人參皂苷Rg3抗宮頸癌作用機(jī)制的研究進(jìn)展

鄒萍 陳萬瑛 張婷 陳道楨

隨著人類疾病譜的改變，腫瘤對人類的威脅日益突出。宮頸癌已然成為婦科最常見的惡性腫瘤，大約占女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的半數(shù)。宮頸癌起源于宮頸鱗—柱上皮交界部位，中國是宮頸癌的高發(fā)地區(qū)。目前，手術(shù)切割和放療、化療是治療該類病變的主要手段，早期宮頸癌通過放療可完全治愈，但對晚期宮頸癌而言，需要相對較大放射劑量和較長放射周期，這會導(dǎo)致放療并發(fā)癥增多，反而使治療效果大打折扣。因此，需要研制出一種新的治療方法，在增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞放射敏感性的同時(shí)也能降低其對周圍正常組織的損傷。隨著生物醫(yī)學(xué)和藥學(xué)的快速發(fā)展，天然藥物在宮頸癌治療中的優(yōu)勢愈來愈引人關(guān)注［1-2］。人參為五加科植物人參Panax ginseng C.A.Mey.的干燥根，是中國傳統(tǒng)中草藥中的滋補(bǔ)養(yǎng)生名藥，自古就有補(bǔ)元?dú)狻⑸蛏?、安神益智的功能?，F(xiàn)代研究已充分表明人參皂苷具有抗疲勞、抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力等作用，Rh2、Rg3 是人參中的稀有皂苷，也是目前研究發(fā)現(xiàn)抗腫瘤活性最強(qiáng)的成分［3-4］。有研究表明人參皂苷Rh2 的(S)型對宮頸癌的抑制活性優(yōu)于20(R)型，這對人參皂苷各亞型用于治療相關(guān)腫瘤疾病時(shí)生產(chǎn)工藝的確定具有一定的參考價(jià)值［5］。目前國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究以及流行病學(xué)調(diào)查均表明人參皂苷Rg3 具有促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤細(xì)胞增殖以及抑制腫瘤新生血管形成的作用，也有研究發(fā)現(xiàn)其能起到化療增敏的作用。本文對人參皂苷Rg3 抗宮頸癌作用機(jī)制進(jìn)行綜述如下。

1 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡

成功誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡對原發(fā)腫瘤的治療及其復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的治療有積極意義。細(xì)胞凋亡是受基因調(diào)控的，bax 基因可直接激活死亡效應(yīng)因子caspases 或改變細(xì)胞膜通透性來釋放細(xì)胞色素C 并使某些離子和小分子物質(zhì)通過細(xì)胞膜從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡［6-8］，而Bcl-2 基因是目前研究最深最廣的抑制凋亡的基因之一，其可以通過增強(qiáng)線粒體膜電位來抑制線粒體鈣離子的釋放，使核酸內(nèi)切酶失活［9］。眾多研究表明，人參皂苷Rg3 可下調(diào)Hela 細(xì)胞Bcl-2 基因的表達(dá)，并上調(diào)bax 基因的表達(dá)，從而誘導(dǎo)人宮頸癌Hela 細(xì)胞發(fā)生凋亡［10-11］。牛珂等［12］培養(yǎng)人宮頸癌Hela 細(xì)胞，并使用10、20、40、80 μg/ml 人參皂苷Rg3 處理48 小時(shí)，通過HE 染色觀察細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變，使用CCK-8 法、流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞的凋亡。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Rg3 作用后Hela 細(xì)胞出現(xiàn)了典型的凋亡形態(tài)學(xué)變化，包括細(xì)胞皺縮、細(xì)胞核內(nèi)染色體濃縮;不同濃度人參皂苷Rg3 處理后Hela 細(xì)胞的平均生存率依濃度下降，證實(shí)了人參皂苷Rg3 以濃度依賴性和時(shí)間依賴性的方式誘導(dǎo)Hela 細(xì)胞凋亡。Liu 等［13］通過熒光顯微鏡、流式細(xì)胞儀和逆轉(zhuǎn)錄—聚合酶鏈反應(yīng)等方法在前列腺癌細(xì)胞中的研究發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg3 能通過Caspase3 來抑制癌細(xì)胞增殖，還可激活細(xì)胞周期抑制基因p21 和p27 的表達(dá)，并使細(xì)胞停滯于G1 期。然而學(xué)者Jagan 等［14］認(rèn)為皂苷誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并未依賴Caspase。姜浩等［15］則認(rèn)為皂苷誘導(dǎo)凋亡的機(jī)制之一是激活巨噬細(xì)胞產(chǎn)生NO。

