Cyclooxygenase-2抑制劑塞來昔布對乳腺癌細(xì)胞系作用的研究現(xiàn)狀

劉 軍 門秀麗 柳雅玲 王 麗

(1.河北聯(lián)合大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室，河北 唐山 063000；2.泰山醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理教研室，山東 泰安 271000)

乳腺癌是危害女性健康的常見惡性腫瘤之一。19世紀(jì)80年代，Bennet等發(fā)現(xiàn)環(huán)氧化酶(cyclooxygenase,Cox)與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[1]。Cox又稱前列腺素內(nèi)過氧化物合成酶(PGHS)，是前列腺素(PGs)合成過程中的一個主要限速酶[2]。環(huán)氧化酶-2(Cox-2)為誘導(dǎo)基因型，其表達在正常生理狀態(tài)下高度限制于某些組織中，多數(shù)組織內(nèi)檢測不到，當(dāng)細(xì)胞受到炎癥介質(zhì)、促癌劑、細(xì)胞因子等刺激后可使Cox-2誘導(dǎo)性表達[3]。Cox-2及其催化產(chǎn)物PGs不僅廣泛參與機體炎癥等多種過程，而且可通過多種致病機制參與許多實體瘤的發(fā)生、發(fā)展過程。Cox-2抑制劑在乳腺癌中的應(yīng)用也受到廣泛關(guān)注[4]。作為環(huán)氧化酶-2抑制劑之一的塞來昔布，能抑制細(xì)胞增生，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，并且促進細(xì)胞凋亡。它的作用一直在許多乳腺癌臨床預(yù)實驗中被研究[5]。

1 Cox-2抑制劑塞來昔布

塞來昔布(商品名為西樂葆,celecoxib)作為一種新型NASIDs(非甾體抗炎藥)，是一種高選擇Cox-2抑制劑，其靶向性強，副作用小。它可以選擇性阻斷Cox-2，而不阻斷Cox-1，從而減少傳統(tǒng)非甾體類抗炎藥如阿司匹林、吲哚美辛等對消化道黏膜的損傷[6]。已被美國FDA批準(zhǔn)用于預(yù)防家族型腸息肉病的惡變。國內(nèi)外大量文獻都對其進行了報道：研究表明塞來昔布在上皮組織癌(包括胃癌、結(jié)直腸癌、前列腺癌、肺癌、胰腺癌、乳腺癌、頭頸部腫瘤、皮膚的鱗狀上皮細(xì)胞癌等)都有一定的抑制作用[7]。塞來昔布通過抑制腫瘤細(xì)胞增殖，抑制血管增生及促進腫瘤細(xì)胞凋亡而用于消化道腫瘤、乳腺癌、肺癌和肝癌的治療。

2 塞來昔布對人乳腺癌細(xì)胞系抗腫瘤作用及機制

2.1 celecoxib對乳腺癌細(xì)胞增殖的作用影響

王玲等[8-9]采用MTT法檢測不同濃度塞來昔布對人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞增殖的影響，實驗結(jié)果MDA-MB-231細(xì)胞生長抑制，且表現(xiàn)為濃度和時間依賴性，可將細(xì)胞阻滯于G0/G1期。研究其作用機制可能是通過IκBα的磷酸化阻斷NF-κB信號通路，進而下調(diào)其下游基因CyclinD1，對細(xì)胞周期進行調(diào)控。NF-κB是普遍存在于細(xì)胞質(zhì)中的一種核轉(zhuǎn)錄因子，它存在于多種細(xì)胞并參與炎癥、細(xì)胞增殖與細(xì)胞凋亡等多種生理和病理生理過程的基因調(diào)控。活化的NF-κB信號通路可以促進多種下游調(diào)控基因的表達，其中CyclinD1就是其下游的一個靶基因，其基因啟動子上有NF-κB、APl等順式調(diào)控元件，可以接受它們的調(diào)控。CyclinD1與G1期密切相關(guān)，是細(xì)胞周期進程的啟動子，在細(xì)胞周期調(diào)節(jié)過程中起正性調(diào)節(jié)作用，其含量及活化程度在細(xì)胞增殖周期卡點G1/S期轉(zhuǎn)換過程中起限速作用。

