多肽類化合物抗腫瘤作用機(jī)制的研究進(jìn)展

李 悅，高 歡，金 芳，張永凱

(吉林大學(xué)第一醫(yī)院藥劑科，長(zhǎng)春 130021)

多肽類物質(zhì)是一類與動(dòng)植物和微生物關(guān)系密切的肽類混合物，可作用于機(jī)體的細(xì)胞、神經(jīng)、激素等，調(diào)節(jié)體內(nèi)細(xì)胞、器官及系統(tǒng)的功能活動(dòng)。小分子多肽類化合物因靶向性強(qiáng)、安全性高、來源廣泛等特點(diǎn)受到研究者的廣泛關(guān)注[3]。研究發(fā)現(xiàn)，小分子抗腫瘤多肽的種類較多，結(jié)構(gòu)多樣，其結(jié)構(gòu)多樣性決定了抗腫瘤途徑及機(jī)制的多樣性[4-5]。多肽類化合物可直接或間接作用于腫瘤細(xì)胞，調(diào)控腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和凋亡，抑制與腫瘤生長(zhǎng)相關(guān)的物質(zhì)或信號(hào)，促進(jìn)與腫瘤凋亡相關(guān)的物質(zhì)或信號(hào)[6-7]?，F(xiàn)對(duì)近年來多肽類化合物抗腫瘤作用機(jī)制的研究進(jìn)展予以綜述。

1 免疫功能調(diào)節(jié)作用機(jī)制

腫瘤細(xì)胞由受物理、化學(xué)、基因、輻射等因素影響發(fā)生突變的體細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來，腫瘤細(xì)胞分泌的相關(guān)細(xì)胞因子可影響機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別及清除。免疫功能調(diào)節(jié)可通過自身免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤細(xì)胞起作用，達(dá)到消除腫瘤細(xì)胞的目的[8]。除手術(shù)治療和放化療外，免疫療法作為一種生物治療方法已成為臨床腫瘤治療的重要手段[9]。研究發(fā)現(xiàn)，大豆蛋白肽可刺激免疫系統(tǒng)的活性、增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力、提高淋巴細(xì)胞的增殖功能[10]。免疫系統(tǒng)作為阻擋病原的屏障，可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的敏感性和免疫原性，從而發(fā)揮協(xié)同抑制或清除腫瘤細(xì)胞的作用[11]。

1.1非特異性免疫應(yīng)答 非特異性免疫應(yīng)答由自然殺傷(natural killer，NK)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等介導(dǎo)，又稱為固有免疫，通過固有模式或有限的多樣性抗原方式識(shí)別受體發(fā)揮非特異性抗腫瘤作用。非特異性免疫應(yīng)答細(xì)胞因子以信息載體的形式影響腫瘤細(xì)胞特性的變化，如將與腫瘤密切相關(guān)的巨噬細(xì)胞作為抗腫瘤治療靶點(diǎn)[12]。

1.1.1對(duì)NK細(xì)胞的影響 NK細(xì)胞在血液和淋巴器官中分布，是非特異性免疫的主要免疫細(xì)胞，可直接作用于腫瘤細(xì)胞，也可間接通過效應(yīng)細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素(interleukin，IL)等物質(zhì)參與免疫監(jiān)視及早期抗腫瘤進(jìn)程[13]。研究表明，細(xì)胞酰二肽可通過激活NK細(xì)胞、促進(jìn)炎癥因子釋放等發(fā)揮免疫佐劑作用[14]。Lu等[15]發(fā)現(xiàn)，胃癌來源的熱激蛋白gp96肽復(fù)合物可增強(qiáng)T細(xì)胞活性，促進(jìn)樹突狀細(xì)胞的抗原活性，且經(jīng)熱激蛋白gp96肽復(fù)合物處理后，NK細(xì)胞活性顯著升高。給予脾多肽治療的乳腺癌化療患者的NK細(xì)胞數(shù)量較常規(guī)化療患者顯著升高[16]。

