黃連素抗腫瘤作用的研究進展??

付紅星，張志敏，彭文苗，劉 蘭 綜述，饒智國△ 審校

(1.廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院腫瘤科，武漢 430070；2.湖北中醫(yī)藥大學第一臨床學院，武漢 430065)

腫瘤是機體的正常細胞在不同的始動因子與促進因子長期作用下所產生的增生與異常分化所形成的新生物。中醫(yī)認為腫瘤的形成是由于內外因素聯合作用機體導致臟腑失調、氣血陰陽虧虛、痰濕或邪毒淤積，發(fā)生局部氣滯血瘀、痰濕凝滯、邪毒內蘊等一系列變化。《諸病源候論》指出:“積聚者，乃陰陽不和，臟腑虛弱，受于風邪，搏于臟之氣所為也。”黃連具有清熱燥濕、瀉火解毒之功。而黃連素是黃連中抗腫瘤活性較高的組分。大量研究表明黃連素具有顯著的抗腫瘤作用，可參與肝癌、肺癌、結腸癌、食管癌、膀胱癌、腦部腫瘤、白血病等多種惡性腫瘤的抗腫瘤過程?，F將近年來黃連素的抗腫瘤作用機制研究綜述如下。

1 調節(jié)自噬

自噬在多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用，適度有效的自噬能夠清除腫瘤細胞，維持機體穩(wěn)態(tài)。通過改善自噬活性已成為抑制腫瘤增殖、侵襲、轉移，控制腫瘤細胞獲取能量，誘導腫瘤凋亡的新思路[1]。雷帕霉素及其多種類似物即是典型的自噬激活劑。現已發(fā)現，黃連素也是比較好的自噬激活劑[2]。WANG等[3]發(fā)現，黃連素可通過調節(jié)自噬減少腦膠質瘤細胞的糖酵解能力，改變線粒體動力學，影響細胞能量攝取和物質代謝，抑制腦膠質瘤細胞的侵襲、增殖并導致細胞凋亡，其分子機制可能在于黃連素促進了腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)的磷酸化，活化的AMPK進一步抑制了自噬負調控因子哺乳動物雷帕霉素靶蛋白的激酶活性，從而增強了自噬起始激酶復合體活性；此外，活化的AMPK也能直接磷酸化修飾自噬基因beclin1，最終促使腫瘤自噬的發(fā)生。此外，黃連素在結腸癌等其他癌種中也具有調節(jié)自噬活性的功能，葡萄糖調節(jié)蛋白78(glucose-regulated protein78，GRP78)是反映自噬活性的重要蛋白，LA等[4]發(fā)現，黃連素可以上調GRP78的表達，GRP78結合磷酸肌醇3-激酶空泡蛋白質并最終通過增強自噬誘導結腸癌細胞HCT-116凋亡。

2 增敏增效

黃連素與其他抗癌藥物或放療聯合治療具有很好的協(xié)同抗腫瘤作用。當黃連素聯合他莫昔芬作用乳腺癌細胞時，對乳腺癌細胞有協(xié)同抗癌作用，其機制可能是通過上調p21來促進癌細胞的凋亡[5]。在裸鼠模型的實驗中發(fā)現黃連素可以降低乳腺癌細胞AMPK和乏氧誘導因子的表達，使多柔比星的化學敏感性復蘇，增強多柔比星的療效[6]。同時黃連素也可以通過抑制Sp1的活性和上皮間質化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)的發(fā)生，增強鼻咽癌細胞對放療的敏感性[7]。此外，黃連素對于拉帕替尼耐藥的Her2陽性乳腺癌也具有協(xié)同增敏增效作用[8]。光動力學療法(photodynamic therapy，PDT)是近年發(fā)展起來的治療惡性腫瘤的新技術，其治療腫瘤的療效主要是依賴光敏劑的特殊藥理作用，研究表明，黃連素可以作為血漿載體與低密度脂蛋白發(fā)生作用，增強PDT的抗腫瘤效應[9]。