實驗中不同濃度塞來昔布作用24 h后，CyclinDl mRNA及其蛋白表達均隨藥物濃度增加而下降，表明塞來昔布可能通過阻斷NF-κB信號通路，下調(diào)其下游的靶基因CyclinDl，使細(xì)胞停滯在G0/G1期從而抑制細(xì)胞進入DNA合成期和有絲分裂期。另外，已知Cox-2在人乳腺癌組織中呈高表達，且與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，劉雨清等[10]通過實驗證實，塞來昔布還可通過抑制Cox-2表達從而抑制乳腺癌MCF-7、B37細(xì)胞的增殖。

2.2 celecoxib對乳腺癌細(xì)胞凋亡的作用影響

塞來昔布除了抑制細(xì)胞增殖，還可以促進細(xì)胞凋亡。代志軍等[11-12]通過流式細(xì)胞儀檢測celecoxib對乳腺癌MCF-7細(xì)胞的凋亡影響。由于Cox-2是炎癥過程中一個重要的誘導(dǎo)酶，催化合成PGs，前列腺素刺激細(xì)胞增殖，同時抑制免疫；Cox-2過度表達促進腫瘤新生血管生成，增加腫瘤細(xì)胞侵襲力，抑制腫瘤細(xì)胞凋亡。作為Cox-2抑制劑celecoxib對乳腺癌細(xì)胞的誘導(dǎo)凋亡作用可能與Cox-2表達下調(diào)，PGs水平下降有關(guān)[12-13]。蘇方等[14]通過Western blot檢測塞來昔布可使Bcl-2蛋白表達下調(diào)。Bcl-2基因家族是目前最受重視的調(diào)控細(xì)胞凋亡的基因家族，其中，Bcl-2凋亡抑制基因，其表達上調(diào)時細(xì)胞凋亡受抑制；另一類，Bax，可拮抗Bcl-2基因抗凋亡效應(yīng)而促進凋亡。Bcl-2與Bax比例決定細(xì)胞凋亡程度。因此，塞來昔布可通過調(diào)控Bcl-2促細(xì)胞凋亡。Wang[5]通過RT-PCR發(fā)現(xiàn)celecoxib下調(diào)NF-κB信號通路促進MDA-MB-231細(xì)胞的凋亡。所以通過IκBα的磷酸化阻斷NF-κB信號通路，進而下調(diào)其下游基因CyclinD1，對細(xì)胞周期進行調(diào)控不僅可以抑制細(xì)胞增殖，還可能是促進細(xì)胞凋亡的一個機制。Survivin是目前發(fā)現(xiàn)僅有的與細(xì)胞周期密切相關(guān)的凋亡抑制蛋白(inhibitor of apoptosis proteins,IAP)家族成員,有促進細(xì)胞增殖抗凋亡作用[15]。Survivin表達嚴(yán)格受細(xì)胞周期調(diào)控，其高表達具有G2/M期依賴的特異性。Chen等用塞來昔布處理鼻咽癌細(xì)胞系(CNEI，CNE2，SLJNE)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)celecoxib可以明顯抑制3種鼻咽癌細(xì)胞的增殖，促進鼻咽癌細(xì)胞凋亡，研究者推測該機制可能與降低Akt的磷酸化，降低Bcl-2和survivin蛋白的表達并抑制caspases-3的激活有關(guān)。因此研究塞來昔布可影響survivin蛋白的表達為celecoxib促乳腺癌凋亡提供另一可能機制，此類推測需要更多理論和實驗去證實。

