丹參在逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥及化療增敏中的研究進展

金忠明，洪偉鵬，黃 民，金 晶

(中山大學(xué)藥學(xué)院，廣東 廣州 510006)

化療是目前癌癥治療的主要策略，而耐藥性的產(chǎn)生是化療失敗的主要原因之一[1]。腫瘤的耐藥性產(chǎn)生機制包括能量依賴性外排蛋白的過表達、藥物吸收的減少、藥物靶標(biāo)的增加或改變、細(xì)胞周期檢查點的修飾、細(xì)胞代謝改變等[2]。逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的耐藥性是目前癌癥治療的研究熱點之一。

丹參是唇形科植物丹參SalviamitiorrhizaBunge的干燥根及根莖，是一味經(jīng)典的傳統(tǒng)中藥，具有抗炎、抗氧化、抗血管生成、改善血液循環(huán)等作用，在亞洲地區(qū)廣泛地用于心血管疾病、缺血性卒中、消化性潰瘍、慢性肝炎、惡性腫瘤的治療。丹參對白血病、肺癌、乳腺癌、肝癌、胃癌、結(jié)腸癌等均呈現(xiàn)出明顯的抗腫瘤活性[3]。近幾年，丹參在逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥方面的研究逐漸增多，本文將對丹參在逆轉(zhuǎn)耐藥和化療增敏方面的機制研究進展進行綜述，以期為丹參在腫瘤治療上的應(yīng)用提供參考。

1 丹參的主要活性成分及抗腫瘤作用

丹參主要含有脂溶性二萜類成分和水溶性的酚酸類成分，脂溶性成分多為共軛醌酮類化合物，包括丹參酮I(tanshinoneI,TanI)、丹參酮IIA(tanshinone IIA,TanIIA)、二氫丹參酮I(dihydrometanoneI,DTS)及隱丹參酮(cryptotanshinone, CTS)；水溶性的酚酸類成分主要有丹酚酸A(salvianoloc acid A, Sal A)、丹酚酸B(salvianoloc acid B)、原兒茶醛(protocatechualdehyde)[4]。丹參水溶性成分及脂溶性成分都具有廣泛而明顯的生物活性。

近幾年，丹參抗腫瘤作用的研究報道逐年增多?，F(xiàn)有研究表明，丹參組分抗腫瘤的作用主要涉及抑制腫瘤細(xì)胞的生長和增殖、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯、抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移、抑制血管生成、促進腫瘤細(xì)胞分化等機制，在多種惡性腫瘤中發(fā)揮抗腫瘤作用[5]。丹參抗腫瘤作用的分子機制主要有：增強TNF-α誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡；上調(diào)caspase-3、caspase-8、caspase-9、p21、p53、Bax/Bcl-2、DR5和AMPK的表達；激活p38 MAPK信號通路；下調(diào)端粒酶、生存素、LRP、ERCC1、VEGF/VEGFR2、CD31、NF-κB、ERK1/2、MMP-2/9、EGFR、HER2和P-gp的表達；抑制PI3K/Akt/mTOR或雌激素受體信號通路等[6]。

