異硫氰酸苯乙酯抗腫瘤的研究進(jìn)展

朱云濤(綜述)，鄒 璽，王瑞平※(審校)

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)，南京 210029； 2.江蘇省中醫(yī)院腫瘤科，南京 210029)

白芥子是我國(guó)傳統(tǒng)中藥，屬于十字花科植物[1]，具有化痰逐飲、散結(jié)消腫的功效?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，中藥白芥子發(fā)揮作用主要依靠的是白芥子苷、白芥子堿、白芥子揮發(fā)油等成分[2]，異硫氰酸鹽(isothiocyanates，ITCs)是從白芥子中提取，而異硫氰酸苯乙酯(phenthyl isothiocyanate，PEITC)則是以ITCs為基礎(chǔ)，通過人工合成的方式獲得的一種異硫氰酸化合物。目前研究表明，PEITC具有抑制多種腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用[3]。該文旨在探討PEITC在抗腫瘤方面的研究進(jìn)展。

1 PEITC預(yù)防腫瘤的機(jī)制

PEITC作為人工合成的異硫氰酸化合物，其抗腫瘤機(jī)制與ITCs的抗腫瘤機(jī)制基本相同[4]，均是通過對(duì)Ⅰ相酶的抑制及對(duì)Ⅱ相酶的活性誘導(dǎo)來完成的。Ⅰ相酶參與外源性物質(zhì)的代謝，而此類物質(zhì)的代謝過程中會(huì)產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物往往具有高毒性或高致癌性，當(dāng)PEITC或ITCs作用于Ⅰ相酶后，顯著抑制了代謝活動(dòng)中中間產(chǎn)物的生成，從而有效降低了高毒性或高致癌性物質(zhì)誘導(dǎo)體內(nèi)組織癌變的概率。PEITC對(duì)Ⅱ相酶活性誘導(dǎo)作用在整個(gè)預(yù)防腫瘤機(jī)制中起決定性作用。一般情況下，核因子E2p45-相關(guān)因子2(nuclear factor-ery-throid2 p45-related factor2，Nrf2)是以復(fù)合物的形態(tài)存在于細(xì)胞中，當(dāng)PEITC作用后，促使Nrf2從復(fù)合物中脫落并與抗氧化反應(yīng)元件結(jié)合，增強(qiáng)其對(duì)Ⅱ相酶的誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄。

2 PEITC抗腫瘤機(jī)制

2.1PEITC誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的相關(guān)機(jī)制 目前的研究表明，PEITC對(duì)多種惡性程度較高的腫瘤細(xì)胞有顯著的促凋亡作用[5]。PEITC的濃度為12.5 μmol/L時(shí)對(duì)胃癌803細(xì)胞有較為明顯的促凋亡作用，其24 h的抑制率可達(dá)到10%～25%。蛋白質(zhì)印跡法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，PEITC使Bcl-2的表達(dá)下降，Bax表達(dá)升高[6]。賴亞棟等[7]認(rèn)為，PEITC對(duì)肝癌SMMC-7721細(xì)胞有良好的誘導(dǎo)凋亡作用，在10 μmol/L水平下作用7 h，細(xì)胞的凋亡率為(6.9±2.4)%；在40 μmol/L時(shí)的凋亡率為(54.5±5.4)%。葉靜嫻等[8]認(rèn)為，PEITC對(duì)骨髓瘤RPMI8226細(xì)胞有顯著的抑制作用，其通過對(duì)RPMI8226細(xì)胞Notch信號(hào)的抑制，減少發(fā)狀相關(guān)增強(qiáng)子基因的表達(dá)，增加抑癌磷酸酶及張力蛋白同源的基因的表達(dá)，從而發(fā)揮抑制瘤細(xì)胞增殖的作用。

2.2PEITC對(duì)細(xì)胞周期的影響 孫娜[9]研究發(fā)現(xiàn)，10μmol/L的PEITC作用于乳腺癌MCF-7細(xì)胞24 h，細(xì)胞出現(xiàn)明顯的凋亡，細(xì)胞周期阻滯在G2/M期，同時(shí)可對(duì)細(xì)胞造成氧化損傷。氧化損傷是引起細(xì)胞凋亡的一個(gè)重要因素，氧化應(yīng)激誘導(dǎo)蛋白激酶C及蛋白激酶B或核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)通路激活，進(jìn)一步激活細(xì)胞核內(nèi)的c-Jun氨基端激酶(c-Jun NH2-teminal Kinase，JNK)通路，從而導(dǎo)致DNA斷裂[10]，由于細(xì)胞凋亡且周期被阻滯，加上DNA斷裂使得DNA修復(fù)力明顯下降，進(jìn)一步誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

2.3PEITC與胱天蛋白酶家族的關(guān)系 胱天蛋白酶(caspase)是一組存在于細(xì)胞質(zhì)中具有類似結(jié)構(gòu)的蛋白酶，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)14種之多，caspase家族和細(xì)胞凋亡密切相關(guān)[11]，其在早期的凋亡啟動(dòng)及凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮著重要作用。凋亡啟動(dòng)有兩條通路：死亡受體通路和線粒體通路。其中caspase-8在死亡受體通路中發(fā)揮重要作用，caspsae-9在線粒體通路中發(fā)揮主要作用[12-13]。18 μmol/L的PEITC作用于胃癌803、823細(xì)胞24 h后，caspase-8、caspase-9的表達(dá)均有增高的趨勢(shì)，說明PEITC通過死亡受體通路激活了caspase-8，繼而激活下游的caspsae-9，發(fā)揮誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞凋亡的作用；36 μmol/L的PEITC作用48h，其增高趨勢(shì)更為明顯，表明PEITC誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞的凋亡呈現(xiàn)時(shí)間和濃度依賴性。