2.3 celecoxib對乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的作用影響

人TNBC細(xì)胞MDA-MB-231是一種高侵襲性、分化差、生長倍增速度快的乳腺癌細(xì)胞，之前被證實塞來昔布可以顯著地抑制人TNBC細(xì)胞MDA-MB-231的運動及侵襲能力，提示塞來昔布可能有利于防治TNBC的早期轉(zhuǎn)移。多項研究已證實，MMP-2和MMP-9高表達與乳腺癌轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，在發(fā)生早期轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者中，這兩種蛋白酶的表達增高更明顯。王玲等[16]通過研究發(fā)現(xiàn)，塞來昔布可以不同程度地降低MDA-MB-231細(xì)胞MMP-2和MMP-9的mRNA表達。從轉(zhuǎn)錄水平抑制腫瘤細(xì)胞酶的表達作用，防止過量的MMP集聚在細(xì)胞周圍，阻斷腫瘤細(xì)胞為其自身轉(zhuǎn)移創(chuàng)造條件。但關(guān)于celecoxib對MMP-2和MMP-9轉(zhuǎn)錄后的調(diào)節(jié)機制，還在進一步實驗研究中。

2.4 celecoxib對乳腺癌細(xì)胞放射增敏的作用影響

牛國梁等[17]用克隆形成實驗、流式細(xì)胞分析法及Western blot研究發(fā)現(xiàn)塞來昔布組pAkt蛋白明顯低于對照組，說明塞來昔布能夠抑制Akt磷酸化，這與Barnes等研究的塞來昔布能夠抑制Cox-2，從而抑制Akt磷酸化一致。而單純放射組提高pAkt蛋白的表達，推測照射后Akt磷酸化可能是細(xì)胞對射線損傷的一個早期反應(yīng)事件，這也可能是腫瘤細(xì)胞放射抗拒的重要原因。塞來昔布聯(lián)合照射線組pAkt蛋白低于單純照射組，說明塞來昔布具有抑制放射線誘導(dǎo)Akt磷酸化的作用，增強了放射敏感性[18-19]。

P13K/Akt信號通路在絕大多數(shù)人類腫瘤中表達失調(diào)，調(diào)節(jié)著腫瘤細(xì)胞的增殖和凋亡，并且與腫瘤的血管形成和侵襲轉(zhuǎn)移以及對化學(xué)耐藥、放療抗拒密切相關(guān)。放射線可誘導(dǎo)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞P13K/Akt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的活化，提高腫瘤細(xì)胞的放射抗拒，塞來昔布則能夠抑制P13K/Akt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的活化，從而提高了乳腺癌放射敏感性。

2.5 celecoxib聯(lián)合化療藥物可增強乳腺癌細(xì)胞對化療藥物的敏感性

康華峰[20]用三苯氧胺聯(lián)合塞來昔布預(yù)防大鼠乳腺癌發(fā)生的實驗中證實聯(lián)合用藥組腫瘤發(fā)生率明顯降低、腫瘤潛伏期明顯延長、腫瘤數(shù)目明顯下降、腫瘤體積顯著減小，表明三苯氧胺聯(lián)合塞來昔布能更加顯著的抑制DMBA誘導(dǎo)的大鼠乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展。蘇方等[14]研究塞來昔布與多柔比星(ADM)聯(lián)合應(yīng)用對乳腺癌MCF-7細(xì)胞和Sk-Br-3細(xì)胞的抗腫瘤作用。采用集落形成實驗來檢測，結(jié)果顯示：塞來昔布能有效的增強ADM抑制乳腺癌MCF-7細(xì)胞和Sk-Br-3細(xì)胞增殖的作用[21]；通過流式細(xì)胞術(shù)和Western blot檢測凋亡相關(guān)蛋白表達及caspase-3活性變化情況，說明塞來昔布和ADM可明顯提高兩者單獨應(yīng)用時對乳腺癌MCF-7細(xì)胞和Sk-Br-3細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)作用。其機制可能是通過下調(diào)bcl-2凋亡通路，激活caspase-3而實現(xiàn)的[14]。張巖等提出塞來昔布達到與多柔比星幾乎相同的抗乳腺癌作用。塞來昔布與多柔比星二者聯(lián)合應(yīng)用可通過不同的作用機制發(fā)揮抗腫瘤作用，有實驗結(jié)果提示塞來昔布聯(lián)合多柔比星可減少各自的用量，并對人乳腺癌細(xì)胞株MCF-7有良好的抑制增殖作用，其發(fā)揮抑瘤效應(yīng)的機制與誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡有關(guān)，并有協(xié)同作用[22]。進一步探討塞來昔布聯(lián)合化療藥物可增強乳腺癌細(xì)胞對化療藥物的敏感性，為臨床上乳腺癌的優(yōu)化治療提供了一定的理論基礎(chǔ)，藥物的聯(lián)用可能成為乳腺癌化療的一種更為有效的方案[11]。

