苦參堿抗腫瘤作用及其機(jī)制研究進(jìn)展

譚書想

(重慶市墊江縣人民醫(yī)院藥劑科，重慶 墊江　408300)

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·綜述·

苦參堿抗腫瘤作用及其機(jī)制研究進(jìn)展

譚書想*

(重慶市墊江縣人民醫(yī)院藥劑科，重慶 墊江408300)

對眾多中藥材的研究發(fā)現(xiàn)，苦參堿具有良好的抗腫瘤作用?！吨腥A人民共和國藥典》載錄了苦參堿是由豆科植物苦參SophoraflavescensAit的干燥根、植株、果實(shí)經(jīng)乙醇等有機(jī)溶劑提取制成的主要活性成分，具有廣泛的藥理作用[1-4]。大量研究結(jié)果顯示，其相關(guān)產(chǎn)品如康艾注射液、苦參堿注射液、復(fù)方苦參注射液已在臨床上用于腫瘤的輔助治療[5]。

1　苦參堿的作用

苦參堿發(fā)揮抗腫瘤作用的途徑多樣，對鼻咽癌[6]、肺癌[7]、肝癌[8]、胃癌[9]等各種惡性腫瘤腫瘤均有一定的抑制作用，主要表現(xiàn)在抑制腫瘤細(xì)胞的增殖與轉(zhuǎn)移、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的分化與凋亡、抑制腫瘤新生血管的形成、抑制腫瘤耐藥性及促進(jìn)宿主抗腫瘤免疫反應(yīng)等。

1.1抑制腫瘤細(xì)胞的增殖與轉(zhuǎn)移

生長失控、無限增殖是腫瘤細(xì)胞的顯著特點(diǎn)之一，有效抑制其增殖與轉(zhuǎn)移是目前最直接、有效的治療方法。而細(xì)胞的生長、增殖離不開蛋白的翻譯及表達(dá)，目前研究發(fā)現(xiàn)，在體外，苦參堿可劑量依賴性地抑制大部分惡性腫瘤細(xì)胞的增殖，如人肝癌HepG2細(xì)胞，鼠神經(jīng)膠質(zhì)瘤C6細(xì)胞，非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞，紅白血病K562細(xì)胞，胃癌MKN45細(xì)胞、SGC-7901細(xì)胞，胰腺癌BxPC-3細(xì)胞、PANC-1細(xì)胞，骨髓瘤細(xì)胞，骨肉瘤MG-63細(xì)胞、U-2OS細(xì)胞、MNNG/HOS細(xì)胞、WERI-RB1細(xì)胞、SO-RB50細(xì)胞，鼠肝癌H22細(xì)胞、SMMC-7721細(xì)胞等的增殖，這個發(fā)現(xiàn)大大提高了苦參堿在腫瘤治療中的應(yīng)用范圍。目前發(fā)現(xiàn)，苦參堿抑制腫瘤細(xì)胞的增殖機(jī)制可能是其作用于多個信號通路或凋亡蛋白，通過抑制磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol-3 kinase，PI3K)及其下游分子蛋白激酶B(Akt)和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)[細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，Erk)1/2]信號通路，達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移[10-12]。于民等[13]亦發(fā)現(xiàn)苦參堿能抑制乳腺癌MDA-2(p-Erkl/2)的表達(dá)，使PI3K-Akt和RasRaf-絲裂原激活的蛋白激酶(MEK)/MAPK/Erk信號通路失活，從而抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖。更有研究發(fā)現(xiàn)，苦參堿能顯著抑制腦膠質(zhì)瘤腫瘤干細(xì)胞的增殖[14]。另外，王涌等[15]研究結(jié)果顯示，不同濃度苦參堿體外作用于肝癌干細(xì)胞72 h后，能明顯抑制其增殖，并呈濃度依賴性。

