白藜蘆醇治療胰腺癌機(jī)制的研究進(jìn)展

孔祥子，張 妙，孫韶龍，彭 洋，王寶勝※

(1.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院胰腺、內(nèi)分泌外科，沈陽(yáng) 110004； 2.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放療科，沈陽(yáng) 110001)

美國(guó)2018年癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，胰腺癌為第四大常見(jiàn)致死性腫瘤[1]，其惡性程度高，早期診斷困難，85%的患者確診時(shí)已處于晚期，手術(shù)難度大，化放療效果不佳，預(yù)后極差[2]。在中國(guó)情況亦然，因此，尋求新型的治療方法是亟待解決的問(wèn)題。

中藥來(lái)源廣泛，藥理作用豐富，且不良反應(yīng)小，近年來(lái)已成為研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中，干虎杖根用作中草藥可以治療多種疾病，包括動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓以及腫瘤等。白藜蘆醇是干虎杖根中研究最為廣泛的生物活性成分，最早于1939年從白藜蘆的根中提取出來(lái)，具有多種生物活性，包括抗氧化[3]、抗炎[4]、保護(hù)心臟[5]、保護(hù)神經(jīng)[6]、抗肥胖[7]、抗腫瘤[8]等作用，因此吸引了大批學(xué)者進(jìn)行研究。國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究表明，白藜蘆醇不僅能預(yù)防多種腫瘤的發(fā)生，對(duì)多種腫瘤的生長(zhǎng)也有一定的抑制作用，包括肝細(xì)胞癌、肺癌等，且聯(lián)合化療或放療有一定的增敏作用[9-12]。現(xiàn)就白藜蘆醇治療胰腺癌的機(jī)制展開(kāi)綜述。

1 白藜蘆醇概述

白藜蘆醇(反式-3，4′，5-三羥基二苯乙烯)是一種小分子植物抗毒素，由植物接受機(jī)械損傷、真菌感染或紫外線輻射時(shí)反應(yīng)性產(chǎn)生。Pezzuto實(shí)驗(yàn)室最早報(bào)道白藜蘆醇具有抗腫瘤作用，能從起始、促進(jìn)、進(jìn)展三個(gè)階段抑制腫瘤[13]。局部應(yīng)用白藜蘆醇不僅可減少致癌原誘導(dǎo)的小鼠皮膚腫瘤形成，還可以抑制小鼠乳腺癌前病變的發(fā)展[13]。白藜蘆醇作用靶點(diǎn)豐富，可參與調(diào)控與腫瘤起始、促進(jìn)、進(jìn)展相關(guān)的多種信號(hào)通路。近年來(lái)，白藜蘆醇抗腫瘤作用已經(jīng)在體外及體內(nèi)有了廣泛的研究。

2 白藜蘆醇抗胰腺癌的作用機(jī)制

胰腺癌的形成是一個(gè)多步驟的過(guò)程，包括多種癌基因的激活及抑癌基因的失活，活化的癌基因通過(guò)調(diào)控下游信號(hào)通路，促進(jìn)腫瘤形成及發(fā)展。Jones等[14]采用基因綜合分析確定了胰腺癌細(xì)胞系中紊亂的信號(hào)通路主要集中在凋亡、周期、侵襲、Hedgehog通路、腫瘤壞死因子β通路等。白藜蘆醇抗胰腺癌作用主要通過(guò)抑制癌細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)凋亡及細(xì)胞周期暫停，抑制侵襲及轉(zhuǎn)移，抑制干細(xì)胞的增殖及活力，增強(qiáng)癌細(xì)胞對(duì)化療及放療的敏感性等而實(shí)現(xiàn)。下面主要從這幾個(gè)方面闡述白藜蘆醇抗胰腺癌的作用機(jī)制。