2 丹參逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥及化療增敏的作用機制

2.1抑制P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)的表達P-gp是由ABCB1基因編碼的170 KU的蛋白質(zhì)，屬于膜轉(zhuǎn)運蛋白ABC超家族。P-gp在腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜上的過表達可以介導(dǎo)細(xì)胞毒性藥物外排，減少藥物在細(xì)胞內(nèi)累積，導(dǎo)致多藥耐藥的發(fā)生，進而引起化療失敗。研究發(fā)現(xiàn)，CTS和DTS通過下調(diào)P-gp mRNA和蛋白的表達，對P-gp功能均具有明顯的抑制作用，增強多柔比星和伊立替康在結(jié)腸癌SW620 Ad300細(xì)胞株中的細(xì)胞毒性，逆轉(zhuǎn)結(jié)腸癌多藥耐藥[7-8]。5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-Fu)聯(lián)用TanIIA治療結(jié)腸癌Colo205細(xì)胞形成的移植瘤，可導(dǎo)致移植瘤體積較單用5-Fu明顯減小，其可能的機制與下調(diào)P-gp和微管相關(guān)蛋白輕鏈3-II表達密切相關(guān)[9]。TanIIA通過抑制P-gp的功能，增加MCF-7/ADM對多柔比星的敏感性，逆轉(zhuǎn)多藥耐藥細(xì)胞株MCF-7/ADM的耐藥性[10]。研究發(fā)現(xiàn)，丹參的主要活性成分CTS、DTS和TanIIA可通過下調(diào)P-gp的表達，逆轉(zhuǎn)多種腫瘤細(xì)胞株的化療耐藥性，增強治療效果。

2.2調(diào)控凋亡相關(guān)基因的表達Bcl-2家族蛋白是細(xì)胞凋亡的主要調(diào)節(jié)因子，在細(xì)胞凋亡過程中起著至關(guān)重要的作用。Bcl-2家族中促凋亡和抗凋亡蛋白之間的相互作用，嚴(yán)格地調(diào)控細(xì)胞的凋亡反應(yīng)，抗凋亡Bcl-2家族蛋白的過表達促進腫瘤發(fā)生和進展。Li等[11]通過建立Lewis肺癌小鼠模型發(fā)現(xiàn)，TanIIA聯(lián)用環(huán)磷酰胺組小鼠肺癌組織中的Bcl-2表達明顯下降，而Bax的表達明顯升高，促進肺癌細(xì)胞凋亡，進而發(fā)揮協(xié)同抗腫瘤作用。Xie等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在肺癌A549細(xì)胞和PC-9細(xì)胞中，單用多柔比星組和TanIIA與多柔比星合用組均上調(diào)Bax的表達，且下調(diào)VEGF、p-Akt、Bcl-2蛋白的表達，但藥物聯(lián)用與單一藥物治療組相比存在統(tǒng)計學(xué)差異，表明TanIIA可與抗腫瘤藥物聯(lián)合應(yīng)用于術(shù)后輔助治療，提高化療藥物對非小細(xì)胞肺癌的敏感性，減小毒副作用。CTS通過下調(diào)抗凋亡基因(Bcl-2、survivin、XIAP)的表達，增強多柔比星在胃癌細(xì)胞系中的抗增殖作用[13]。三氧化二砷被批準(zhǔn)用于晚期肝癌的治療，研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合使用CTS較單用三氧化二砷相比，抗凋亡蛋白Bcl-2的水平降低，但是促凋亡蛋白Bax的水平升高，發(fā)揮協(xié)同促凋亡作用[14]。TanIIA和CTS對腫瘤細(xì)胞中Bcl-2家族蛋白的表達具有明顯的調(diào)控作用，與傳統(tǒng)的化療藥物聯(lián)合使用時可通過促進腫瘤細(xì)胞的凋亡，發(fā)揮協(xié)同抗腫瘤作用。

2.3影響PI3K/Akt、JAK/STAT信號通路磷酸肌醇3激酶(PI3K)/Akt信號通路在調(diào)節(jié)細(xì)胞生存、生長、分化、凋亡和自噬中起著重要的調(diào)節(jié)作用，與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。PI3K/Akt信號通路抑制劑的研究是目前抗腫瘤藥物開發(fā)的熱點之一。研究發(fā)現(xiàn)，Sal A可通過上調(diào)PTEN蛋白水平，同時持續(xù)下調(diào)Akt磷酸化，進而明顯抑制A549細(xì)胞的增殖[15]。另外，有研究發(fā)現(xiàn)，Sal A通過下調(diào)PI3K/Akt信號通路，逆轉(zhuǎn)乳腺癌細(xì)胞MCF-7的紫杉醇耐藥[16]。丹參的甲醇提取物通過上調(diào)PTEN蛋白，抑制PI3K/Akt信號通路，從而增強化療藥物治療非小細(xì)胞肺癌的敏感性[17]。