2.4PEITC抑制腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲 關(guān)于ITCs類藥物抑制腫瘤細(xì)胞遷移及侵襲的研究較少，人SK-Hep1細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，5 μmol/L的PEITC作用12 h后能顯著抑制該細(xì)胞的遷移；48 h后，該抑制作用更強(qiáng)，且此種作用呈時(shí)間和濃度相關(guān)性[14]。研究還發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metallopro teinase,MMP)2、MMP-9以及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表達(dá)降低、RECK(reversion-inducing-cyste-ine-rich proteinwith kazalmotifs)的表達(dá)上升，充分說明PEITC對(duì)腫瘤細(xì)胞具有較好的抑制黏附、遷移和侵襲的作用。

2.5抑制環(huán)加氧酶2和NF-κB的活性 目前普遍認(rèn)為，抑制環(huán)加氧酶2(cycloxygenase-2，COX-2)與細(xì)胞凋亡密切相關(guān)，其參與了腫瘤血管生成及代謝。正常組織中，COX-2的表達(dá)水平較低，在各種細(xì)胞因子、促癌因子的作用下其表達(dá)水平明顯升高。腫瘤細(xì)胞或腫瘤組織中，COX-2的過表達(dá)可促進(jìn)腫瘤血管的生成、抑制腫瘤細(xì)胞凋亡。NF-κB作為一種調(diào)節(jié)炎癥和細(xì)胞增殖的核轉(zhuǎn)錄因子[15]在動(dòng)物細(xì)胞中廣泛存在，參與調(diào)控腫瘤不同階段的細(xì)胞因子，促進(jìn)腫瘤血管生成、誘導(dǎo)抗腫瘤細(xì)胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，COX-2的5′端有兩個(gè)NF-κB的結(jié)合位點(diǎn)，通過抑制該結(jié)合位點(diǎn)蛋白的表達(dá)，可降低NF-κB的活性、減少COX-2的表達(dá)[16]。研究表明，不同濃度的PEITC作用于胃癌803、823細(xì)胞，爬片12 h后能夠顯著下調(diào)NF-κB蛋白的表達(dá)[17]。

3 ITCs的其他作用

ITCs類化合物除了具有良好的抗腫瘤作用外，還有抗菌、抗血小板聚集及抗氧化等作用。研究發(fā)現(xiàn)，ITCs類對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌等有良好的抗菌作用。對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)害蟲的活動(dòng)性也有很好的抑制作用。吳華等[18]發(fā)現(xiàn)，0.1 μg/mL的ITCs即對(duì)害蟲表現(xiàn)出強(qiáng)烈的熏蒸活性。ITCs為0.128 g/mL時(shí)，對(duì)痢疾桿菌的抑制作用顯著。

4 小 結(jié)

近年來，人們?cè)趯?duì)腫瘤的態(tài)度已不單純滿足于治療，預(yù)防的地位越來越高[19]。目前，人們的焦點(diǎn)已從單純抗腫瘤轉(zhuǎn)移到預(yù)防、治療及對(duì)抗中了。PEITC是ITCs類化合物中作用比較強(qiáng)、且同時(shí)具有預(yù)防和抗腫瘤雙重作用的藥物，其通過抑制色素細(xì)胞P450酶等預(yù)防腫瘤，并降解這些酶在代謝中產(chǎn)生的具有毒性或致癌性的物質(zhì)，同時(shí)誘導(dǎo)細(xì)胞分化，通過抑制COX-2和NF-κB的活性，顯著促進(jìn)細(xì)胞凋亡和抑制細(xì)胞增殖，引起細(xì)胞周期阻滯。細(xì)胞凋亡是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細(xì)胞自主的有序的死亡[20]。國(guó)內(nèi)一些研究表明，PEITC對(duì)骨髓瘤細(xì)胞、乳腺癌細(xì)胞、肝癌細(xì)胞等具有良好的抑制增殖和誘導(dǎo)凋亡的作用[21]。PEITC的抗腫瘤作用主要體現(xiàn)在誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡方面，這種作用是通過多方面共同完成的，例如通過抑制NF-κB的活性減少COX-2的生成，而COX-2的生成減少勢(shì)必造成前列腺素合成的減少[22]，故而抑制了炎性介質(zhì)的釋放；又如，在DNA甲基化中，PEITC能抑制癌細(xì)胞增殖，并誘導(dǎo)其分化和凋亡。在PEITC與紫杉醇的協(xié)同試驗(yàn)中，其將乳腺癌細(xì)胞的細(xì)胞周期阻滯于G2/M期，并增加了Bax、caspase蛋白的表達(dá)、減少Bcl-2的表達(dá)[23]，同時(shí)PEITC能有效地抑制腫瘤細(xì)胞的遷移，黏附及轉(zhuǎn)移，減少M(fèi)MPs家族的表達(dá)。

PEITC是一種良好的具有預(yù)防及抗腫瘤作用的藥物，盡管目前尚未在臨床使用，但很多研究都充分認(rèn)可了其誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、抑制黏附、遷移及侵襲的作用，這為將來PEITC的開發(fā)應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

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