2.1白藜蘆醇抑制胰腺癌細(xì)胞增殖

2.1.1白藜蘆醇與細(xì)胞周期 白藜蘆醇可抑制多種胰腺癌細(xì)胞系的增殖[15-16]。Roy等[16]研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇不僅可抑制人胰腺癌細(xì)胞系的體外增殖及活力，也可抑制鼠胰腺癌移植瘤的生長(zhǎng)。具體的機(jī)制與白藜蘆醇抑制細(xì)胞周期素D1表達(dá)、促進(jìn)細(xì)胞周期阻滯有關(guān)。白藜蘆醇對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)作用也在Kato等[17]的研究中得到了證實(shí)。細(xì)胞周期是一個(gè)復(fù)雜且精細(xì)的調(diào)節(jié)過(guò)程，在控制細(xì)胞發(fā)育增殖過(guò)程中起關(guān)鍵作用，白藜蘆醇介導(dǎo)的細(xì)胞周期的異?；蛑袛鄬?dǎo)致細(xì)胞增殖和凋亡之間的失衡，抑制胰腺癌細(xì)胞增殖。

2.1.2白藜蘆醇與炎癥反應(yīng) 慢性炎癥反應(yīng)在腫瘤的發(fā)生及發(fā)展過(guò)程中起重要作用，炎癥反應(yīng)中，炎細(xì)胞產(chǎn)生的一些促腫瘤因子能活化癌前細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄因子，如核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3，從而激活控制細(xì)胞增殖、新生血管形成等相關(guān)基因，促進(jìn)腫瘤形成[18]。Duan等[19]發(fā)現(xiàn)，適宜濃度的白藜蘆醇可通過(guò)干擾胰腺癌細(xì)胞系信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3、NF-κB的磷酸化，并抑制其核轉(zhuǎn)位及相互作用，抑制癌細(xì)胞的增殖。深入機(jī)制可能與抑制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3上游分子Src蛋白酪氨酸激酶活性，抑制NF-κB上游促生存信號(hào)通路磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositide 3-kinases/protein kinase B,PI3K/Akt)有關(guān)[20-21]。

炎癥介質(zhì)是在炎癥反應(yīng)過(guò)程中形成或釋放，并參與炎癥反應(yīng)的活性物質(zhì)。炎癥介質(zhì)種類(lèi)繁多，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起重要作用。環(huán)加氧酶為重要的炎癥介質(zhì)，參與促進(jìn)花生四烯酸向前列腺素的轉(zhuǎn)化，在促進(jìn)腫瘤形成、抑制免疫監(jiān)視中起重要作用。有研究顯示，相比于正常組織，環(huán)加氧酶在許多胰腺癌細(xì)胞系及組織中表達(dá)增高[22-23]。Jang[13]報(bào)道白藜蘆醇可在促進(jìn)期通過(guò)抑制環(huán)加氧酶的作用抑制腫瘤生長(zhǎng)，雖然具體機(jī)制尚不明確，但也提供了白藜蘆醇抗胰腺癌作用機(jī)制的思路。巨噬細(xì)胞抑制因子(macrophage inhibitory cytokine，MIC)1為腫瘤壞死因子β超家族成員，也為重要的炎癥介質(zhì)，其過(guò)表達(dá)可促進(jìn)腫瘤凋亡。一研究報(bào)道白藜蘆醇可直接增加胰腺癌細(xì)胞系MIC-1基因表達(dá)，誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞系生長(zhǎng)抑制[24]。另有研究發(fā)現(xiàn)環(huán)加氧酶抑制劑也可激活MIC-1表達(dá)，實(shí)現(xiàn)抗腫瘤活性，所以推測(cè)白藜蘆醇可能通過(guò)抑制環(huán)氧合酶的作用而激活MIC基因表達(dá)，實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用[25]。此外，白三烯A4水解酶為一種在許多腫瘤細(xì)胞中過(guò)表達(dá)的鋅金屬酶，可催化環(huán)氧白三烯A4向白三烯B4的轉(zhuǎn)化。白三烯B4為重要的炎癥介質(zhì)，可促進(jìn)下游炎癥介質(zhì)的進(jìn)一步產(chǎn)生，并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖。Oi等[26]研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇可通過(guò)直接與白三烯A4水解酶結(jié)合來(lái)抑制其活性，進(jìn)而抑制胰腺癌的生長(zhǎng)，但深入機(jī)制并未闡明。

