肽類(lèi)藥物及其抗腫瘤的研究進(jìn)展

趙 微，白 麗*

(大理學(xué)院1.云南省昆蟲(chóng)生物醫(yī)藥研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)微生物學(xué)與免疫學(xué)教研室，云南大理671000)

腫瘤已成為僅次于心血管疾病的第二大人類(lèi)致死病因，每年死于癌癥的患者約占總死亡人數(shù)的1/4，且中國(guó)占相當(dāng)龐大的病例數(shù)。藥物治療是當(dāng)今治療腫瘤的主要手段之一，但目前的抗腫瘤藥物不良反應(yīng)較大。對(duì)此，研制高效、低毒的抗腫瘤藥物，在醫(yī)藥界顯得尤為迫切。隨著腫瘤研究的不斷進(jìn)展，基于免疫和分子生物學(xué)而發(fā)展的，存在于動(dòng)物、植物、細(xì)菌或真菌的小分子肽類(lèi)，因穩(wěn)定、活性高和易于吸收，可以通過(guò)提高機(jī)體免疫功能抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)抗腫瘤作用［1］，已成為腫瘤治療研究的一個(gè)新熱點(diǎn)［2］。

1 肽類(lèi)的來(lái)源與結(jié)構(gòu)

1.1 肽類(lèi)的來(lái)源

肽類(lèi)來(lái)源廣泛，在植物［3］、動(dòng)物［4］、細(xì)菌及真菌［5］等生物體內(nèi)均存在。肽類(lèi)存在的形式不同，獲取的方法也不相同，獲取肽類(lèi)的途徑有3 種:1)天然肽類(lèi)，可用生物提取法獲得，具有原料來(lái)源廣、工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)報(bào)道，從昆蟲(chóng)體內(nèi)可以提取出多種天然生物活性肽。如從毒蝎子中提取的天然抗菌肽，對(duì)人類(lèi)癌細(xì)胞有很強(qiáng)的抑制作用［6］。2)蛋白質(zhì)降解后產(chǎn)生的肽，可用體內(nèi)消化法和體外水解法［7］產(chǎn)生。 乳鐵蛋白肽(lactoferricin，Lfcin)是動(dòng)物乳汁中的乳鐵蛋白(lactoferrin，Lf)在動(dòng)物消化道中經(jīng)酸性胃蛋白酶降解后產(chǎn)生的含25 ～28 個(gè)氨基酸的小肽，它具有殺菌、抗病毒、抗真菌等多種獨(dú)特的生物學(xué)活性。3)人工合成肽，隨著對(duì)肽類(lèi)結(jié)構(gòu)研究的深入，人工合成已成為一條較好的獲得肽類(lèi)的途徑。人工合成的方法多種多樣，各有優(yōu)缺點(diǎn)，方法的選擇主要取決于所需肽的長(zhǎng)短和數(shù)量。針對(duì)合成具有高價(jià)值的短到中長(zhǎng)的藥理級(jí)肽，主要用化學(xué)法(液相或固相)。重組DNA 法也被廣泛應(yīng)用，但僅限于大肽和蛋白質(zhì)的合成。許多易于機(jī)體吸收、具有營(yíng)養(yǎng)特性的小分子肽，目前主要用酶法［8］合成，它成本低、安全性高、條件溫和、水解進(jìn)程易于控制，可定位生產(chǎn)特定的肽，能較好地滿足生產(chǎn)需要。

1.2 肽類(lèi)的結(jié)構(gòu)

肽(peptides)是分子結(jié)構(gòu)介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間的一類(lèi)化合物，是蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能片段，并使蛋白質(zhì)具有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的生理功能。肽本身具有很強(qiáng)的生物活性。氨基酸是其基本構(gòu)成單位，一般說(shuō)來(lái)，僅由2 ～4 個(gè)氨基酸構(gòu)成的高活性肽，又叫小分子肽，氨基酸構(gòu)成個(gè)數(shù)在10 個(gè)以內(nèi)的叫寡肽，小肽是寡肽中的超低分子量肽，10 ～50 個(gè)的叫多肽，50 個(gè)以上的叫蛋白質(zhì)。由于構(gòu)成肽的氨基酸種類(lèi)、數(shù)目與排列順序的不同，決定了肽紛繁復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與功能。

