五味子乙素通過(guò)線粒體凋亡途徑誘導(dǎo)凋亡的機(jī)制研究

狄 烊,閆曉英,姜亞磊,孟天嬌,胡曉勇綜述,金 宏,齊 玲審校

(吉林醫(yī)藥學(xué)院：1.2010級(jí)臨床本科班，2.實(shí)驗(yàn)中心，3.病理教研室，吉林 吉林 132013)

·綜 述·

五味子乙素通過(guò)線粒體凋亡途徑誘導(dǎo)凋亡的機(jī)制研究

ThestudyonthemechanismofSchisandrinBinducingapoptosisthroughmitochondrialpathway

狄 烊1,閆曉英1,姜亞磊1,孟天嬌1,胡曉勇1綜述,金 宏2,齊 玲3*審校

(吉林醫(yī)藥學(xué)院：1.2010級(jí)臨床本科班，2.實(shí)驗(yàn)中心，3.病理教研室，吉林 吉林 132013)

五味子是吉林省中藥材的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，它具有抗衰老、抗氧化和抗腫瘤等多種作用，五味子乙素是五味子抗腫瘤的主要活性成分之一。在凋亡發(fā)生時(shí)線粒體途徑一直是研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，因此，我們將Sch B與凋亡線粒體途徑中caspases及Bcl-2家族成員的關(guān)系進(jìn)行綜述。

五味子乙素;線粒體途徑;凋亡

研究Sch B聯(lián)合順鉑對(duì)肝癌的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，Sch B 可以增效順鉑所引起的促凋亡作用，這一作用是通過(guò)caspase-8活化所引發(fā)[6]。同時(shí)，研究Sch B對(duì)正常肝細(xì)胞受到H2O2損傷的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，Sch B可以通過(guò)抑制caspase-8活化，起到保護(hù)正常肝細(xì)胞的作用[7]。同時(shí)，Sch B對(duì)機(jī)體正常的細(xì)胞沒(méi)有毒性作用，在保護(hù)正常細(xì)胞的同時(shí)還可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[8]。但這只是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，還需要更多的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明這一觀點(diǎn)，Sch B與caspase-8的關(guān)系有待深入探討。

2 Sch B與Bcl-2家族

Bcl-2家族成員在凋亡傳導(dǎo)中扮演了一個(gè)極其重要的角色，它具有促進(jìn)凋亡及抑制凋亡的雙重作用。凋亡的線粒體傳導(dǎo)途徑主要受Bcl-2家族成員來(lái)調(diào)節(jié)，研究表明，Bcl-2家族成員一方面通過(guò)阻止caspases的活化發(fā)揮抑制凋亡的作用，另一方面也可通過(guò)控制凋亡前體，使其表達(dá)率改變，從而誘導(dǎo)凋亡發(fā)生[9-10]。而B(niǎo)cl-2 的過(guò)表達(dá)可以阻斷線粒體膜電位下降和細(xì)胞色素C釋放，因而使化療藥物的敏感性降低[11]。

Sch B與Bcl-2家族成員的研究極少。有研究表明，在H2O2誘導(dǎo)的大鼠腎上腺嗜鉻細(xì)胞瘤(PC12)細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)中，隨著北五味子總木脂素濃度的增加，免疫組化顯示各組表達(dá)Bcl-2增加，而B(niǎo)ax表達(dá)下降，說(shuō)明北五味子總木脂素對(duì)H2O2誘導(dǎo)的PC12 細(xì)胞凋亡具有一定的保護(hù)作用，并且是通過(guò)調(diào)節(jié)Bcl-2和Bax 的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的[12]。Sch B作為五味子木脂素中的主要抗腫瘤成分，也可能通過(guò)調(diào)節(jié)Bcl-2來(lái)控制細(xì)胞的凋亡。但這方面的研究過(guò)少， Sch B與Bcl-2家族成員的關(guān)系有待研究人員來(lái)探討。

3 Sch B與caspase-9

caspase-9被認(rèn)為是細(xì)胞凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中比較上游的一個(gè)作用點(diǎn)，caspase-9 的激活通常需要線粒體的參與，由細(xì)胞色素C介導(dǎo)。當(dāng)細(xì)胞色素C與凋亡蛋白激活因子1(apoptotic protease activating factor-1,Apaf1)相結(jié)合后，募集dATP和caspase-9形成凋亡蛋白酶體，促使caspase-9通過(guò)自裂解方式裂解下游的caspase-3等多種caspases，引起凋亡的發(fā)生[13]。