信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transduction and transcriptional activators 3,STAT3)在大多數(shù)癌細(xì)胞中存在異常激活和過量表達，參與癌細(xì)胞的增殖、血管生成、免疫逃逸和抗細(xì)胞凋亡，是近年來研究抗腫瘤靶點之一[18]。CTS是STAT3的抑制劑，抑制JAK2和STAT3Tyr706位點的磷酸化，從而抑制細(xì)胞的生長和增殖[19]。CTS通過抑制STAT3的活性及其調(diào)控的抗凋亡基因(Bcl-2、survivin、XIAP)的表達，增強多柔比星在胃癌細(xì)胞系SGC7901、HGC-27和前列腺癌細(xì)胞系DU145中的抗增殖作用[13, 19]，以及增強三氧化二砷治療肝癌的療效[14]。Nrf2被認(rèn)為是逆轉(zhuǎn)腫瘤化療耐藥的分子靶標(biāo)，活化STAT3可誘導(dǎo)Nrf2的激活及下游基因的表達，CTS抑制STAT3的磷酸化，下調(diào)Nrf2的表達，增加A549/CDDP細(xì)胞對順鉑的敏感性[20]。癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer-associated fibroblasts,CAFs)通過促進STAT3信號，增強腫瘤細(xì)胞的化學(xué)耐受性，減弱順鉑在卵巢癌中誘導(dǎo)凋亡的作用，CTS通過抑制STAT3信號，從而逆轉(zhuǎn)CAFs導(dǎo)致的卵巢癌細(xì)胞藥物耐受，增加順鉑在卵巢癌治療中的療效[21]。

2.4誘導(dǎo)活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)的產(chǎn)生線粒體是ROS產(chǎn)生的主要場所，通過誘導(dǎo)產(chǎn)生ROS是癌癥治療的一種策略。長期藥物治療可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ROS水平下降，使得敏感性腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化為耐藥細(xì)胞，ROS水平適當(dāng)?shù)馗哂谏硭娇烧T導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而增加腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性。Zhang等[22]研究結(jié)果顯示，在乳腺癌MCF-7細(xì)胞中，單獨使用三氧化二砷或其中間代謝產(chǎn)物MMAⅢ、DMAⅢ，MCF-7細(xì)胞均表現(xiàn)出一定程度的耐藥性，聯(lián)用CTS通過誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激產(chǎn)生ROS，可以明顯增強MMAⅢD的抗腫瘤活性。Guo等[8]研究發(fā)現(xiàn)，丹酚酸B可通過增加ROS，明顯逆轉(zhuǎn)HCT8/VCR細(xì)胞的多藥耐藥，增強長春新堿治療結(jié)直腸癌的療效。丹參素可通過抑制乳腺癌細(xì)胞中線粒體復(fù)合物Ⅱ，導(dǎo)致產(chǎn)生ROS和線粒體功能障礙。丹參素的衍生物DT-010、D006可增強多柔比星在乳腺癌細(xì)胞中的誘導(dǎo)凋亡能力，其機制與誘導(dǎo)ROS的產(chǎn)生具有一定的聯(lián)系。

2.5增強腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(tumornecrosisfactor-relatedapoptosisinducingligand,TRAIL)的作用TRAIL能夠選擇性誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡，并殺死癌細(xì)胞，但多數(shù)癌癥對TRAIL誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡產(chǎn)生抵抗，TRAIL受體表達水平下降，阻礙了TRAIL在癌癥治療領(lǐng)域的發(fā)展，迫切需要尋找有效的TRAIL增敏劑[23]。Tse等[24]研究發(fā)現(xiàn)，相比于其他丹參活性成分，CTS誘導(dǎo)TRAIL受體2(DR5)表達的活性最強，通過上調(diào)DR5，加強TRAIL誘導(dǎo)凋亡，逆轉(zhuǎn)非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞和黑色素瘤A375細(xì)胞的TRAIL抵抗。TanIIA通過激活PERK-ATF4信號通路，上調(diào)DR5和CHOP(CCAAT增強子結(jié)合蛋白同源蛋白)的表達，增加TRAIL誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，因此，TanIIA和TRAIL的聯(lián)合運用可能成為非小細(xì)胞肺癌新的治療策略[25]。