2.6 celecoxib對乳腺癌細(xì)胞預(yù)防獲得性耐藥發(fā)生

在乳腺癌耐藥細(xì)胞株MCF-7/Adr中發(fā)現(xiàn)，Cox-2抑制劑可通過影響轉(zhuǎn)錄因子YB-1，c-Jun的表達，下調(diào)MDR1而逆轉(zhuǎn)耐藥。由于Cox-2具有上調(diào)細(xì)胞膜外排泵表達和抵抗凋亡等多種作用，因此其可能參與腫瘤細(xì)胞耐藥的形成。因此，對Cox-2進行有效干預(yù)可能會達到耐藥預(yù)防的目的。用小劑量多柔比星可誘導(dǎo)MCF-7細(xì)胞獲得性耐藥，在mRNA及蛋白水平均證實細(xì)胞內(nèi)MDR1和MRP1上調(diào)，聯(lián)合塞來昔布作用后，與多柔比星單藥組相比，MDR1和MRP1均有所下調(diào)，并在P-gp功能上進行了確證[23]。表明塞來昔布對多柔比星誘導(dǎo)MCF-7細(xì)胞耐藥具有預(yù)防作用，但其具體機制尚不明確。另外，柳青等[24]采用無毒劑量的塞來昔布檢測其對MCF-7/Taxol細(xì)胞的耐藥逆轉(zhuǎn)作用，也發(fā)現(xiàn)塞來昔布能顯著增強MCF-7/Taxol細(xì)胞對Taxol的敏感性，確實具有耐藥逆轉(zhuǎn)作用。此外發(fā)現(xiàn)塞來昔布能抑制P-gp的底物Taxol對細(xì)胞P-gp蛋白及mRNA表達水平的上調(diào)作用，并能下調(diào)細(xì)胞P-gp，BCRP，Cox-2的表達，但根據(jù)已有研究BCRP對Taxol無外排作用，因此塞來昔布能增強MCF-7/Taxol的敏感性，主要與下調(diào)P-gp有關(guān)，而與下調(diào)BCRP無直接關(guān)系。

3 結(jié) 語

盡管塞來昔布在人乳腺癌細(xì)胞系抑制增殖、促進凋亡方面的實驗中取得了肯定效果，但在臨床上更廣泛的應(yīng)用，還有許多治療安全性問題尚待解決,其安全性還與用藥時間和用藥劑量有關(guān)，所以臨床醫(yī)生在應(yīng)用時應(yīng)嚴(yán)格掌握其適應(yīng)癥與禁忌癥。塞來昔布具有價格低廉，毒副作用小等優(yōu)點，除此之外，還有減輕癌性疼痛和癌性發(fā)熱等作用，具有良好的臨床應(yīng)用前景。但塞來昔布防治乳腺癌的具體分子機制尚待進一步的基礎(chǔ)及臨床研究。如文中提及的塞來昔布可影響Survivin蛋白的表達，研究促乳腺癌細(xì)胞凋亡機制；塞來昔布對MMP-2，MMP-9轉(zhuǎn)錄后的調(diào)節(jié)機制，研究其對轉(zhuǎn)移的抑制影響；研究P13K/Akt信號通路與塞來昔布在腫瘤細(xì)胞放射增敏中的作用及具體機制；也可從MDR1及MRP1基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路方面進行深入研究塞來昔布預(yù)防獲得性耐藥發(fā)生；還可研究塞來昔布聯(lián)合臨床已用化療藥物治療乳腺癌[25-26]，如塞來昔布聯(lián)合紫杉醇，這都為塞來昔布作為防治乳腺癌的臨床用藥提供依據(jù)。

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