2.1.3白藜蘆醇與Hedgehog信號(hào)通路及糖原合成 Hedgehog信號(hào)通路對(duì)于胰腺胚胎組織的發(fā)育非常重要，同時(shí)是也是胰腺癌發(fā)生的重要介導(dǎo)因素，在正常組織中，Hedgehog信號(hào)通路通常不表達(dá)或低表達(dá)，而在胰腺癌組織中呈高表達(dá)[27-28]。白藜蘆醇還可以通過(guò)抑制Hedgehog信號(hào)通路的激活來(lái)抑制胰腺癌細(xì)胞增殖[29-30]。Mo等[30]報(bào)道，低濃度白藜蘆醇處理后，可同時(shí)抑制胰腺癌細(xì)胞系Hedgehog信號(hào)通路成員及下游信號(hào)分子如Bcl-2表達(dá)來(lái)抑制其增殖。糖原合成對(duì)于細(xì)胞增殖分裂起重要作用。糖原磷酸化酶抑制劑抑制糖原合成后，減少了腫瘤組織供能，可抑制胰腺癌細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯及凋亡[31]。Harris等[32]報(bào)道白藜蘆醇有類(lèi)似于糖原磷酸化酶抑制劑的作用，可抑制胰腺腺癌細(xì)胞系糖原合成，并可抑制戊糖合成，使腫瘤細(xì)胞缺乏增殖的原料及能量，進(jìn)一步抑制胰腺癌增殖。白藜蘆醇抑制腫瘤細(xì)胞增殖機(jī)制十分復(fù)雜，涉及多條信號(hào)通路及多種信號(hào)分子，尚需更多的研究闡明。

2.2白藜蘆醇可促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞凋亡 凋亡為一種細(xì)胞死亡機(jī)制，在胚胎器官形成、生長(zhǎng)、發(fā)育中起重要作用。凋亡主要分為外源性死亡受體途徑和內(nèi)源性線粒體途徑。外源性凋亡途徑為腫瘤壞死因子與其受體結(jié)合后，最終激活胱天蛋白酶(caspase)8及效應(yīng)caspase-3、caspase-6、caspase-7來(lái)執(zhí)行細(xì)胞死亡。內(nèi)源性凋亡為細(xì)胞接受促凋亡刺激后，通過(guò)調(diào)節(jié)抗凋亡蛋白B細(xì)胞淋巴瘤/白血病2(B-cell lymphoma/leukemia-2,Bcl-2)及促凋亡蛋白Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bcl-2-associated X,Bax)的平衡，最終導(dǎo)致游離胞質(zhì)細(xì)胞色素C的釋放，凋亡體形成，并激活caspase，執(zhí)行凋亡過(guò)程[33]。Roy等[16]報(bào)道白藜蘆醇可抑制胰腺癌細(xì)胞PI3K/Akt通路的激活，并進(jìn)一步抑制下游轉(zhuǎn)錄因子叉頭框O(forkhead O,FOXO)磷酸化。FOXO蛋白磷酸化減少，會(huì)導(dǎo)致FOXO蛋白聚集在核內(nèi)，促進(jìn)抗凋亡蛋白Bim過(guò)表達(dá)并激活caspase-3，進(jìn)而促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞凋亡。另一項(xiàng)研究表明，白藜蘆醇不僅可以誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞系caspases激活，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)源性途徑如抗凋亡蛋白Bcl-2及促凋亡蛋白Bax的平衡來(lái)調(diào)節(jié)凋亡[15]。因此，白藜蘆醇對(duì)胰腺癌凋亡的調(diào)控可以通過(guò)影響內(nèi)源性及外源性凋亡途徑來(lái)調(diào)控胰腺癌凋亡[15-16,34]。