3 逆轉耐藥

在治療腫瘤的過程中發(fā)現臨床化療失敗常與腫瘤細胞對化療藥物產生耐藥性有關。研究證明，黃連素對順鉑在內的多種化療藥物均有逆轉耐藥作用[10]。ATP結合盒轉運蛋白超家族(ATP binding cassette transporters super family，ABC)轉運體與腫瘤的耐藥性有關，黃連素可以通過抑制ABC轉運體的表達，抑制乳腺癌細胞的耐藥[11]。黃連素也可通過下調細胞DNA拓撲異構酶Ⅱ的表達，增強腫瘤細胞內藥物活性，逆轉耐藥系數。黃連素對胃癌細胞5-氟尿嘧啶(5-FU)耐藥也有逆轉作用，機制可能與下調耐藥細胞內轉錄活化因子3表達水平相關[12]。有研究報道，烷基化黃連素可以作為線粒體靶向配體，使阿霉素的吸收增強15倍，增加腫瘤細胞中的目標藥物分布[13]。

4 抑制腫瘤細胞侵襲及轉移

黏附、侵襲、轉移是腫瘤的重要生物學特征，是導致腫瘤患者失去手術機會或病情進展的直接原因，黃連素可通過多種方式對腫瘤細胞的侵襲、轉移產生抑制作用。EMT、細胞黏附因子、基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)活性及酪氨酸激酶磷酸化、去磷酸化等與腫瘤的黏附、侵襲、轉移有著密切關系。EMT是指上皮細胞在一些因素的作用下，失去細胞極性，丟失細胞間緊密連接和黏附連接的能力，獲得了浸潤和游走遷移能力，變成了具有間質細胞形態(tài)和特性的細胞。轉化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)的異常表達被認為與EMT的產生直接相關，并在癌癥浸潤中起著重要作用[14]。黃連素可抑制肺癌A549細胞TGF-β的表達，以此來抑制腫瘤細胞侵襲與轉移，此效應呈劑量與時間依賴性[15]。細胞黏附因子可黏附腫瘤細胞，減少腫瘤細胞向周周正常組織侵襲。而MMPs則能引起腫瘤細胞外基質降解，為腫瘤細胞的侵襲、轉移提供條件，這也是腫瘤細胞轉移、侵襲的初始步驟[16]。黃連素能夠顯著抑制肝癌細胞尿激酶型纖溶酶原激活物和MMP-9水平，抑制腫瘤細胞外基質降解，從而抑制腫瘤細胞侵襲、轉移能力[17]。

5 抗腫瘤血管生成

腫瘤血管生成在腫瘤從良性向惡性的轉變、癌細胞進入血液循環(huán)、轉移灶的發(fā)展和破裂中起著重要作用，涉及腫瘤從形成到轉移的全過程。因此，抗血管生成機制的研究和抗血管生成藥物的開發(fā)給腫瘤治療帶來了新的希望。研究發(fā)現，血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、腫瘤壞死因子-α、環(huán)氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)、前列腺素E2(postaglandin E2，PGE2)等與腫瘤血管生成有密切的關系。LI等[18]在研究黃連素對結腸炎影響時發(fā)現，黃連素能顯著降低腫瘤微環(huán)境中VEGF的水平，這一結果在裸鼠模型也得到了進一步驗證。王娟等[19]發(fā)現黃連素對人類肝癌亦有此功效。LIU等[20]發(fā)現經黃連素處理后的人類結直腸癌細胞中COX-2/PGE2基因及其蛋白的表達均下降，腫瘤的生長明顯受阻，其作用機制可能與抑制腫瘤血管生成從而影響腫瘤的生長與轉移有關。

