水通道蛋白-4在腦轉(zhuǎn)移瘤表達(dá)及其中醫(yī)研究進(jìn)展*

汪叢叢，周 超，莊 靜，高 寧，劉瑞娟，孫長(zhǎng)崗△

(1．淄博市第四人民醫(yī)院腫瘤科，山東淄博 251000;2．濰坊市中醫(yī)院腫瘤中心，山東濰坊 261041; 3．山東大學(xué)附屬千佛山醫(yī)院心電圖室，濟(jì)南 250014)

水通道蛋白-4在腦轉(zhuǎn)移瘤表達(dá)及其中醫(yī)研究進(jìn)展*

汪叢叢1，周 超2，莊 靜2，高 寧3，劉瑞娟2，孫長(zhǎng)崗2△

(1．淄博市第四人民醫(yī)院腫瘤科，山東淄博 251000;2．濰坊市中醫(yī)院腫瘤中心，山東濰坊 261041; 3．山東大學(xué)附屬千佛山醫(yī)院心電圖室，濟(jì)南 250014)

腦轉(zhuǎn)移瘤是常見(jiàn)的顱內(nèi)腫瘤，其發(fā)生不僅代表惡性程度高，往往也是治療失敗、預(yù)后差的主要因素。水通道蛋白-4作為一類(lèi)具有高選擇性特異性蛋白家族成員，與腦轉(zhuǎn)移瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。傳統(tǒng)中醫(yī)將腦轉(zhuǎn)移瘤的病機(jī)歸結(jié)為風(fēng)、痰、毒、瘀等方面，治則以醒腦開(kāi)竅、活血化瘀、化濕利水為主。近年來(lái)，以AQP4為靶點(diǎn)的抗瘤中藥已成為研究熱點(diǎn)并逐漸受到關(guān)注。因此，對(duì)AQP4作用機(jī)制的具體探討，有望為腦轉(zhuǎn)移瘤的中醫(yī)治療提供新途徑。

腦轉(zhuǎn)移;水通道蛋白-4;中醫(yī)治療;研究進(jìn)展

腦轉(zhuǎn)移瘤作為常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，是惡性腫瘤的常見(jiàn)并發(fā)癥，約占顱內(nèi)腫瘤的15% ～30%［1］。水通道蛋白(Aquaporins，AQPs)是一類(lèi)對(duì)水具有高度通透性的特殊膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，自20世紀(jì)80年代Denker［2］首次發(fā)現(xiàn)以來(lái)，該“門(mén)控”結(jié)構(gòu)為腦轉(zhuǎn)移瘤具體發(fā)病機(jī)制的研究開(kāi)辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。AQP4作為一類(lèi)顱內(nèi)最重要的水通道蛋白，在調(diào)節(jié)細(xì)胞表面水代謝平衡中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。中藥的一個(gè)重要功能就是調(diào)節(jié)人體體液成分以及各成分的濃度，通過(guò)不同膜通道調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能。因此，本文就其研究進(jìn)展情況進(jìn)行如下綜述，為揭示中醫(yī)藥的科學(xué)原理提供重要途徑。

1 腦轉(zhuǎn)移的中醫(yī)發(fā)病機(jī)制

傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)雖無(wú)顱內(nèi)腫瘤的病名，但對(duì)顱內(nèi)腫瘤的癥狀及成因在《黃帝內(nèi)經(jīng)》中已有論述。如《素病·奇病論》曰:“髓者以腦為主，腦逆故令頭痛?！薄鹅`樞·九針論》曰:“四時(shí)八風(fēng)之客于經(jīng)絡(luò)之中，為瘤病者也。”腦轉(zhuǎn)移瘤在中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中分別歸屬“頭痛”、“眩暈”等范疇，也歸屬于“癥瘕”或“巖(癌)”等病種。近年來(lái)，許多醫(yī)家對(duì)腦瘤病因病機(jī)從虛、風(fēng)、痰、瘀等方面進(jìn)行了深入研究，總結(jié)其病因病機(jī)不外虛實(shí)兩類(lèi)，或獨(dú)立致病，或合而為之，實(shí)者責(zé)之于風(fēng)、痰、毒、瘀諸邪，如風(fēng)陽(yáng)內(nèi)動(dòng)、風(fēng)火相扇、痰濕凝結(jié)、瘀毒內(nèi)阻等邪氣積聚盤(pán)旋于腦海，日久而成積;虛者為平素體弱或久病耗傷，氣血不能上榮于腦，腦髓失養(yǎng);或腎精不足，不能生髓上充于腦，髓?？仗摚禎醿?nèi)生，導(dǎo)致腫瘤的形成。腦轉(zhuǎn)移瘤病性多為本虛標(biāo)實(shí)、肝腎虧虛、氣血不足、髓海失養(yǎng)、肝風(fēng)內(nèi)動(dòng)，進(jìn)而邪毒上擾清竅、痰濁蒙蔽、阻滯腦絡(luò)、血?dú)饽郎?，故出現(xiàn)頭痛。