1.2誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的分化與凋亡

除抑制腫瘤細(xì)胞的增殖與轉(zhuǎn)移外，如能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞向正常細(xì)胞分化也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一，更是腫瘤治療的一個重要手段。誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和抗腫瘤的藥物治療中起著重要作用。眾所周知，在體內(nèi)，B淋巴細(xì)胞瘤-2基因(Bcl-2)/Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)的大小決定細(xì)胞凋亡的敏感性，Bcl-2/Bax增大，則細(xì)胞存活；反之，則細(xì)胞易凋亡[16]。研究結(jié)果顯示，苦參堿作用于Hela細(xì)胞后，超微結(jié)構(gòu)發(fā)生凋亡早期改變，導(dǎo)致Bcl-2/Bax減小，細(xì)胞凋亡率則呈濃度依賴性。張文謹(jǐn)?shù)萚17]研究結(jié)果顯示，復(fù)方苦參注射液能誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的凋亡可能是通過對Bcl-2/Bax表達(dá)的調(diào)控，但還需進(jìn)一步的研究確認(rèn)。而謝貌[18]研究發(fā)現(xiàn)，苦參堿還可通過血管內(nèi)皮生長因子A(cascuoar endothelial growth factor A，VEGFA)-ERK1/2 MAPK通路，抑制鼻咽癌細(xì)胞的增殖生長和誘導(dǎo)其凋亡，而Western blot結(jié)果顯示，VEGFA的表達(dá)隨苦參堿濃度的增大而下調(diào)、ERK1/2磷酸化隨苦參堿濃度的增大而下調(diào)，半胱氨酸蛋白酶caspase-3、caspase-9等重要的凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)隨苦參堿濃度的增加而上調(diào)，這可能是苦參堿誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的機(jī)制之一。李國慧等[19]研究亦發(fā)現(xiàn)，苦參堿能明顯抑制卵巢癌A21-2細(xì)胞和骨肉瘤MG63細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，其機(jī)制可能也與促進(jìn)caspase-3蛋白的表達(dá)有關(guān)，且隨苦參堿的濃度升高，細(xì)胞凋亡率亦增高。上述研究結(jié)果顯示，苦參堿可能是通過對多種凋亡分子的調(diào)節(jié)，特別是對caspase-3、caspase-9的表達(dá)調(diào)控，來發(fā)揮其抗腫瘤效應(yīng)。而分化程度低往往是惡性腫瘤細(xì)胞的主要特征之一，主要表現(xiàn)為幼稚性和功能上的異常。而如何提高惡性腫瘤細(xì)胞的分化狀態(tài)、達(dá)到事半功倍的治療效果，是目前研究的難點(diǎn)，而是否能利用藥物逆轉(zhuǎn)誘導(dǎo)其重新向正常細(xì)胞的方向分化，是目前腫瘤治療中的策略之一。目前相關(guān)學(xué)者發(fā)現(xiàn)，0.1 mg/ml的苦參堿對K562細(xì)胞誘導(dǎo)5 d，可使細(xì)胞向紅系分化達(dá)到30%左右，同時伴有端粒酶活性的喪失。亦有研究結(jié)果顯示，0.05、0.10和0.20 mg/ml的苦參堿可使K562細(xì)胞出現(xiàn)紅系分化趨勢，其中0.05 mg/ml的苦參堿誘導(dǎo)K562細(xì)胞分化趨勢最明顯。以上表明，苦參堿具有一定的誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化的作用，但對不同腫瘤細(xì)胞的分化作用不同，如通過抑制ERK1/2的磷酸化抑制前脂肪細(xì)胞分化，懷疑可能與細(xì)胞間的差異有關(guān)，反映了苦參堿的誘導(dǎo)分化作用具有細(xì)胞特異性，尚待更深入的研究證實(shí)。

1.3抑制腫瘤新生血管的形成

腫瘤血管生成是腫瘤生長的必要條件，如能破壞或抑制腫瘤血管的生成，使腫瘤細(xì)胞失去賴以生存的環(huán)境而凋亡，則可以此為突破口，通過靶向給藥來抑制腫瘤血管生成，減少腫瘤細(xì)胞的增殖和凋亡。研究結(jié)果顯示，苦參堿能下調(diào)乳腺癌4T1細(xì)胞高轉(zhuǎn)移模型小鼠血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子受體2的表達(dá)[20]，還可減少A549細(xì)胞、MDA-MB-231細(xì)胞中VEGF的分泌。有研究結(jié)果表明，1.25～10.00 g/L的苦參堿作用于SMMC-7721細(xì)胞后的培養(yǎng)液對血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖的抑制率為7.7%～38.5%。以上研究均提示，苦參堿具有一定的抗血管生成作用，可通過抑制血管生成而發(fā)揮抗腫瘤作用，這一發(fā)現(xiàn)對進(jìn)一步抗惡性腫瘤研究具有重要的意義。