3 總結(jié)與展望

綜上所述，丹參脂溶性成分和水溶性成分通過抑制P-gp的表達、促進細(xì)胞的凋亡、抑制轉(zhuǎn)移與侵襲等多種機制，在耐藥腫瘤細(xì)胞系中發(fā)揮不同程度的逆轉(zhuǎn)耐藥和增敏作用，能明顯增強順鉑、多柔比星、5-氟尿嘧啶、三氧化二砷、紫杉醇等傳統(tǒng)化療藥物的敏感性。但對于丹參與化療藥物之間相互作用的內(nèi)在機制尚不完全清楚，有待于更加深入的研究。本文總結(jié)了近幾年丹參在逆轉(zhuǎn)耐藥和化療增敏方面的研究，期望為今后丹參的抗腫瘤研究提供參考，以拓寬中藥丹參在臨床上運用范圍，讓丹參更好地運用于疾病的治療。

[1] Zhang J, Wang L, Fai Chan H, et al. Co-delivery of paclitaxel and tetrandrine via iRGD peptide conjugated lipid-polymer hybrid nanoparticles overcome multidrug resistance in cancer cells[J].SciRep, 2017,7:46057.doi:10.1038/Srep46057.

[2] Housman G, Byler S, Heerboth S, et al. Drug resistance in cancer: an overview[J].Cancers, 2014,6(3):1769-92.

[3] Chen W, Lu Y, Chen G, et al. Molecular evidence of cryptotanshinone for treatment and prevention of human cancer[J].Anti-cancerAgentsMedChem, 2013,13(7):979-87.

[4] 劉慧穎, 姜長濤, 馮 娟, 等. 丹參酮類化合物研究進展[J]. 中國藥理學(xué)通報,2016,32(12):1643-7.

[4] Liu H Y, Jiang C T, Feng J，et al. Research progress of Tanshinones[J].ChinPharmacolBull, 2016,32(12):1643-7.

[5] Chen X, Guo J, Bao J, et al. The anticancer properties of Salvia miltiorrhiza Bunge (Danshen): a systematic review[J].MedResRev, 2014,34(4):768-94.

[6] Hung Y C, Pan T L, Hu W L. Roles of reactive oxygen species in anticancer therapy with Salvia miltiorrhiza Bunge[J].OxidMedCellLongev, 2016,2016:5293284.doi:10.1155/2016/5293284.

[7] Hu T, To K K, Wang L, et al. Reversal of P-glycoprotein (P-gp) mediated multidrug resistance in colon cancer cells by cryptotanshinone and dihydrotanshinone of Salvia miltiorrhiza[J].Phytomedicine, 2014,21(11):1264-72.

[8] Guo P,Wang S,Liang W,et al. Salvianolic acid B reverses multidrug resistance in HCT8/VCR human colorectal cancer cells by increasing ROS levels[J].MolMedRep,2017,15(2):724-30.

[9] Su C C. Tanshinone IIA potentiates the efficacy of 5-FU in Colo205 colon cancer cellsinvivothrough downregulation of P-gp and LC3-II[J].ExpTherMed, 2012,3(3): 555-9.

[10] 敬 靜, 鄭 鴻, 王 靜, 等. 丹參酮ⅡA對人ER陰性乳腺癌細(xì)胞的生長抑制和多耐藥逆轉(zhuǎn)作用[J]. 四川大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版), 2007,38(3):391-5.

