(jié)合并破壞它，從而間接阻止復(fù)合物的生成。p53不僅可使細(xì)胞阻滯于G1/S期和G2/M期，還可影響其他各期。Aaron Joseph Donner等［15］在文中探討p53參與的網(wǎng)絡(luò)途徑，可以影響細(xì)胞周期各期，對(duì)信號(hào)通路也有影響。

3．2 信號(hào)通路

3．2．1 PI3K－Akt信號(hào)通路 磷脂酰肌醇3－激酶(PI3K)與下游的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(Akt)所組成的信號(hào)通路可以影響腫瘤的增殖和存活。PI3KAkt信號(hào)通路被激活刺激細(xì)胞的生長和分裂，抑制細(xì)胞的凋亡。腫瘤細(xì)胞常啟動(dòng)生長的信號(hào)通路，生長因子激活PI3K，從而刺激一條從Akt到TOR(Target Of Rapamycin，TOR)的通路，啟動(dòng)細(xì)胞過度增殖［16］。

3．2．2 ATM－chk2信號(hào)通路 DNA損傷后可以激活共濟(jì)失調(diào)－毛細(xì)血管擴(kuò)張突變蛋白(ataxia－telangiectasia－mutated protein，ATM)激活檢查點(diǎn)激酶2(checkpoint kinase－2，chk2)，chk2抑制 cdc2的表達(dá)，致使cyclinB1－cdc2減少，導(dǎo)致G2/M期阻滯。崔瑜［17］研究雜色曲霉作用人胃黏膜上皮細(xì)胞后，使細(xì)胞阻滯于G2期，主要通過ATM－Chk2信號(hào)通路誘導(dǎo)。

3．2．3 MAPK信號(hào)通路 絲裂原活化蛋白激酶(mitogen－activated protein kinases，MAPK)信號(hào)通路對(duì)細(xì)胞G2/M期的影響逐漸被學(xué)者們重視。MAPK的3個(gè)主要家族成員有:胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)，JNK(c－Jun N－terminal protein kinase)和p38激酶，通過相互作用引起細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)。有報(bào)道指出，p38MAPK通路可以引起G2/M期細(xì)胞阻滯。MIKHAILOV A［18］指出，該信號(hào)通路通過影響14－3－3蛋白，導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯于G2/M期。鄒少娜等［19］發(fā)現(xiàn)，p38MAPK在沒食子酸酯誘導(dǎo)胃癌MGC803細(xì)胞阻滯和凋亡有作用。Alexei Mikhailovdg等［20］指出，拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ也是通過p38MAPK途徑使細(xì)胞發(fā)生阻滯，并且阻滯于G2/M期。另外，p38MAPK通路除可引起G2/M期阻滯外，還可引起其他時(shí)期細(xì)胞阻滯。張豐華［21］在肝癌細(xì)胞中應(yīng)用柴胡皂甙(SSD)后，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期阻滯于G0/G1期，實(shí)驗(yàn)證實(shí)作用機(jī)制與上調(diào)p38MAPK有關(guān)。

除了以上幾種因素可以使腫瘤細(xì)胞阻滯于G2/M期外，還有很多信號(hào)通路參與細(xì)胞周期的調(diào)控，例如:Wnt通路［22］，JAK －STAT 通路，TGF－ β －Smad通路等。

4 展望

對(duì)于細(xì)胞周期的研究除以上所述外，還有很多因素與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)密切相關(guān)。1)微小RNA(microRNA，miRNA)，具有細(xì)胞周期調(diào)節(jié)作用的RNA分子，其作用靶點(diǎn)不同，故而miRNA對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)控也是多種多樣的，并可調(diào)節(jié)其他細(xì)胞周期相關(guān)因素［23］;2)多篇文章報(bào)道端粒酶在惡性腫瘤中特異性表達(dá)，近年來端粒酶抑制劑的研究亦是熱點(diǎn)［24］;3)細(xì)胞因子作為細(xì)胞間的通訊分子，影響著細(xì)胞的生長、增殖和分化。細(xì)胞因子通過激活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)通路而發(fā)揮對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)控作用;4)活性氧對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)控(信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)及細(xì)胞骨架重組等)發(fā)揮重要的作用［25］。影響細(xì)胞周期的因素很多，它們彼此之間互相協(xié)調(diào)，互相聯(lián)系形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，作用機(jī)制仍然有很多未知。雖然對(duì)細(xì)胞周期的深入研究任重而道遠(yuǎn)，但這將有助于了解腫瘤的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制，為更有效地應(yīng)用中藥治療腫瘤提供理論基礎(chǔ)。

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