1.1.2對(duì)巨噬細(xì)胞的影響 巨噬細(xì)胞在人體廣泛分布的免疫細(xì)胞，參與機(jī)體的特異性免疫和固有免疫。巨噬細(xì)胞對(duì)維持機(jī)體自身穩(wěn)定、免疫監(jiān)視及防御均有重要作用[17]。在不同環(huán)境誘導(dǎo)下，巨噬細(xì)胞可極化為M1和M2兩種表型，M1和M2型巨噬細(xì)胞可通過調(diào)節(jié)誘導(dǎo)條件相互轉(zhuǎn)化[18-19]。M1和M2型巨噬細(xì)胞的功能相反，M1型可抑制、殺傷、吞噬腫瘤細(xì)胞，M2型可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的發(fā)生、生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，抑制機(jī)體免疫功能[20]。

一些多肽類化合物可提高吞噬細(xì)胞的吞噬能力。經(jīng)美洲大蠊多肽提取物處理后的小鼠肉瘤腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬能力顯著提高，顯示出其抗腫瘤活性[21]。與環(huán)磷酰胺對(duì)照組相比，經(jīng)蛤蚧肽灌胃治療的S180和Hepa1-6荷瘤小鼠腹腔巨噬細(xì)胞抗腫瘤活性和吞噬功能顯著升高[22]。研究發(fā)現(xiàn)，胸腺五肽可提高實(shí)驗(yàn)大鼠巨噬細(xì)胞吞噬金黃色葡萄球菌的功能[23]。綠豆肽能促進(jìn)巨噬細(xì)胞的增殖，提高巨噬細(xì)胞活性，促使其發(fā)揮免疫作用[24]。

1.1.3對(duì)細(xì)胞因子的影響 細(xì)胞因子由免疫效應(yīng)細(xì)胞及相關(guān)細(xì)胞刺激產(chǎn)生，可在細(xì)胞間傳遞信息、調(diào)節(jié)免疫的一類蛋白或多肽類化合物。細(xì)胞因子主要通過直接殺傷腫瘤細(xì)胞、刺激造血系統(tǒng)、提高機(jī)體免疫力，從而發(fā)揮抗腫瘤作用。細(xì)胞因子參與細(xì)胞間傳遞信息，并介導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)功能，包括腫瘤壞死因子、生長(zhǎng)因子、干擾素、趨化因子家族和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子家族[25]。研究報(bào)道，大豆肽聯(lián)合細(xì)胞因子作用于淋巴瘤患者外周血單核細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子-α的活性提高，抗腫瘤作用增強(qiáng)[26]。云芝糖肽可提高Lewis肺癌小鼠腫瘤壞死因子和干擾素水平，增強(qiáng)免疫功能，發(fā)揮抗腫瘤作用[27]。Sun等[28]研究發(fā)現(xiàn)，杏鮑菇菌絲體多肽在不同濃度下均能刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子-α等，從而增強(qiáng)巨噬細(xì)胞吞噬能力，抑制腫瘤細(xì)胞增殖，起到抗腫瘤的作用。

1.2特異性免疫應(yīng)答 特異性免疫應(yīng)答分為T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫和B淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫。T細(xì)胞分為CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞，在特異性免疫中發(fā)揮主要效應(yīng)的細(xì)胞為細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte，CTL)。CTL可特異性殺傷腫瘤細(xì)胞和病原體感染細(xì)胞。Sun等[29]研發(fā)的免疫原性肽可特異性誘導(dǎo)乳腺癌抗原CTL的產(chǎn)生，并引起人類白細(xì)胞抗原轉(zhuǎn)基因小鼠及乳腺癌患者淋巴細(xì)胞發(fā)生CTL應(yīng)答反應(yīng)。Xie等[30]研究發(fā)現(xiàn)，來自Eps8的人類白細(xì)胞抗原A*2402限制性表位肽327、534和755可誘導(dǎo)特異性CTL產(chǎn)生，促進(jìn)γ干擾素分泌，增強(qiáng)細(xì)胞毒活性。人類白細(xì)胞抗原A*2402限制性表位肽327可作為抑制表皮生長(zhǎng)因子的新型肽抑制劑，為腫瘤治療提供新的方法。

