蜂毒肽抗腫瘤作用機(jī)制研究進(jìn)展

王智傳，陳 琪，劉 欣，謝相紅，姜小凡，朱文赫

(吉林醫(yī)藥學(xué)院,吉林 吉林 132013)

蜂毒是一種由工蜂毒腺和副腺分泌的毒液，主要含有蛋白質(zhì)多肽類、酶類、生物胺類和其他物質(zhì)。蜂毒肽是蜂毒中的主要功能物質(zhì)，約占蜂毒干重的50%，是一種水溶性陽離子兩親多肽。蜂毒肽是由26個氨基酸殘基組成的多肽，分子量為2840。蜂毒肽具有多種藥理作用，比如蜂毒肽具有抗炎、鎮(zhèn)痛作用，可以有效地治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，對關(guān)節(jié)起保護(hù)作用[1]。蜂毒肽也具有抗菌作用，在體外，蜂毒肽對MRSA菌株的作用比對其他革蘭陽性菌更為顯著，更利于增強(qiáng)MRSA誘導(dǎo)的傷口的愈合[2]。蜂毒肽還具有抗病毒作用，其對艾滋病病毒具有殺傷作用等[3]。此外，其對腫瘤細(xì)胞的毒性作用更是引起了學(xué)者的注意，本文將蜂毒肽抗腫瘤作用的機(jī)制做了一個大致的總結(jié)。

1 直接殺傷腫瘤細(xì)胞

蜂毒肽作為單體在中性水溶液中是以隨機(jī)的卷曲結(jié)構(gòu)存在的，而隨著pH值以及離子強(qiáng)度的增高，蜂毒肽自我交聯(lián),形成螺旋的四聚體結(jié)構(gòu)[4]。有研究發(fā)現(xiàn)在不同的溶液中蜂毒肽的螺旋結(jié)構(gòu)區(qū)域及螺旋間的角度是不同的。螺旋結(jié)構(gòu)中螺旋的表面是前21個極性的氨基酸，螺旋的另一面是非極性氨基酸。這個兩親性是膜結(jié)合肽和膜蛋白跨膜螺旋的特征。這個特征決定了蜂毒肽容易融入和破壞天然的和合成的磷脂雙分子層，從而抑制細(xì)胞生長發(fā)育，對腫瘤細(xì)胞有強(qiáng)烈的細(xì)胞毒素作用。因為蜂毒肽是破壞細(xì)胞膜而導(dǎo)致細(xì)胞的死亡，所以它不用進(jìn)入細(xì)胞，在細(xì)胞外即可顯示出其破壞腫瘤細(xì)胞毒性。郭炬等[5]學(xué)者在研究蜂毒肽對LNcap細(xì)胞的抑制作用中，發(fā)現(xiàn)蜂毒肽對LNcap細(xì)胞有很強(qiáng)的抑制作用，且蜂毒肽的濃度越高對癌細(xì)胞的抑制率越高。

2 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是一個細(xì)胞自殺程序，包含一系列形態(tài)學(xué)和生物化學(xué)的變化，絕大多數(shù)疾病的發(fā)病機(jī)理與細(xì)胞凋亡有關(guān)。誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的途徑主要有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)途徑(如Ca2+通道的影響)，線粒體凋亡途徑，死亡受體途徑和其他因素(如腫瘤細(xì)胞的放射敏感性)。

2.1 Ca2+通道的影響

當(dāng)Ca2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中被釋放進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后會激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)附近的calpain，然后作用于胱天蛋白酶12(caspases-12)使之活化并釋放入細(xì)胞質(zhì)，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。蜂毒肽能夠增加細(xì)胞膜對離子的滲透能力，尤其是Na+和Ca2+。Ca2+可以攜帶信號激活細(xì)胞來執(zhí)行其程序功能。SARIS[6]研究發(fā)現(xiàn)鈣超載可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并且是由多種細(xì)胞建立起來的。CHU等[7]研究發(fā)現(xiàn)蜂毒素在人骨瘤細(xì)胞MG63中能夠通過L型Ca2+通道誘導(dǎo)Ca2+內(nèi)流，使細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高，導(dǎo)致細(xì)胞裂解從而引起MG63細(xì)胞凋亡，而且Ca2+內(nèi)流不依賴于蛋白激酶C和磷脂酶A2的活性。