所有這些研究都表明皂苷能在分子水平上通過不同途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡，但具體是不是由依賴Caspase3 的途徑介導(dǎo)，目前還沒有定論。而凋亡細(xì)胞在產(chǎn)生特征性DNA 降解和形態(tài)學(xué)改變之前，都有不可逆的線粒體膜的改變，包括線粒體皺縮，膜通透性改變以及線粒體內(nèi)活性蛋白酶的釋放等，這一點(diǎn)為進(jìn)一步探索其引起細(xì)胞凋亡的途徑提供了一個(gè)研究方向。

2 抑制腫瘤細(xì)胞增殖

惡性腫瘤的本質(zhì)是細(xì)胞周期失控導(dǎo)致的細(xì)胞無限制的分裂和增殖。凋亡和增殖總是密切相關(guān)的，細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)既能影響細(xì)胞分裂又能影響細(xì)胞凋亡，因此通過細(xì)胞周期阻滯來誘導(dǎo)凋亡已然成為抗腫瘤新藥的一個(gè)新靶點(diǎn)。李麗靜等［16］在體外腫瘤實(shí)驗(yàn)中通過電鏡觀察腫瘤細(xì)胞形態(tài)，Western blot 免疫印記法檢測皂苷對Hela 細(xì)胞的細(xì)胞周期相關(guān)蛋白表達(dá)的影響。發(fā)現(xiàn)不同濃度皂苷對Hela細(xì)胞的增殖均有抑制作用，其作用機(jī)制可能與促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡、誘導(dǎo)其凋亡使細(xì)胞停滯于G2/M期密切相關(guān)，并影響相關(guān)蛋白cyclin 及其激酶(CDK1、CDK2 等)的表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)凋亡，從而完成抑制Hela 細(xì)胞分裂增殖進(jìn)而殺死宮頸癌細(xì)胞的全過程。張秀玲等［17］在研究皂苷與順鉑的聯(lián)合應(yīng)用時(shí)也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。而張文秀［18］用不同濃度皂苷處理Hela 細(xì)胞株24、48、72 小時(shí)后分別檢測細(xì)胞周期，用Western Blot 檢測細(xì)胞周期蛋白，發(fā)現(xiàn)皂苷引起G0/G1 期細(xì)胞阻滯，減少S 期細(xì)胞，降低Cyclin D1 蛋白表達(dá)。鄧雪云［19］在研究LewisY 抗體聯(lián)合Rg3 抑制細(xì)胞增殖時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期停滯于G1期。那么，皂苷抑制宮頸癌細(xì)胞增殖到底是阻滯G2/M 期還是G0/G1 期，具體是通過什么途徑，還需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)然，或許兩個(gè)周期點(diǎn)都可能是皂苷的作用點(diǎn)也未可知。

3 提高免疫力

從某種程度來說，腫瘤的發(fā)生是免疫監(jiān)視功能喪失的結(jié)果。免疫力低下時(shí)，機(jī)體對腫瘤細(xì)胞的免疫監(jiān)視功能減弱，免疫功能低下的腫瘤患者預(yù)后也差。一直以來人參就作為一種免疫增強(qiáng)劑用于提高患者免疫力，增加食欲和增強(qiáng)身體素質(zhì)，人參皂苷作為其主要活性成分自然也有著提高免疫力的作用。王庭富等［20］發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg3 可以提高小鼠碳粒廓清速率、免疫器官重量、脾淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化以及自然殺傷細(xì)胞的活性。柴瑋杰等［21］進(jìn)行了類似的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)人參皂苷在細(xì)胞免疫、體液免疫和自然殺傷細(xì)胞活性三個(gè)方面檢測結(jié)果陽性，判定其具有增強(qiáng)免疫力功能作用。吳皓等［22］發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg3 能明顯改善腫瘤小鼠化療后腸道黏膜損傷的程度，增強(qiáng)腸道黏膜免疫功能。張仲苗等［23］通過分離純化腫瘤放療患者外周血淋巴細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg3 能使淋巴細(xì)胞HLA-DR 和HLA-ABC 表達(dá)增高，提示其可能通過增強(qiáng)患者淋巴細(xì)胞的抗原遞呈能力來提高其細(xì)胞免疫能力。Zhang 等［24］研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rg3 可通過增加過氧化物歧化酶活性來明顯抑制化療藥物誘導(dǎo)的骨髓細(xì)胞及外周淋巴細(xì)胞DNA 的損傷，減少骨髓細(xì)胞凋亡，并提高淋巴細(xì)胞功能。由此不難看出，人參皂苷Rg3 可提高放化療腫瘤患者的免疫力。