2 APQ4在腦轉(zhuǎn)移瘤中的表達(dá)

2.1 APQ4的分子結(jié)構(gòu)與分布

水通道蛋白-4(AQP4)是由6個(gè)膜跨域標(biāo)識(shí)與胞內(nèi)羧基(C)和氨基(N)末端組成的跨膜蛋白(30kDa)。人類(lèi) AQP4基因位于第18染色體的q11.2和q12.1，主要表達(dá)有M1和M23 2種亞型。而M1作為一種獨(dú)立的四聚物結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定［3］，由4個(gè)獨(dú)立亞單位組成，AQP4每個(gè)亞基含細(xì)胞外環(huán)(A、C、E)和細(xì)胞內(nèi)環(huán)(B、D)結(jié)構(gòu)［4］。其中，B環(huán)和E環(huán)的NPA是家族成員共有的結(jié)構(gòu)和功能區(qū)域，下沉并折疊形成約一個(gè)水分子大小的孔道結(jié)構(gòu)。

腦和脊髓組織中星形膠質(zhì)細(xì)胞和室管膜細(xì)胞是AQP4的主要表達(dá)部位，在下丘腦的視上核、室旁核等也有表達(dá)［5］。AQP4一般表達(dá)于支持功能細(xì)胞，而在有興奮能力的細(xì)胞不表達(dá)。作為星形膠質(zhì)細(xì)胞的主要水通道蛋白，AQP4在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，特別是在屏障處(血-腦、腦脊液-腦屏障)均有表達(dá)。

2.2 AQP4的生物學(xué)行為

AQPs是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一組與水通透有關(guān)的細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，是細(xì)胞與血管間水調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)運(yùn)的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。AQP-4異常被認(rèn)為是形成腦水腫過(guò)程中的最后關(guān)鍵一環(huán)，調(diào)控AQP-4表達(dá)有利于維持腦組織水代謝平衡。近期研究提示，AQP-4參與細(xì)胞的遷移和增殖，增強(qiáng)腫瘤的局部侵襲力和透過(guò)血管(淋巴管)。張士保等［6］發(fā)現(xiàn)，AQP4在腦轉(zhuǎn)移瘤周?chē)弑磉_(dá)并以周邊區(qū)域?yàn)橹?，在腦轉(zhuǎn)移瘤所致的細(xì)胞性腦水腫發(fā)生機(jī)制中發(fā)揮作用。

3 傳統(tǒng)中草藥對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤水通道蛋白-4抑制作用的研究近況

3.1 芳香開(kāi)竅類(lèi)中藥

芳香開(kāi)竅類(lèi)中藥具有保護(hù)腦細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)、改善腦代謝、提高腦細(xì)胞活力、減輕腦水腫等功能。通過(guò)自由穿透屏障結(jié)構(gòu)、改善通透性以及促進(jìn)腦屏障開(kāi)放3個(gè)方面發(fā)揮作用。由于屏障結(jié)構(gòu)的破壞，轉(zhuǎn)移瘤周?chē)衷龆嘀滤[持續(xù)性存在。AQP4在正常星形細(xì)胞的表達(dá)下調(diào)可能由細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子所介導(dǎo)，而在腦轉(zhuǎn)移瘤細(xì)胞中的過(guò)度表達(dá)則可能由于抑制因子的缺乏或?qū)ν高^(guò)血腦屏障的血清源性細(xì)胞因子反應(yīng)所致［7］，主要代表藥物有麝香、石菖蒲、郁金等。

3.1.1 石菖蒲 為多年生天南科植物的根莖，具有化濕開(kāi)胃、開(kāi)竅豁痰等諸多功效。石菖蒲含揮發(fā)油、糖類(lèi)、氨基酸等成分，以揮發(fā)油中β-細(xì)辛醚(β-Asarone)最重要。胡園［8］等發(fā)現(xiàn)，連續(xù)灌服石菖蒲小鼠腦組織切片內(nèi)毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞之間的緊密連接變得松弛，有效地提高腦屏障對(duì)藥物的通透，打開(kāi)了阻礙傳統(tǒng)化療藥物難以打破的瓶頸。此外，β-細(xì)辛醚可減輕腦水腫，提高血腦通透性和耐缺氧能力，并能明顯抑制損傷對(duì)腦皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞凋亡。眾多國(guó)內(nèi)研究還發(fā)現(xiàn)，其對(duì)人子宮頸癌、人肺轉(zhuǎn)移癌和人胃癌細(xì)胞株均有導(dǎo)致細(xì)胞破壞溶解及生長(zhǎng)抑制，最終使增殖受到抑制的作用。

3.1.2 麝香 作為傳統(tǒng)名貴中藥，麝香的研究一直為國(guó)內(nèi)外學(xué)者所重視。趙光峰等［9］發(fā)現(xiàn)，麝香配伍冰片可減輕外界因素所致的腦超微結(jié)構(gòu)損傷，抑制腦組織AQP-4蛋白的表達(dá)而保護(hù)腦組織，這可能是其芳香開(kāi)竅的作用原理之一。