2.2 線粒體凋亡途徑

細(xì)胞凋亡調(diào)控的活動中心是線粒體，線粒體在凋亡因子的刺激下釋放出細(xì)胞色素C等促凋亡因子，促凋亡因子再激活細(xì)胞內(nèi)凋亡蛋白酶caspases，活化后的caspases又反過來作用于線粒體，促進(jìn)其釋放細(xì)胞色素C[8]。Bcl-2家族蛋白可以調(diào)節(jié)線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞色素C從線粒體釋放到胞漿，并且在細(xì)胞凋亡調(diào)控中起關(guān)鍵作用。李玉梅[9]等研究發(fā)現(xiàn)，蜂毒素能夠誘導(dǎo)U2OS細(xì)胞凋亡，并且可以促使U2OS細(xì)胞抗凋亡蛋白Bcl-2及Bax蛋白表達(dá)發(fā)生變化，Bax/Bcl-2比率變化，先激活caspases-9，再激活caspases-3，最后誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡。張晨[10]用不同濃度的蜂毒素處理BEL-7402細(xì)胞后，細(xì)胞線粒體膜蛋白7A6表達(dá)率均有所上升，且表達(dá)率隨著蜂毒素濃度的升高而升高，對肝癌細(xì)胞凋亡具有促進(jìn)作用。

2.3 死亡受體途徑

死亡受體介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的途徑主要是通過跨膜受體將信號從胞外傳到胞內(nèi)，銜接蛋白和受體結(jié)合后，執(zhí)行蛋白再與銜接蛋白結(jié)合，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。其途徑主要包括活化誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體、腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)和FAS/FASL。張晨[10]用蜂毒素處理BEL-7402細(xì)胞后，根據(jù)RT-PCR擴(kuò)增結(jié)果發(fā)現(xiàn)蜂毒素對細(xì)胞凋亡相關(guān)的Fas蛋白產(chǎn)生影響，初步認(rèn)為蜂毒素對BEL-7402細(xì)胞的誘導(dǎo)凋亡與Fas蛋白表達(dá)有關(guān)。汪晨[11]等學(xué)者通過構(gòu)建小鼠荷瘤模型發(fā)現(xiàn)蜂毒素可以促進(jìn)人肝癌細(xì)胞對TRAIL的敏感性，能夠通過增強(qiáng)激活鈣/鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶Ⅱ-轉(zhuǎn)化生長因子β活化激酶1-促分裂原活化的蛋白激酶激酶-JNK/p38信號通路并抑制核因子κB抑制蛋白激酶-核因子κB信號通路的方式協(xié)同TRAIL誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞的凋亡。

2.4 提高腫瘤細(xì)胞的放射敏感性

放射治療和化療是治療腫瘤的重要手段。一般來說，腫瘤放射性治療的效果和放射敏感性有關(guān)，即放射敏感性強(qiáng)的治療效果好，放射性敏感差的治療效果差。國外學(xué)者[12]研究發(fā)現(xiàn)蜂毒肽可以增強(qiáng)食管癌的放射敏感性，導(dǎo)致其在體外和體內(nèi)的凋亡作用增強(qiáng)。學(xué)者認(rèn)為蜂毒肽和輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡可能是通過Bax/Bcl-2途徑激活，因而得出蜂毒肽介導(dǎo)的放射增敏作用可能部分是由于Bcl-2蛋白的調(diào)節(jié)。楊曦[13]對鼻咽癌CNE-2細(xì)胞接受不同劑量的X線放射后，發(fā)現(xiàn)聯(lián)用蜂毒肽后的常氧組和乏氧組較之前的細(xì)胞存活分?jǐn)?shù)值均有顯著降低。蜂毒肽在CNE-2常氧和乏氧細(xì)胞中的增敏比分別為1.07和1.13，并且蜂毒肽能夠增加常氧和乏氧CNE-2細(xì)胞照射后的細(xì)胞總凋亡率。因此，蜂毒肽可以有效地提高腫瘤細(xì)胞的放射敏感性，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的誘導(dǎo)凋亡。

