胡桃醌抗腫瘤機(jī)制的研究進(jìn)展

楊 森，周麗霞，陸 莉，那文婷綜述，張 巍審校

(吉林醫(yī)藥學(xué)院藥學(xué)院，吉林 吉林 132013)

·綜 述·

胡桃醌抗腫瘤機(jī)制的研究進(jìn)展

ResearchprogressonthemechanismofJugloneantitumoractivity

楊 森，周麗霞，陸 莉，那文婷綜述，張 巍*審校

(吉林醫(yī)藥學(xué)院藥學(xué)院，吉林 吉林 132013)

近年來(lái),腫瘤已成為威脅人類(lèi)健康主要疾病之一,隨著對(duì)腫瘤發(fā)病機(jī)制的不斷深入研究,肽酰脯氨酰異構(gòu)酶pin1抑制劑胡桃醌在促腫瘤細(xì)胞凋亡的作用日益受到人們的重視,本文通過(guò)對(duì)胡桃醌在分子水平上抗腫瘤的作用進(jìn)行闡述,對(duì)將來(lái)胡桃醌的臨床應(yīng)用給予理論上的支持。

胡桃醌；腫瘤；促凋亡

胡桃醌(juglone，nuein)又名5-羥基-1，4-奈醌；5-羥基-1，4-奈二酮,是從胡桃揪新鮮根皮、枝皮、青果皮中分離出來(lái)的羥基奈醌類(lèi)化合物，是胡桃揪中主要的毒性物質(zhì)，為黃色針狀結(jié)晶，其熔點(diǎn)為155 ℃,微溶于熱水,易溶于氯仿和苯，溶于乙醇和乙醚，溶于堿性水溶液呈紫紅色,有升華性,其化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖 1 胡桃醌結(jié)構(gòu)式

1 胡桃醌的促腫瘤細(xì)胞凋亡的研究背景

國(guó)內(nèi)外均有胡桃醌抗腫瘤作用的報(bào)道，胡桃醌對(duì)于S180實(shí)體瘤、小鼠腹水型肝癌和自發(fā)性胃癌有明顯的抗癌活性[1-2]。在研究黑核桃抗腫瘤活性時(shí)發(fā)現(xiàn)，胡桃醌和黑核桃殼的強(qiáng)酸部分對(duì)小鼠自發(fā)性乳腺癌有抑制增殖作用[3]。胡桃醌可以直接抑制體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞的增殖，其抗腫瘤作用是直接殺傷腫瘤細(xì)胞，也就是常說(shuō)的細(xì)胞毒[4]。此外，胡桃醌可通過(guò)直接修飾巰基基團(tuán)使RNA轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物斷裂，抑制細(xì)胞mRNA的合成，直接阻斷轉(zhuǎn)錄[5-6]。對(duì)醌類(lèi)化合物進(jìn)行了抑制細(xì)胞生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞生長(zhǎng)在S期被抑制，酚羥基的個(gè)數(shù)決定了細(xì)胞毒性[7]。胡桃醌對(duì)腫瘤細(xì)胞DNA的合成有抑制作用，且呈劑量依賴(lài)性。通過(guò)電子顯微鏡觀(guān)察胡桃醌可以影響細(xì)胞線(xiàn)粒體，低濃度可使線(xiàn)粒體嵴減少，高濃度可使細(xì)胞質(zhì)中的線(xiàn)粒體空泡化，使腫瘤細(xì)胞因能量供給缺乏而受到增殖限[8-9]。在對(duì)胡桃醌的糖鏈衍生物的研究中，這些衍生物的抗腫瘤活性明顯高于胡桃醌的抗腫瘤活性，這是因?yàn)樘擎湹囊牒芎玫乇荛_(kāi)了細(xì)胞對(duì)此類(lèi)細(xì)胞毒化合物的排斥，增強(qiáng)了藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的作用，因此提高了這些衍生物的細(xì)胞毒性[10]。Varga等研究發(fā)現(xiàn)[11]，發(fā)現(xiàn)胡桃醌可以封閉人外周血淋巴細(xì)胞的鉀離子通道，而鉀離子通道保持活性被認(rèn)為是細(xì)胞生長(zhǎng)和T細(xì)胞增殖的先決條件，因此他們認(rèn)為胡桃醌的這一作用即使不是唯一的，也是胡桃醌誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的重要方式。

2 胡桃醌對(duì)凋亡相關(guān)基因表達(dá)的影響

2.1Bcl-2蛋白的表達(dá)