2 肽類(lèi)的抗腫瘤作用

2.1 抑制腫瘤新生血管生成

腫瘤生長(zhǎng)超過(guò)1 ～2 mm3時(shí)，就必須有新血管生成來(lái)提供足夠的血液供應(yīng)，新生血管的形成是一個(gè)非常復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程，與惡性腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移及術(shù)后的復(fù)發(fā)密切相關(guān)。新血管的生成是多種生長(zhǎng)因子和細(xì)胞外基質(zhì)共同參與的［9］，如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(vascular endothelial growth factor receptor，VEGF-R)、血小板衍化生長(zhǎng)因子(platelet-derived growth factor，PDGF)、血小板衍化生長(zhǎng)因子受體(platelet-derived growth factor receptor，PDGF-R)、堿性成纖維生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor，b-FGF)、纖維連接蛋白(fibronectin，F(xiàn)N)和整合素α5β1。血管生成的重要機(jī)制是:1)FN 通過(guò)其特異的受體α5β1 介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)途徑來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)、分化及遷移等功能;2)血管新生因子VEGF、PDGF 的正常表達(dá)及它們與其受體的結(jié)合［10］。防止新生血管的形成是為了減少腫瘤大小和轉(zhuǎn)移［11］。HM-3［12］是由18 個(gè)氨基酸組成的多肽，在體內(nèi)和體外的藥效學(xué)研究指出，其可以抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和血管生成，體內(nèi)抗腫瘤療效明顯。防御素［13］可以抑制FN 的特異性受體α5β1介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的作用，即抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的吸附、增殖和毛細(xì)血管的生成，從而抑制新血管的形成。在荷瘤小鼠體內(nèi)證實(shí)，金屬蛋白酶類(lèi)組織抑制劑-3(TIMP-3)是一種有效抑制VEGF 介導(dǎo)新生血管形成的抑制劑［14］。與TIMP-3 結(jié)構(gòu)一致的合成肽，也具有相同的抗血管生成性質(zhì)，可用于抗腫瘤新生血管生成的治療。其通過(guò)抑制VEGF 和VEGF-2 結(jié)合、下游信號(hào)傳導(dǎo)途徑及內(nèi)皮細(xì)胞的增生與遷移，從而有效的抑制新生血管的形成。

2.2 抗腫瘤細(xì)胞增生及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

在正常細(xì)胞周期中，控制點(diǎn)被突破或進(jìn)程被超越，細(xì)胞不能正常發(fā)生周期阻滯，造成不受控制的無(wú)限增殖，導(dǎo)致惡性腫瘤?？鼓[瘤細(xì)胞增生的關(guān)鍵在于阻滯細(xì)胞周期。肽類(lèi)可以通過(guò):阻滯細(xì)胞周期和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡來(lái)抑制腫瘤細(xì)胞增殖［15-16］，這兩種機(jī)制是相互獨(dú)立而又存在一定聯(lián)系的兩個(gè)過(guò)程。很大一部分細(xì)胞凋亡具有細(xì)胞周期特異性，發(fā)生在某一特定的細(xì)胞周期被阻滯后，隨之出現(xiàn)凋亡。一些抗癌藥物就是通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯來(lái)促使細(xì)胞發(fā)生凋亡［17］。目前抗腫瘤研究的熱點(diǎn)之一就是誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡以達(dá)到治療目的。在評(píng)估玉米肽(corn peptides，CPs)［1］的抗腫瘤機(jī)制時(shí)，體外實(shí)驗(yàn)表明，CPs 通過(guò)阻滯S 期細(xì)胞，誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞(human hepatoma line，HepG2)凋亡。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，CPs 能夠抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng);增強(qiáng)脾臟功能;延長(zhǎng)H22 荷瘤小鼠的生存時(shí)間。細(xì)胞穿透增殖細(xì)胞系抗原肽(cell-penetrating proliferating cell nuclear antigen peptide，CPPP)可以抑制人類(lèi)乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)并促進(jìn)細(xì)胞凋亡，通過(guò)抑制過(guò)度表達(dá)的表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)和腫瘤細(xì)胞系的增殖，從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)［18］。抗菌肽［19］是一組存在于昆蟲(chóng)體內(nèi)具有抗病毒和抗腫瘤的多肽，抗菌肽家族對(duì)膀胱癌細(xì)胞有很強(qiáng)的抑制作用［20］。其可以通過(guò)直接的細(xì)胞毒性作用來(lái)殺傷腫瘤細(xì)胞，且抗腫瘤活性溫和，殺腫瘤細(xì)胞的劑量較低，起到低劑量化療的療效。

2.3 抗腫瘤的免疫調(diào)節(jié)作用

細(xì)胞在癌變的過(guò)程中出現(xiàn)具有免疫原性的一些大分子物質(zhì)，即腫瘤特異性抗原，由于這些抗原長(zhǎng)期刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)，從而出現(xiàn)免疫耐受，使腫瘤細(xì)胞逃脫了免疫監(jiān)視。防御素是內(nèi)源性防御肽，有助于調(diào)節(jié)機(jī)體的固有免疫和適應(yīng)性免疫。人類(lèi)防御素可以增強(qiáng)免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤抗原的識(shí)別，促進(jìn)體內(nèi)促炎性反應(yīng)細(xì)胞因子的分泌和活化，引發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答，增強(qiáng)機(jī)體對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫監(jiān)視作用［21］。