B細(xì)胞為體液免疫的主要細(xì)胞，根據(jù)功能不同分為調(diào)節(jié)性B細(xì)胞和效應(yīng)性B細(xì)胞[31]。調(diào)節(jié)性B細(xì)胞與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展關(guān)系密切，調(diào)節(jié)性B細(xì)胞通過分泌IL-10，減少輔助性T細(xì)胞1和輔助性T細(xì)胞17等的分化，降低腫瘤抑制性相關(guān)因子的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)；調(diào)節(jié)性B細(xì)胞還可分泌轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β、IL-10和協(xié)同共刺激分子，誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性B細(xì)胞生成，對(duì)免疫效應(yīng)細(xì)胞功能產(chǎn)生抑制作用，導(dǎo)致無法有效殺傷腫瘤細(xì)胞。效應(yīng)性B細(xì)胞分為Ⅰ型效應(yīng)性B細(xì)胞和Ⅱ型效應(yīng)性B細(xì)胞兩種亞型，Ⅰ型效應(yīng)性B細(xì)胞通過分泌IL-12、腫瘤壞死因子-α和γ干擾素等促炎細(xì)胞因子發(fā)揮抗腫瘤作用；Ⅱ型效應(yīng)性B細(xì)胞主要分泌IL-4、IL-13等細(xì)胞因子，參與輔助性T細(xì)胞2相關(guān)的細(xì)胞反應(yīng)。Huang等[32]研究發(fā)現(xiàn)，接種CpG肽疫苗小鼠的癌基因抑制劑的抗腫瘤活性受損，CpG肽可使循環(huán)B細(xì)胞數(shù)量增加，導(dǎo)致腫瘤壞死因子-α數(shù)量隨之增加，從而增強(qiáng)癌基因抑制劑的腫瘤抗性。

唐飛霄道：“好事賴事，還在大師的一念之間。小生斗膽，請(qǐng)問大師，近日云浮天葬院中，可曾收留了一位中州女子？該女子十六七的年歲，白膚黑發(fā)，著綠絲裙，持竹葉刀?！?/p>

2 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡機(jī)制

細(xì)胞凋亡是細(xì)胞正常死亡的主要方式。細(xì)胞凋亡進(jìn)程異常會(huì)引發(fā)多種疾病，如細(xì)胞癌變。腫瘤發(fā)生與細(xì)胞凋亡關(guān)系密切[33]。細(xì)胞凋亡主要包括外源性和內(nèi)源性兩種通路，外源性通路通過刺激細(xì)胞表面的凋亡受體激活；內(nèi)源性通路被凋亡信號(hào)激活可破壞線粒體膜的完整性[34]。與細(xì)胞凋亡關(guān)系密切的信號(hào)通路包括B淋巴細(xì)胞瘤-2 (B-cell lymphoma-2，Bcl-2)家族和凋亡相關(guān)因子(factor associated suicide，F(xiàn)as)/凋亡相關(guān)因子配體(factor associated suicide ligand，F(xiàn)asL)信號(hào)通路。由動(dòng)植物及微生物體內(nèi)提取分離或按照特定結(jié)構(gòu)及序列利用生物或化學(xué)方法合成的多肽成分，具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡以及控制腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用[35]。

2.1Bcl-2家族 Bcl-2家族包括促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白，正常細(xì)胞促凋亡蛋白/抗凋亡蛋白比值保持相對(duì)平衡狀態(tài)，共同參與調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡周期。在腫瘤細(xì)胞中，抗凋亡蛋白過度表達(dá)，細(xì)胞周期調(diào)節(jié)失衡，造成腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)無法調(diào)控，多肽類可通過影響抗凋亡蛋白誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[36-37]。張丹等[38]發(fā)現(xiàn)，美洲大蠊多肽可下調(diào)抗凋亡蛋白表達(dá)，上調(diào)促凋亡蛋白表達(dá)，從而誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞的凋亡作用，抑制癌細(xì)胞增殖。Wang等[39]研究發(fā)現(xiàn)，菜籽肽可通過上調(diào)促凋亡蛋白表達(dá)或下調(diào)抗凋亡蛋白表達(dá)對(duì)人肝癌細(xì)胞HepG2增殖產(chǎn)生抑制作用。因此，靶向調(diào)節(jié)Bcl-2家族可作為治療腫瘤的有效途徑。