現(xiàn)代研究表明，Bcl-2蛋白是一種抑制凋亡蛋白，它對(duì)于線(xiàn)粒體膜孔的開(kāi)關(guān)起著重要的作用[12]，它可以通過(guò)與一些介導(dǎo)因子的結(jié)合從而阻止膜孔的開(kāi)放來(lái)達(dá)到抑制凋亡的作用。正常情況下，Bcl-2蛋白的表達(dá)是一定的。國(guó)內(nèi)學(xué)者有研究報(bào)道[13]，在胡桃醌不同劑量(0、12、25、50、100 μmol/L)作用細(xì)胞36 h后，應(yīng)用Western blot檢測(cè)Bcl-2蛋白水平的變化。結(jié)果表明，隨著胡桃醌劑量的增加，Bcl-2蛋白的表達(dá)呈遞減趨勢(shì)，呈劑量依賴(lài)性。高濃度胡桃醌可很好的抑制Bcl-2蛋白表達(dá)，使得凋亡現(xiàn)象明顯。反之，低濃度胡桃醌作用細(xì)胞后其凋亡不明顯。

2.2胱天蛋白酶家族蛋白的表達(dá)

胱天蛋白酶(Caspase)家族在細(xì)胞凋亡中起著重要的作用，起作用的底物較多。最近研究報(bào)道[14]，胡桃醌主要作用機(jī)理為：降解細(xì)胞結(jié)構(gòu)，促使細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化，包括DNA片段化及凋亡小體的形成。而且隨著胡桃醌濃度的增加，Caspase激活力度不斷加大。Caspase激活后，隨即開(kāi)始其對(duì)細(xì)胞凋亡程序的啟動(dòng)，開(kāi)始降解細(xì)胞，并且還對(duì)線(xiàn)粒體內(nèi)部的活性氧自由基和ATP造成影響，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。有學(xué)者證實(shí)[15]，胡桃醌可調(diào)節(jié)Caspase酶原的剪切，通過(guò)Caspase途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Caspase酶原的剪切呈劑量依賴(lài)性，細(xì)胞凋亡隨剪切片段增多而逐漸明顯。深入研究證實(shí)[16]，利用分光光度法檢測(cè)胡桃醌對(duì)Caspase活性的影響，結(jié)果表明，Caspase活性呈劑量依賴(lài)性；從時(shí)間上來(lái)看在24 h Caspase的活性達(dá)到最高，隨后呈下降趨勢(shì)，并得出在24 h時(shí)，細(xì)胞凋亡達(dá)到高峰，胡桃醌誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡應(yīng)為早期凋亡。

2.3活性氧對(duì)細(xì)胞凋亡的影響

2.4胡桃醌抑制血管細(xì)胞生成

病理性血管新生是癌癥、缺血性疾病和炎性疾病的特征之一 。在腫瘤的形成和發(fā)展過(guò)程中,不僅局部腫瘤的生長(zhǎng)與血管新生關(guān)系密切,血管新生也是導(dǎo)致腫瘤向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素之一[21-22]。陳麗等研究者[23]發(fā)現(xiàn)，在雞胚培育的第7天給藥,以觀(guān)察胡桃醌對(duì)血管生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明,高劑量胡桃醌對(duì)給藥部位的CAM血管有明顯的刺激作用,低劑量胡桃醌對(duì)給藥部位的CAM血管有一定的抑制作用，而對(duì)照組卻無(wú)相應(yīng)作用。他們認(rèn)為胡桃醌抑制血管新生的機(jī)制可能在于抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡。

綜上，胡桃醌誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡可能是通過(guò)線(xiàn)粒體途徑實(shí)現(xiàn)的，主要機(jī)制是增加線(xiàn)粒體內(nèi)ROS的含量，從而開(kāi)啟凋亡通路，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞凋亡。

3 展 望

在腫瘤治療高度發(fā)達(dá)的今天，西藥及化療放療對(duì)腫瘤的治愈有著很好的療效。但是不可否認(rèn)的事實(shí)是，西藥及一些治療方法存在著巨大副作用，給病人帶來(lái)了巨大的痛苦。在吸取西方治療腫瘤先進(jìn)方法及經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，我們更應(yīng)該努力發(fā)掘中藥抗腫瘤的巨大潛力，發(fā)揮其治療腫瘤的巨大作用，為人類(lèi)造福。胡桃醌作為抗腫瘤活性單體研究空間依然很大。在以后的研究中，可以以胡桃醌作為先導(dǎo)化合物，添加水溶性基團(tuán)，增加其水溶性；同時(shí)增加一些可能的活性集團(tuán)如酚羥基等，并探討其空間構(gòu)象對(duì)活性的影響；增加一些分子生物學(xué)機(jī)制方面的研究，使其在理論上更為充實(shí)，為胡桃醌將來(lái)作為一種良好的抗腫瘤藥物做好充分的準(zhǔn)備。

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1673-2995(2012)01-0052-03

吉林省教育廳“十二五”科技研究項(xiàng)目(2011086).

楊 森(1991-)，男(漢族)，在讀本科.

張 巍(1973-)，女(漢族)，副教授，博士.

R736.7

A

2011-09-26)