由于免疫系統(tǒng)知識(shí)的快速發(fā)展，目前用免疫途徑消除腫瘤細(xì)胞成為抗腫瘤探索的主要途徑。在研究人端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶(human telomerase reverse transcriptase，hTERT)的多重抗原肽在體內(nèi)引發(fā)強(qiáng)烈的抗腫瘤免疫應(yīng)答中發(fā)現(xiàn)，其是對(duì)癌癥的新型免疫療法。多重抗原肽在細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte，CTL)［22］的表位hTERT 和輔助性T細(xì)胞表位hTERT 結(jié)合后，可以改善hTERT 多重抗原肽的免疫原性，增強(qiáng)hTERT 多重抗原肽的抗腫瘤免疫應(yīng)答［23］。表皮葡萄球菌釋放出一種稱為酚-可溶性調(diào)控蛋白(phenol-soluble modulins，PSM)的復(fù)合物，能刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生促炎性反應(yīng)細(xì)胞因子激活TLR2 信號(hào)通路［24］。與不同的TLR 配體結(jié)合后，有利于體內(nèi)誘導(dǎo)強(qiáng)烈的和持久的抗原特異性免疫反應(yīng)。CPs［1］可以通過(guò)增加細(xì)胞因子IL-2、IFN-γ 和TNF-α 的濃度，增強(qiáng)宿主免疫系統(tǒng)的功能，有效抑制肝癌細(xì)胞在體內(nèi)的生長(zhǎng)。人乙酰肝素酶能夠激活特異性CTL 反應(yīng)殺傷腫瘤細(xì)胞，在荷瘤小鼠體外誘導(dǎo)有效的抗腫瘤免疫反應(yīng)［25］。

3 結(jié)語(yǔ)

惡性腫瘤因發(fā)現(xiàn)晚、易轉(zhuǎn)移擴(kuò)散及腫瘤細(xì)胞增殖速度快等原因，導(dǎo)致病死率大大增加。目前還沒(méi)有很有效的藥物及方法進(jìn)行治療。在體外和體內(nèi)(荷瘤小鼠)的大量實(shí)驗(yàn)證明，肽類(lèi)通過(guò)抑制腫瘤新生血管形成、抗腫瘤細(xì)胞增生、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡及免疫調(diào)節(jié)等作用，表現(xiàn)出明顯的抗腫瘤特性。且具有抗腫瘤特性溫和、低劑量殺腫瘤細(xì)胞、來(lái)源廣泛等特點(diǎn)。但在臨床實(shí)驗(yàn)及藥理藥學(xué)的研究方面還較少，其抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)中的固有免疫和適應(yīng)性免疫的機(jī)制還尚未清晰。有學(xué)者提出針對(duì)惡性腫瘤的性質(zhì)，有望在昆蟲(chóng)體內(nèi)提取出一種新型的抗腫瘤肽，對(duì)其抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行深入研究，為臨床開(kāi)發(fā)新型抗腫瘤藥物提供依據(jù)，幫助人類(lèi)解決治療惡性腫瘤這一大難題。

［1］Li JT，Zhang JL，He H，et al．Apoptosis in human hepatoma HepG2 cells induced by corn peptides and its anti-tumor efficacy in H22 tumor bearing mice［J］．Food Chem Toxicol，2013，51:297-305．

［2］Wiesner J，Vilcinskas A．Therapeutic potential of anti-microbial peptides from insects［J］．Insect Biotechnology，2011，2:29-65．

［3］Ma ZL，Zhang WJ，Yu GC，et al．The primary structure identification of a corn peptide facilitating alcohol metabolism by HPLC-MS/MS［J］．Peptides，2012，37:138-143．

［4］Neupert S，F(xiàn)usca D，Schachtner J，et al．Toward a singlecell-based analysis of neuropeptide expression in periplaneta Americana antennal lobe neurons［J］．J Comp Neurol，2012，520:694-716．

［5］Bhatnagar I，Kim SK．Pharmacologically prospective antibiotic agents and their sources:a marine microbial perspective［J］．Environ Toxicol Pharmacol，2012，34:631-643．

［6］Almaaytah A，Zhou M，Wang L，et al．Antimicrobial/cytolytic peptides from the venom of the North African scorpion，Androctonus amoreuxi:biochemical and functional characterization of natural peptides and a single site-substituted analog［J］．Peptides，2012，35:291-299．