3 抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移

血管是腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的重要渠道之一，腫瘤細(xì)胞可以通過血管流向全身各處。因此，我們可以通過抑制腫瘤相關(guān)血管的生成來抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。國外學(xué)者[14]研究發(fā)現(xiàn)蜂毒肽能夠抑制血管內(nèi)皮生長因子A誘導(dǎo)Lewis肺癌體內(nèi)腫瘤的生長和腫瘤相關(guān)血管的生成，而且這種抑制血管內(nèi)皮生長因子A誘導(dǎo)增殖和毛細(xì)分化沒有細(xì)胞毒性，與血管內(nèi)皮生長因子2和環(huán)氧化酶-2通過促分裂原活化的蛋白激酶信號通路有關(guān)。侵襲和轉(zhuǎn)移的生物學(xué)過程中需要破壞細(xì)胞外基質(zhì)。因此，細(xì)胞外基質(zhì)降解化酶如基質(zhì)金屬蛋白酶成為了腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移調(diào)控的重要藥物靶標(biāo)。PARK[15]研究表明蜂毒肽可以通過抑制基質(zhì)金屬蛋白酶-9表達(dá)來抑制佛波酯刺激的癌細(xì)胞侵襲，而基質(zhì)金屬蛋白酶-9表達(dá)的抑制是由于蜂毒肽抑制磷酸化細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase,ERK)和磷酸化Jun水平導(dǎo)致影響了AP-1和核因子κB。從而表明，蜂毒肽可以通過防止細(xì)胞外基質(zhì)的降解來抑制癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。LIU[16]研究表明Rac1是體內(nèi)和體外肝癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑。Jun通路是Rac1依賴通路之一，而蜂毒素可以通過抑制Jun通路很大程度上抑制細(xì)胞的運(yùn)動，從而防止體內(nèi)肝癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

4 免疫調(diào)節(jié)作用

T細(xì)胞調(diào)節(jié)是人體內(nèi)細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)的重要部分，在T細(xì)胞調(diào)節(jié)中存在一個重要的平衡即輔助性T細(xì)胞1(helper T cell，Th1)/Th2平衡，Th1細(xì)胞分泌的γ-干擾素具有抗腫瘤作用，而Th2細(xì)胞分泌的白細(xì)胞介素-4(interleukin,IL-4)具有促進(jìn)炎癥作用。如果使Th1/Th2平衡向Th1傾斜，就可以提高T細(xì)胞的抗腫瘤作用。NAM[17]等研究發(fā)現(xiàn)蜂毒可以通過上調(diào)T-bet選擇性的誘導(dǎo)Th1細(xì)胞譜系的發(fā)展，增加Th1細(xì)胞的特異性細(xì)胞因子γ-干擾素的表達(dá)。而且這種作用是通過直接影響CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的，不依賴于任何抗原呈遞細(xì)胞。王秋波[18]在對志愿者的蜂療后發(fā)現(xiàn)機(jī)體的IL-2含量明顯升高，IL-4含量降低，導(dǎo)致Th1細(xì)胞功能的增強(qiáng)，對機(jī)體細(xì)胞免疫功能起正向調(diào)節(jié)的作用。熊浪平[19]等學(xué)者通過小鼠實驗發(fā)現(xiàn)蜂毒肽在免疫細(xì)胞激活的狀態(tài)下可以上調(diào)Th1比例和γ-干擾素濃度，下調(diào)IL-4濃度對免疫細(xì)胞產(chǎn)生影響，從而可以提高抗腫瘤作用。

5 展 望

近年來，蜂毒肽在抗腫瘤方面取得了很多進(jìn)展，但是蜂毒肽本身也存在著很多問題。比如蜂毒肽的來源及分離純化較困難，蜂毒肽自身的溶血性問題和非特異性作用等，這些問題嚴(yán)重阻礙了蜂毒肽在抗腫瘤方面的進(jìn)一步發(fā)展和臨床上的應(yīng)用。黃川[20]等學(xué)者利用仿高密度脂蛋白多肽脂質(zhì)納米顆粒作為蜂毒肽的運(yùn)載體，通過將蜂毒肽隱藏在單層磷脂分子層內(nèi)，有效地解決了蜂毒肽自身的溶血性問題和非特異性作用。國外學(xué)者[21]研究出了一種新型融合蛋白melittin-mhil-2，其與人類白細(xì)胞介素突變基因和蜂毒肽有關(guān)。它可以直接抑制人卵巢癌SKOV3體內(nèi)和體外腫瘤的生長，相比于原先的蜂毒肽，增強(qiáng)了其抗腫瘤活性?？傊S著學(xué)者對蜂毒肽越來越多的重視和研究，蜂毒肽本身存在的問題及缺點(diǎn)終會得到良好的解決，蜂毒肽將被廣泛地應(yīng)用于臨床，成為更加有效的抗腫瘤藥物。