3.2 豁痰逐水類(lèi)中藥

腦轉(zhuǎn)移瘤所致水腫屬于中醫(yī)學(xué)“水飲、痰濕”范疇，其病機(jī)為腦絡(luò)破損、液溢出脈外瘀阻腦竅形成水腫。因此，治療當(dāng)從本截源、利水消腫、促進(jìn)吸收，減輕炎癥反應(yīng)。AQP-4作為豁痰逐水類(lèi)中藥通過(guò)抗腫瘤逐水的關(guān)鍵作用靶點(diǎn)廣泛應(yīng)用于臨床［10］，其代表藥物有大黃、澤瀉等。

3．2．1 大黃 大黃始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，具有瀉熱毒、破積滯、行瘀血等功效。如唐宇平［11］所述，腦轉(zhuǎn)移瘤引起水腫和腦內(nèi)微環(huán)境改變，導(dǎo)致AQP-4增多、細(xì)胞反應(yīng)性增生和水腫后，細(xì)胞內(nèi)的某些基因和蛋白合成障礙，大黃恰好逆轉(zhuǎn)內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)cAMP和PKA介導(dǎo)的磷酸化改變。研究還發(fā)現(xiàn)，大黃制劑可通過(guò)調(diào)節(jié)鈉泵功能改變微血管通透性，從而減輕細(xì)胞腦水腫。

3．2．2 澤瀉 澤瀉尤長(zhǎng)于行水，張仲景認(rèn)為水蓄渴煩、小便不利或吐或?yàn)a，五苓散主之。澤瀉湯出自張仲景《金匱要略·痰飲咳嗽病》，也是中醫(yī)臨床治療水飲的常用效方［12］。澤瀉可顯著抑制 Lewis肺癌的自發(fā)性轉(zhuǎn)移，其機(jī)制可能與血清中某些蛋白成分的改變有關(guān)［13］。同時(shí)，澤瀉作為五苓散組方之一，對(duì)水的吸收作用與水通道蛋白(AQP4)表達(dá)密切相關(guān)［14］。

3.3 活血化瘀類(lèi)中藥

活血化瘀類(lèi)中藥具有保護(hù)細(xì)胞、促進(jìn)腦內(nèi)血腫吸收和減輕腦水腫等作用。近期研究顯示［15］，活血化瘀類(lèi)中藥不但可以有效抑制惡性腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移，對(duì)腦轉(zhuǎn)移后的腦水腫仍具有良好的防治作用，主要機(jī)理是保護(hù)血腦屏障、抗自由基損傷作用等。AQP4作為各種原因(如腫瘤、缺血等)所致腦水腫的病理生理機(jī)制中的關(guān)鍵因素，其作用是顯而易見(jiàn)的。

3．3．1 丹參 丹參是活血化瘀類(lèi)中藥的典型代表藥物，是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。丹參酮類(lèi)二萜化合物作為抗腫瘤活性的主要化學(xué)成分，其抗侵襲轉(zhuǎn)移作用日益引起重視。佟建洲［16］等研究發(fā)現(xiàn)，腺苷和總黃酮作為丹參的主要有效成分，可有效地啟動(dòng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)的自我保護(hù)機(jī)制，釋放內(nèi)源性CNS保護(hù)因子。此外，通過(guò)調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+、脂質(zhì)過(guò)氧化合物以及相應(yīng)AQPs的表達(dá)，降低血管通透性，減輕神經(jīng)細(xì)胞損傷，改善血管內(nèi)皮細(xì)胞功能，從而有效地減輕腦水腫的程度。

4 總結(jié)與展望

目前關(guān)于AQP4的結(jié)構(gòu)功能及病理變化的研究，僅處于起步階段。隨著AQP4研究的深入，將促進(jìn)人類(lèi)對(duì)腦轉(zhuǎn)移瘤疾病的發(fā)生發(fā)展及治療的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，亦為治療腦轉(zhuǎn)移瘤新藥的開(kāi)發(fā)提供一些思路和理論依據(jù)。中藥對(duì)抑制惡性腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移以及腦轉(zhuǎn)移所致腦水腫(控瘤抑水)的作用，已成為西方藥學(xué)界接受中草藥的重要基點(diǎn)。當(dāng)前中醫(yī)藥界對(duì)于這一新的治療新星AQP4的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，且未進(jìn)行深入研究，其藥理作用與功效的關(guān)聯(lián)性尚不明確。由于這一基因在腦轉(zhuǎn)移瘤領(lǐng)域意義重大，應(yīng)當(dāng)引起國(guó)內(nèi)中醫(yī)界學(xué)者的充分重視。

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R739．91

A

1006-3250(2015)10-1327-03

2015-03-16

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81273987);山東省自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(ZR2013HQ005)

汪叢叢(1988-)，女，山東淄博人，醫(yī)學(xué)學(xué)士，在讀碩士，從事惡性腫瘤的中醫(yī)臨床與研究。

孫長(zhǎng)崗(1970-)，男，山東濰坊人，主任醫(yī)師，醫(yī)學(xué)博士，從事中西醫(yī)結(jié)合抗腫瘤的臨床與研究，Tel:0536-8060190，E-mail:zhongliuyike@163．com。