［7］Espinoza AD，Morawicki RO，Hager T．Hydrolysis of whey protein isolate using subcritical water［J］．Food Sci，2012，77:20-26．

［8］Durak A，Baraniak B，Jakubczyk A，et al．Biologically active peptides obtained by enzymatic hydrolysis of Adzuki bean seeds［J］．Food Chem，2013，141:2177-2183．

［9］Gao F，Vasquez SX，Su F，et al．L-5F，an apolipoprotein AI mimetic，inhibits tumor angiogenesis by suppressing VEGF/basic FGF signaling pathways［J］．Integr Biol(Camb)，2011，3:479-489．

［10］Schultz JD，Muhlheim K，Erben P，et al．Chemotherapeutic alteration of VEGF-/PDGF-and PDGF-Ralpha/beta expression by imatinib in HPV-transformed squamous cell carcinoma compared to HPV-negative HNSCC in vitro［J］．Oncol Rep，2011，26:1099-1109．

［11］Mombeinipour M，Zare Mirakabadi A，Mansuri K，et al．In vivo and in vitro anti-angiogenesis effect of venom-derived peptides (ICD-85)［J］．Arch Iran Med，2013，16:109-113．

［12］Liu Z，Ren Y，Pan L，et al．In vivo anti-tumor activity of polypeptide HM-3 modified by different polyethylene glycols(PEG)［J］．Int J Mol Sci，2011，12:2650-2663．

［13］Xu N，Wang YS，Pan WB，et al．Human alpha-defensin-1 inhibits growth of human lung adenocarcinoma xenograft in nude mice［J］．Mol Cancer Ther，2008，7:1588-1597．

［14］Qi JH，Ebrahem Q，Ali M，et al．Tissue inhibitor of metalloproteinases-3 peptides inhibit angiogenesis and choroidal neovascularization in mice［J］．PLoS One，2013，8:e55667．

［15］Raucher D，Moktan S，Massodi I，et al．Therapeutic peptides for cancer therapy．Part Ⅱ-cell cycle inhibitory peptides and apoptosis-inducing peptides［J］．Expert Opin Drug Deliv，2009，6:1049-1064．

［16］Kawabata A，Matsuzuka T，Doi C，et al．C1B domain peptide of protein kinase Cgamma significantly suppresses growth of human colon cancer cells in vitro and in an in vivo mouse xenograft model through induction of cell cycle arrest and apoptosis［J］．Cancer Biol Ther，2012，13:880-889．

［17］Kuroda K，F(xiàn)ukuda T，Okumura K，et al．Ceragenin CSA-13 induces cell cycle arrest and antiproliferative effects in wild-type and p53 null mutant HCT116 colon cancer cells［J］．Anticancer Drugs，2013，24:826-834．

［18］Yu YL，Chou RH，Liang JH，et al．Targeting the EGFR/PCNA signaling suppresses tumor growth of triple-negative breast cancer cells with cell-penetrating PCNA peptides［J］．PLoS One，2013，8:e61362．

［19］Chernysh S，Irina K，Irina A．Anti-tumor activity of immunomodulatory peptide alloferon-1 in mouse tumor transplantation model［J］．Int Immunopharmacol，2012，12:312-314．

［20］Suttmann H，Retz M，Paulsen F，et al．Antimicrobial peptides of the cecropin-family show potent antitumor activity against bladder cancer cells［J］．BMC Urol，2008，8:5-12．

［21］Presicce P，Giannelli S，Taddeo A，et al．Human defensins activate monocyte-derived dendritic cells，promote the production of proinflammatory cytokines，and up-regulate the surface expression of CD91［J］．J Leukoc Biol，2009，86:941-948．

［22］Matsueda S，Komatsu N，Kusumoto K，et al．Humoral immune responses to CTL epitope peptides from tumor-associated antigens are widely detectable in humans:a new biomarker for overall survival of patients with malignant diseases［J］．Dev Comp Immunol，2013，41:68-76．

［23］Liao ZL，Luo G，Xie X，et al．Diepitope multiple antigen peptide of hTERT trigger stronger anti-tumor immune responses in vitro［J］．Int Immunopharmacol，2013，16:444-450．

［24］Durantez M，F(xiàn)ayolle C，Casares N，et al．Tumor therapy in mice by using a tumor antigen linked to modulin peptides from Staphylococcus epidermidis［J］．Vaccine，2010，28:7146-7154．

［25］Tang XD，Liang GP，Li C，et al．Cytotoxic T lymphocyte epitopes from human heparanase can elicit a potent antitumor immune response in mice［J］．Cancer Immunol Immunother，2010，59:1041-1047．