1.4抑制腫瘤耐藥性

目前，化療仍是我國腫瘤治療的主要手段，腫瘤的耐藥問題往往導(dǎo)致治療失敗?？鄥A在抗腫瘤治療中有其獨(dú)特效果，其可通過調(diào)控耐藥相關(guān)基因和凋亡基因的表達(dá)來逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的耐藥性，這在苦參堿治療腫瘤領(lǐng)域是個重要發(fā)現(xiàn)，而苦參堿與其他藥物的聯(lián)合應(yīng)用可大大提高治療效果。有研究將低劑量苦參堿作用于肝癌耐藥細(xì)胞株QGY/CDPP，結(jié)果顯示，可增強(qiáng)順鉑對耐藥細(xì)胞株的殺傷作用，逆轉(zhuǎn)耐藥倍數(shù)為1.9倍，其機(jī)制可能與下調(diào)P糖蛋白(P-glycoprotein，P-gP)、多藥耐藥相關(guān)蛋白(multidrug resistance protein，MRP)和上調(diào)Bax蛋白表達(dá)有關(guān)。研究結(jié)果顯示，苦參堿可通過降低AKT的磷酸化水平，抑制P-gP、MRP等耐藥蛋白的表達(dá)，誘導(dǎo)對阿霉素耐藥的乳腺癌細(xì)胞(MCF-7/ADR)的凋亡，發(fā)揮逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥性作用[21]。張俊[22]研究結(jié)果顯示，人鼻咽癌細(xì)胞株HONE1對順鉑耐藥，其耐藥機(jī)制可能與增加多藥耐藥相關(guān)蛋白1(multidrug resistance-associated protein 1，MRP1)的表達(dá)有關(guān)；苦參堿及其衍生物可以逆轉(zhuǎn)人鼻咽癌細(xì)胞株HONE1/DDP對順鉑的耐藥性，逆轉(zhuǎn)倍數(shù)分別為1.45、1.77，其機(jī)制可能與其下調(diào)MRP1的表達(dá)、降低Bax/Bcl-2及延緩細(xì)胞周期有關(guān)?？鄥A對K562及其多藥耐藥細(xì)胞K562/Vin的細(xì)胞生物學(xué)影響的試驗(yàn)結(jié)果顯示，苦參堿可大大增強(qiáng)長春新堿對K562/Vin細(xì)胞的毒性，并誘導(dǎo)K562、K562/Vin細(xì)胞凋亡，同時可抑制K562細(xì)胞人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶信使核糖核酸的表達(dá)，證明了苦參堿是有效抗腫瘤的藥物。流式細(xì)胞儀DNA含量分析及細(xì)胞周期分析不同濃度下苦參堿作用于各細(xì)胞24、48 h后，在DNA組方圖上均可見低G1期細(xì)胞出現(xiàn)，并形成凋亡峰，證明苦參堿具有抗腫瘤耐藥性，而凋亡細(xì)胞比例為10%～40%，且隨著藥物濃度增高，凋亡細(xì)胞比例亦有增高。而值得一提的是，苦參堿對敏感和耐藥細(xì)胞的誘導(dǎo)凋亡作用無明顯差異。

1.5誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞自噬

正常細(xì)胞的自噬能維持細(xì)胞完整和穩(wěn)定性，而對于腫瘤細(xì)胞，自噬功能則為腫瘤細(xì)胞提供營養(yǎng)、逃避凋亡而生存。在人胃癌細(xì)胞中，苦參堿能阻滯其自噬降解，通過轉(zhuǎn)變?nèi)苊阁w的pH環(huán)境，使溶酶體中蛋白水解酶活性下降，引起細(xì)胞內(nèi)大量自噬液泡堆積，同時增加了自噬基因Beclin1的表達(dá)，且呈劑量依賴性[23]。范悅等[24]研究結(jié)果也證實(shí)，苦參堿體外能誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞HepG2自吞噬和自噬性死亡。更有研究結(jié)果顯示，苦參堿還可通過使肝癌細(xì)胞HepG2的細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)因子從線粒體入核及線粒體跨膜電位的降低和活性氧產(chǎn)量的增加，來誘導(dǎo)caspase非依賴性的細(xì)胞死亡[25]。

2　展望

綜上所述，苦參堿抗腫瘤的作用較全面且廣泛，包括抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化和程序性死亡、抑制腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移、逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞多藥耐藥性等多個方面，具有良好的抗腫瘤新藥開發(fā)前景。但目前對苦參堿抗腫瘤確切機(jī)制的研究仍不夠深入，多以體外試驗(yàn)為主，不足以充分解釋苦參堿抗腫瘤作用，畢竟體內(nèi)實(shí)驗(yàn)(試驗(yàn))具有復(fù)雜性，對于體外試驗(yàn)證明有效的藥物在體內(nèi)的作用效果及安全性如何，還有待研究。目前的研究結(jié)果顯示，直接細(xì)胞毒性作用不是苦參堿抗腫瘤的主要機(jī)制，但其安全范圍大，在腫瘤發(fā)生的多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)有一定的作用，在未來的研究中需結(jié)合動物模型和臨床研究，進(jìn)一步探究其抗腫瘤機(jī)制與臨床療效，為苦參堿盡快成為抗腫瘤的臨床藥物提供充足的理論依據(jù)。此外，近年來隨著苦參堿提純[26-27]與含量測定技術(shù)[28-29]的提高，其抗心律失常、抗慢性心功能不全、抗心肌缺血、抗病毒、抗纖維化等方面的作用機(jī)制研究[30-33]也日益深入。相信隨著時間的推移，含苦參堿類中藥材資源將會得到更有效的挖掘和利用，而苦參堿將在臨床相關(guān)領(lǐng)域發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

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2016-05-18)

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A

1672-2124(2016)07-1005-03

10.14009/j.issn.1672-2124.2016.07.052

*主管藥師。研究方向：新藥開發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)研究。E-mail：904013105@qq.com