[10] Jing J, Zheng H, Wang J, et al. Growth inhibition and multidrug resistance-reversing effect of tanshinone Ⅱ A on human breast cancer cell with estrogen receptor negative[J].JSichuanUniv(MedSciEdi), 2007,38(3):391-5.

[11] Li Q, Hu K, Tang S, et al. Anti-tumor activity of tanshinone IIA in combined with cyclophosphamide against Lewis mice with lung cancer[J].AsianPacJTropMed, 2016,9(11):1084-8.

[12] Xie J, Liu J H, Liu H, et al. Tanshinone IIA combined with adriamycin inhibited malignant biological behaviors of NSCLC A549 cell line in a synergistic way[J].BMCCancer, 2016,16(1):899.

[13] Wang J, Zhang G, Dai C, et al. Cryptotanshinone potentiates the antitumor effects of doxorubicin on gastric cancer cells via inhibition of STAT3 activity[J].JIntMedRes, 2017,45(1):220-30.

[14] Shen L, Zhang G, Lou Z, et al. Cryptotanshinone enhances the effect of Arsenic trioxide in treating liver cancer cell by inducing apoptosis through downregulating phosphorylated- STAT3invitroandinvivo[J].BMCComplementAlternMed, 2017,17(1):106.

[15] Bi L, Chen J, Yuan X, et al. Salvianolic acid A positively regulates PTEN protein level and inhibits growth of A549 lung cancer cells[J].BiomedRep, 2013,1(2):213-7.

[16] Zheng X, Chen S, Yang Q, et al. Salvianolic acid A reverses the paclitaxel resistance and inhibits the migration and invasion abilities of human breast cancer cells by inactivating transgelin 2[J].CancerBiolTher, 2015,16(9):1407-14.

[17] Ye Y T, Zhong W, Sun P, et al. Apoptosis induced by the methanol extract of Salvia miltiorrhiza Bunge in non-small cell lung cancer through PTEN-mediated inhibition of PI3K/Akt pathway[J].JEthnopharmacol, 2017,200:107-16.

[18] Zhao M, Jiang B, Gao F H. Small molecule inhibitors of STAT3 for cancer therapy[J].CurrMedChem, 2011,18(26):4012-8.

[19] Shin D S, Kim H N, Shin K D, et al. Cryptotanshinone inhibits constitutive signal transducer and activator of transcription 3 function through blocking the dimerization in DU145 prostate cancer cells[J].CancerRes, 2009,69(1):193-202.

[20] Xia C, Bai X, Hou X, et al. Cryptotanshinone reverses cisplatin resistance of human lung carcinoma A549 cells through down-regulating Nrf2 pathway[J].CellPhysiolBiochem, 2015,37(2):816-24.

[21] Yan H, Guo B Y, Zhang S. Cancer-associated fibroblasts attenuate Cisplatin-induced apoptosis in ovarian cancer cells by promoting STAT3 signaling[J].BiochemBiophysResCommun, 2016,470(4):947-54.

[22] Zhang Y F, Zhang M, Huang X L, et al. The combination of arsenic and cryptotanshinone induces apoptosis through induction of endoplasmic reticulum stress-reactive oxygen species in breast cancer cells[J].Metallomics, 2015,7(1):165-73.

[23] Wang S. The promise of cancer therapeutics targeting the TNF-related apoptosis-inducing ligand and TRAIL receptor pathway[J].Oncogene, 2008,27(48):6207-15.

[24] Tse A K W, Chow K Y, Cao H H, et al. The herbal compound cryptotanshinone restores sensitivity in cancer cells that are resistant to the tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand[J].JBiolChem, 2013,288(41):29923-33.

[25] Kim E O, Kang S E, Im C R, et al. Tanshinone IIA induces TRAIL sensitization of human lung cancer cells through selective ER stress induction[J].IntJOncol, 2016,48(5):2205-12.