6 調控細胞周期、誘導細胞凋亡

阻滯細胞周期、誘導細胞凋亡是抗腫瘤化合物發(fā)揮抗腫瘤增殖效應的基本機制。凋亡的途徑主要有死亡受體途徑和線粒體途徑等。XIE等[21]發(fā)現黃連素可以通過增加活性氧的產生，激活促凋亡c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)信號通路，而磷酸化JNK可以通過觸發(fā)線粒體膜電位去極化和促凋亡蛋白Bax的上調、抗凋亡蛋白Bcl-2的下調，導致細胞色素C和細胞凋亡誘導因子從線粒體釋放，最終激活天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶的內源性凋亡途徑，發(fā)揮阻滯人乳腺癌細胞(MCF-7和MDA-MB-231細胞)周期的作用，且這種效應受黃連素濃度的影響。在肝癌細胞HepG2、膠質瘤C6、肺腺癌A549、卵巢癌SKOV3等細胞株中，黃連素具有同樣的抑制細胞活力、誘導凋亡的作用，黃連素瘤內注射對上述細胞的動物移植瘤模型的腫瘤灶也具有明顯抑制作用，且胃腸、肝腎、血液等不良反應輕微。許多惡性腫瘤事件與hedgehog-smoothened(Hh-SMO)信號通路的異常激活有關，參與腫瘤細胞增殖、擴散的效應分子(如VEGF、細胞周期蛋白D、細胞周期蛋白E、細胞周期蛋白B、骨形態(tài)發(fā)生蛋白等)是Hh-SMO信號通路的靶基因或下游分子。此外，Hh-SMO信號通路與很多已知調控細胞分化增殖的其他信號通路(如Notch、Wnt等)還有交叉作用。因此，Hh-SMO信號通路與腫瘤增殖、凋亡關系密切。ZOU等[22]研究認為，黃連素通過特異性結合SMO某一靶點，抑制了Hh-SMO信號通路的激活，從而發(fā)揮抑制腫瘤增殖、擴散的作用。

7 清除、抑制自由基

在生理條件下，自由基可在一定程度上增強機體的免疫功能；而在病理條件下，自由基會對正常組織和細胞產生損傷，從而導致疾病的發(fā)生，如腫瘤等[23]。因此清除體內的自由基是腫瘤預防、治療的又一重要手段。腫瘤患者體內的自由基清除酶，如過氧化氫酶(catalase，CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的活性下降，脂質過氧化產物丙二醛(malonydialdehyde，MDA)水平的升高，均預示著機體的抗氧化應激能力的下降。有研究報道，黃連素也具有抗氧化清除、抑制自由基的作用[24-25]。致癌劑所致大鼠乳腺癌形成過程中，發(fā)生了脂質過氧化損傷和抗氧化防御系統(tǒng)的改變，應用黃連素處理后，MDA的水平顯著減少，SOD、CAT的活性提高，腫瘤發(fā)生率降低，說明黃連素可能通過抗氧化阻止了惡性腫瘤的發(fā)生，并且隨著黃連素濃度的逐漸升高，其抗氧化、清除自由基的能力逐漸增強[26]。研究發(fā)現，黃連素對環(huán)磷酰胺誘導的肝毒性[27]、順鉑誘導的腎損傷[28]均有保護作用，其機制與調節(jié)抗氧化狀態(tài)和炎性細胞因子有關。

8 結 語

綜上所述，黃連素抗腫瘤活性明確，可通過調節(jié)自噬、增敏增效、逆轉耐藥、抑制腫瘤細胞侵襲及轉移、抗血管生成、調控細胞周期、抑制細胞增殖、清除自由基等多種機制參與抗腫瘤過程。此外，黃連素也可以通過調節(jié)腫瘤微環(huán)境[29]、作為潛在的PET/CT腫瘤靶向分子顯像劑等方式被應用于腫瘤研究。但目前的研究尚停留在體外研究層面，缺乏足夠的臨床研究數據，其抗腫瘤活性的穩(wěn)定性、持久性、安全性等仍需進一步驗證。總體而言，黃連素應用前景廣泛，有潛在的可開發(fā)性。