Bcl-2家族是一類典型的促凋亡蛋白，包涵BH1、BH2、BH3及BH4結(jié)構(gòu)域，BH3為p53上調(diào)凋亡調(diào)控因子的效應(yīng)結(jié)構(gòu)域，具有極強(qiáng)的促凋亡活性。天然蛋白分離的BH3結(jié)構(gòu)域并無生物活性，但人工合成的蛋白具有與BH3相似的結(jié)構(gòu)域，其構(gòu)象穩(wěn)定、抗降解能力強(qiáng)，可特異性結(jié)合靶蛋白，實(shí)現(xiàn)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，從而發(fā)揮促腫瘤細(xì)胞凋亡作用[40]。研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)合成的與卵巢癌特異性結(jié)合的促分裂原活化的蛋白激酶6突變體融合肽能夠特異性地作用于卵巢癌細(xì)胞，誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞的凋亡[41]。

2.2Fas/FasL信號(hào)通路 研究發(fā)現(xiàn)，活化的T淋巴細(xì)胞中存在Fas表達(dá)，活化的NK細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞中存在FasL表達(dá)，且兩者的表達(dá)水平與機(jī)體免疫狀況以及細(xì)胞凋亡程度關(guān)系密切，兩者表達(dá)水平升高，則會(huì)加速腫瘤細(xì)胞凋亡，提高機(jī)體免疫力[42]。Fas/FasL信號(hào)通路的激活對(duì)細(xì)胞凋亡具有誘導(dǎo)作用[43]。采用實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)和流式細(xì)胞儀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)抗菌肽處理的巨噬細(xì)胞的FasL基因表達(dá)上調(diào)，并促進(jìn)了免疫細(xì)胞成熟，增強(qiáng)了免疫功能[44]。Kuo等[45]研究發(fā)現(xiàn)，低濃度海洋抗菌肽即可激活Fas/FasL信號(hào)通路，對(duì)骨髓瘤細(xì)胞凋亡發(fā)揮誘導(dǎo)作用，實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用。多肽類化合物激活Fas/FasL信號(hào)通路，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡可作為創(chuàng)新替代方法用于腫瘤治療。研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌代謝的多肽可通過內(nèi)源性分子誘導(dǎo)Fas/FasL介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[46]。

2.3多肽成分誘導(dǎo) 海洋生物是多肽類化合物的重要來源，目前已從海洋生物中分離出300余種多肽類化合物[47]。膜海鞘素B是從被囊動(dòng)物中分離出的多肽，具有抑制B16黑色素瘤、誘導(dǎo)HL-60腫瘤細(xì)胞凋亡的作用。此外，膜海鞘素B還可抑制非霍奇金淋巴瘤[48]。與膜海鞘素B相比，Aplidine誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的活性更強(qiáng)，且心臟和神經(jīng)不良反應(yīng)更低[49]。

凋亡抑制蛋白(inhibitor of apoptosis protein，IAP)是腫瘤細(xì)胞中存在的一種通過與半胱氨酸蛋白酶3、半胱氨酸蛋白酶7、半胱氨酸蛋白酶9結(jié)合抑制細(xì)胞凋亡的調(diào)控蛋白。IAP結(jié)合蛋白能競(jìng)爭(zhēng)性抑制IAP活性，引起線粒體損傷，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[50]。正常細(xì)胞中也存在IAP結(jié)合蛋白，且通常腫瘤細(xì)胞中IAP結(jié)合蛋白的表達(dá)量低于正常細(xì)胞。利用修飾融合技術(shù)制備與IAP結(jié)合蛋白具有類似結(jié)構(gòu)的多肽，與IAP結(jié)合蛋白相比，該多肽具有更強(qiáng)的細(xì)胞膜穿透能力和特異性，能夠更好地誘導(dǎo)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[51]。

3 抑制腫瘤新生血管形成

從新生血管獲取營養(yǎng)是腫瘤維持自身發(fā)展的重要途徑，故血管的病理性生成可為腫瘤細(xì)胞活動(dòng)提供營養(yǎng)。腫瘤細(xì)胞血管生成是體內(nèi)多種因子共同作用的結(jié)果，主要是抑制因子和促進(jìn)因子。血管內(nèi)皮生成因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)在血管生成過程中具有重要的調(diào)節(jié)作用，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)包括VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3。有研究認(rèn)為，阻斷腫瘤組織血管病理性生成、降低腫瘤組織血液供給對(duì)抑制腫瘤增殖及轉(zhuǎn)移具有重要意義，可作為治療腫瘤的有效措施。正常體細(xì)胞中VEGF的表達(dá)水平較低，腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)水平較高。VEGF能與細(xì)胞表面VEGFR結(jié)合，激活下游信號(hào)通路，促進(jìn)血管生成[52-53]。