4 抑制腫瘤新生血管形成

惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移必須依靠新生血管提供足夠的營養(yǎng)，另外腫瘤細(xì)胞也可沿新生血管所開啟的膠原裂隙侵襲，這為腫瘤轉(zhuǎn)移創(chuàng)造了條件。因此抑制腫瘤新生血管形成可降低腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生［25］。國內(nèi)已有很多學(xué)者在黑色素瘤、肝癌淋巴道轉(zhuǎn)移以及肺癌模型中進(jìn)行了相關(guān)研究，并發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg3 有抑制腫瘤血管形成的作用［26-27］。段迎春等［28］通過人宮頸癌裸鼠模型探討了人參皂苷Rg3 對腫瘤的生長及其血管生成的影響。他們采用對裸鼠使用濃度為5 mg/kg 人參皂苷Rg3 進(jìn)行灌胃，用藥5 周，動態(tài)監(jiān)測腫瘤的重量和體積，腫瘤組織免疫組化染色，計(jì)數(shù)瘤內(nèi)微血管密度(MVD)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)裸鼠生存質(zhì)量好，抑瘤效果持久而穩(wěn)定，腫瘤生長緩慢，腫瘤組織CD31 表達(dá)明顯下降，MVD明顯降低，證實(shí)Rg3 能抑制宮頸癌腫瘤血管生成。

5 影響腫瘤相關(guān)蛋白和基因的表達(dá)

腫瘤的發(fā)生發(fā)展與腫瘤基因激活和(或)抑癌基因失活相關(guān)，其基因產(chǎn)物涉及生長因子，轉(zhuǎn)錄因子，信號傳導(dǎo)分子，細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子等。有國外學(xué)者發(fā)現(xiàn)，使用人參皂苷Rg3 預(yù)處理ICR 小鼠的背部皮膚可以顯著抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB 的激活及絨毛狀瘤的形成;此外人參皂苷Rg3 還能抑制AP-1 的激活，而這種蛋白與致癌轉(zhuǎn)活有關(guān)［29］。由于人體各種基因、蛋白的作用及調(diào)控機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，目前如何選取合適的指標(biāo)進(jìn)行檢測還存在著一定難度，基因芯片技術(shù)為這方面的研究提供了有力工具?，F(xiàn)已有學(xué)者分別在肺腺癌細(xì)胞及大腸癌細(xì)胞上采用這種技術(shù)進(jìn)行研究，均發(fā)現(xiàn)了一些表達(dá)改變的基因和蛋白［30-31］，由此可見人參皂苷Rg3 抗腫瘤作用機(jī)制的復(fù)雜性，提示在抗宮頸癌方面可能通過多靶點(diǎn)多種機(jī)制發(fā)揮作用，應(yīng)該對于變化顯著基因及蛋白進(jìn)行深入研究。

6 總結(jié)

綜上所述，人參皂苷Rg3 作為一種中藥單體成分，具有明顯的抗宮頸癌作用，并已經(jīng)在體外動物實(shí)驗(yàn)及臨床研究中得到證實(shí)，它可下調(diào)宮頸癌細(xì)胞Bcl-2 基因并上調(diào)bax 基因，從而誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞發(fā)生凋亡。它可能通過Caspase3 來抑制細(xì)胞增殖，引起細(xì)胞停滯于G2/M 期或者G1 期。另外，人參皂苷Rg3 還能通過提高淋巴細(xì)胞及自然殺傷細(xì)胞等免疫細(xì)胞的功能來增強(qiáng)腫瘤患者的免疫力等。當(dāng)然，大部分的研究還僅限于抑制癌細(xì)胞增殖和促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡，還需進(jìn)一步探索并明確其主要的作用機(jī)制，從而為臨床治療宮頸癌提供確切依據(jù);人參皂苷Rg3 有很大的臨床應(yīng)用價(jià)值，符合現(xiàn)代腫瘤治療的新策略，且性價(jià)比高，相信隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對人參皂苷的研究也會不斷深入，促使這一傳統(tǒng)中藥能更好地發(fā)揮作用，造福人類。

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