研究表明，Sch B可使阿霉素誘導(dǎo)SMMC7721細(xì)胞凋亡的作用增強(qiáng)，分析發(fā)現(xiàn)，這與P-gp蛋白或其他的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體無(wú)關(guān)，這種作用是通過(guò)活化caspase-9而不是caspase-8來(lái)發(fā)揮作用的，而且伴有線粒體膜電位的改變，同時(shí)對(duì)阿霉素引起的心臟毒性作用無(wú)協(xié)同作用[14]。但也有研究表明，Sch B能抑制人肝癌細(xì)胞SMMC-7721的增殖而誘導(dǎo)其發(fā)生，但凋亡發(fā)生時(shí)caspase-9表達(dá)沒(méi)有明顯的變化，說(shuō)明Sch B 所引起的凋亡與caspase-9無(wú)關(guān)[15]，但此實(shí)驗(yàn)只是檢測(cè)了caspase-9的表達(dá)，但并未檢測(cè)caspase-9的活化狀態(tài)。因此，Sch B完全有可能是通過(guò)促進(jìn)caspase-9表達(dá)，從而誘導(dǎo)線粒體途徑激活而使凋亡發(fā)生。

4 Sch B與caspase-3

在正常情況下，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的caspase-3 以無(wú)活性的酶原形式存在，只有當(dāng)細(xì)胞要凋亡時(shí)才被活化為有活性的caspase-3。在不同的凋亡傳導(dǎo)途徑中，caspase-3都是細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵執(zhí)行者，caspase-3是凋亡傳導(dǎo)通路中caspases蛋白酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)中的一個(gè)主要底物，是細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵效應(yīng)因子[16]。當(dāng)caspase-9被剔除時(shí)或在caspase-8缺陷的細(xì)胞都不會(huì)引起凋亡，但二者卻不互相影響,在無(wú)caspase-9 的細(xì)胞中，caspase-8仍可激活caspase-3，而且在caspases的酶原上也被證明有caspase-8的剪切位點(diǎn)[17]。

Sch B單獨(dú)作用時(shí)，對(duì)小鼠H22腫瘤的生長(zhǎng)有抑制作用，當(dāng)聯(lián)合順鉑時(shí)，這種作用更加明顯。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這可能是通過(guò)肝癌細(xì)胞表達(dá)caspase-8和caspase-9增高，從而促進(jìn)caspase-3的高表達(dá)來(lái)達(dá)到誘導(dǎo)凋亡的目的[6]。除此之外， 也有研究表明，Sch B通過(guò)下調(diào)促凋亡蛋白基因，使caspase-3活性降低，從而減少大鼠皮層神經(jīng)元對(duì)于β-淀粉樣蛋白(1-42)的神經(jīng)毒性[18]。因此可以說(shuō)，Sch B通過(guò)多種方式調(diào)節(jié)caspase-3的表達(dá)，使正常細(xì)胞不受損傷而腫瘤細(xì)胞卻可以發(fā)生凋亡反應(yīng)。

5 展 望

我國(guó)的中醫(yī)文化可謂歷史悠久，在《神農(nóng)本草經(jīng)》中五味子被列為上品，其具有抗衰老、保肝、增強(qiáng)機(jī)體免疫機(jī)能等多種功效。五味子以木脂素和多糖成分抗腫瘤為主，尤其是Sch B可以通過(guò)多種方式誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡。因此，本綜述針對(duì)凋亡的線粒體途徑進(jìn)行綜述，以便更加深入探討其抗腫瘤機(jī)制，為其作為抗腫瘤新藥提供更充分的依據(jù)。

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1673-2995(2013)04-0296-03

R285

A

1Sch B與caspase-8

吉林省教育廳項(xiàng)目(2012330，2011281);吉林醫(yī)藥學(xué)院大學(xué)生科研基金項(xiàng)目(201206).

狄 烊(1992-)，女(漢族)，在讀本科.

齊 玲(1974-)，女(漢族)，副教授,博士.

2013-05-06)

在腫瘤治療時(shí)，抑制腫瘤細(xì)胞的增殖或促使腫瘤細(xì)胞死亡具有十分重要的意義。腫瘤細(xì)胞死亡的方式包括壞死、凋亡、自噬和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)爆發(fā)。其中凋亡是最為理想的死亡方式，腫瘤細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)發(fā)生凋亡后不引起周?chē)＝M織的變化，對(duì)機(jī)體沒(méi)有損傷。因此，當(dāng)某一藥物可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，這一藥物會(huì)被認(rèn)為是治療腫瘤的最佳藥物[1]。五味子是長(zhǎng)白山特色中藥材，也是吉林省的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，研究發(fā)現(xiàn)其具有抗腫瘤作用，五味子乙素(Schisandrin B，Sch B)是抗腫瘤主要活性成分之一[2]。凋亡的線粒體途徑在近年一直是研究的熱點(diǎn)，我們將Sch B與凋亡線粒體途徑中caspases及Bcl-2家族成員的關(guān)系進(jìn)行一一綜述。

在凋亡傳導(dǎo)過(guò)程中，caspase-8是細(xì)胞凋亡的最重要的起始者，它與線粒體及非線粒體傳導(dǎo)途徑均密切相關(guān)[3-4]。在不同的藥物作用細(xì)胞后，可以通過(guò)細(xì)胞內(nèi)死亡受體等激活死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合體(death-inducing signaling complex,DISC)，從而使caspase-8活化，caspase-8發(fā)生自裂解，使凋亡發(fā)生[5]，這是凋亡各環(huán)節(jié)中最為關(guān)鍵的一步。