秦浙學(xué)等[54]利用與無活性VEGF外顯子序列相似的十二肽188Re-MAG3-QKRK-RKKSRYKS與腫瘤細(xì)胞表面VEGFR特異性結(jié)合的研究發(fā)現(xiàn)，其可顯著抑制腫瘤血管的生長(zhǎng)，從而抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。隨后，對(duì)十二肽188Re-MAG3-QKRK-RKKSRYKS的肽段進(jìn)行多次改造后，其與VEGFR的結(jié)合能力顯著升高，抗腫瘤能力進(jìn)一步加強(qiáng)[55]。Han等[56]通過體外血管生成實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，枳椇子可誘導(dǎo)VEGF增殖、遷移，并抑制亞毒性劑量下的管道生成，可顯著抑制絨毛尿囊膜的體內(nèi)血管生成，且無細(xì)胞毒性。枳椇子不僅對(duì)VEGFR-2信號(hào)表達(dá)具有抑制作用，對(duì)肝癌低氧誘導(dǎo)因子-1的表達(dá)也具有抑制作用。目前，抑制血管生成機(jī)制抗腫瘤肽類藥物的研發(fā)已成為研究熱點(diǎn)。Qi等[57]對(duì)小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)金屬蛋白酶-3的組織抑制劑可阻斷受體VEGFR-2與VEGF結(jié)合，并可有效抑制VEGF介導(dǎo)的血管生成。Bracci等[58]研究發(fā)現(xiàn)，支鏈肽在重組蛋白-2和凝血酶誘導(dǎo)的作用下可影響內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和血管形成。因此，可將多肽類化合物抗血管生成機(jī)制作為腫瘤靶向藥研究的新線索。

整合素在腫瘤內(nèi)皮血管細(xì)胞表面特異性表達(dá)，可作為重要靶向位點(diǎn)對(duì)腫瘤血管病理性生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽序列對(duì)整合素具有較強(qiáng)的親和力。融合多肽中的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽序列能起到抑制靶向腫瘤血管生成、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞壞死或凋亡的作用。梁愛玲[59]設(shè)計(jì)合成的融合多肽，可與腫瘤細(xì)胞中特異存在的膜性趨化因子受體特異性結(jié)合，發(fā)揮調(diào)節(jié)腫瘤轉(zhuǎn)移作用；同時(shí)融合多肽能靶向結(jié)合到腫瘤細(xì)胞表面，競(jìng)爭(zhēng)性地抑制腫瘤細(xì)胞中特異存在的膜性趨化因子受體與腫瘤細(xì)胞結(jié)合，發(fā)揮抑制腫瘤遷移的作用。

4 小 結(jié)

腫瘤細(xì)胞具有免疫監(jiān)視逃逸、促進(jìn)自身血管生成、抗細(xì)胞凋亡等特殊的生長(zhǎng)方式，嚴(yán)重威脅人類的健康，目前尚無根治腫瘤的方法及藥物。人們一直致力于開發(fā)效果顯著、損傷性小、預(yù)后好的新型抗腫瘤藥物。近年來，多肽類化合物是新型抗腫瘤藥物的研究熱點(diǎn)，其具有調(diào)節(jié)免疫、抑制腫瘤血管生成和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡等作用，具有顯著的抗腫瘤功效。以多肽類化合物本身靶向性強(qiáng)、不良反應(yīng)小、易分離改造等優(yōu)勢(shì)為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)手段，未來有望分離、改造、合成出新型抗腫瘤多肽藥物。但目前多肽類化合物抗腫瘤機(jī)制的研究尚不完全清楚，相關(guān)臨床和藥理研究仍較少，免疫調(diào)節(jié)作用固有免疫和適應(yīng)性免疫機(jī)制尚未清晰，仍需進(jìn)一步的深入研究，以期為新型抗腫瘤藥物的研發(fā)提供依據(jù)。