2.3白藜蘆醇可抑制胰腺癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移 腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程[35]，包括細(xì)胞從原發(fā)腫瘤侵襲進(jìn)入循環(huán)，遷移至遠(yuǎn)處器官，黏附上皮細(xì)胞，浸潤(rùn)至組織。侵襲轉(zhuǎn)移過(guò)程中涉及微環(huán)境中細(xì)胞外基質(zhì)及基膜的降解，而其中基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)起重要作用。MMPs如MMP-2、MMP-9在許多腫瘤中過(guò)表達(dá)，可以降解基膜主要成分Ⅳ型膠原，促進(jìn)腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。多項(xiàng)研究表明[21,36]，白藜蘆醇可以抑制胰腺癌MMP-2、MMP-7、MMP-9的表達(dá)進(jìn)而抑制細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移。除此之外，上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)相關(guān)信號(hào)通路在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中起重要作用，在EMT過(guò)程中，極化上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化成運(yùn)動(dòng)型的間質(zhì)樣細(xì)胞，減少了細(xì)胞-細(xì)胞黏附分子上皮鈣黏素的表達(dá)，增加了間質(zhì)標(biāo)志物分子如波形蛋白、神經(jīng)鈣黏素等的表達(dá)。白藜蘆醇可以抑制上皮細(xì)胞獲得間質(zhì)細(xì)胞的特性，從而抑制遷移表型形成[35]。Li等[21]研究表明，白藜蘆醇可通過(guò)抑制PI3K/Akt/NF-κB途徑來(lái)抑制EMT相關(guān)基因如上皮鈣黏素、神經(jīng)鈣黏素的表達(dá)，進(jìn)而抑制腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。

2.4白藜蘆醇可抑制胰腺癌干細(xì)胞的作用 腫瘤干細(xì)胞為腫瘤細(xì)胞中擁有自我更新及分化潛能的一組細(xì)胞，在腫瘤的起始、維持、進(jìn)展、轉(zhuǎn)移、免疫調(diào)節(jié)以及化放療抵抗方面起重要作用。Shankar等[37]研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇可以限制胰腺癌干細(xì)胞特性，主要機(jī)制是通過(guò)抑制多能性維持因素如Nanog、Oct-4蛋白表達(dá)，藥物耐藥基因表達(dá)，EMT相關(guān)基因表達(dá)等。白藜蘆醇作用于胰腺癌干細(xì)胞時(shí)，還可通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡標(biāo)志物capase-3、capase-7，抑制抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡及增殖。腫瘤干細(xì)胞可能是造成治療失敗、局部復(fù)發(fā)的主要原因之一，白藜蘆醇對(duì)干細(xì)胞的抑制作用很可能會(huì)延緩腫瘤的進(jìn)展，減慢腫瘤的復(fù)發(fā)。

2.5白藜蘆醇在胰腺癌中的化療放療增敏作用 術(shù)后輔助放化療是胰腺癌的標(biāo)準(zhǔn)治療方法，然而大部分胰腺癌患者診斷時(shí)已為晚期，失去了手術(shù)機(jī)會(huì)，且術(shù)后70%～80%的腫瘤會(huì)出現(xiàn)復(fù)發(fā)，吉西他濱或5-氟尿嘧啶單藥化療方案為進(jìn)展期胰腺癌標(biāo)準(zhǔn)化療方案，但相比于未化療的患者，并未將中位生存提高6個(gè)月以上。對(duì)常用化療方案產(chǎn)生耐藥是治療失敗的主要原因，化療增敏是克服或逆轉(zhuǎn)化療耐藥性的有效措施[38]。白藜蘆醇可增加多種化療藥物所誘導(dǎo)的凋亡，如白藜蘆醇聯(lián)合5-氟尿嘧啶時(shí)可以以劑量依賴的形式促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞凋亡，但具體機(jī)制尚不明確。白藜蘆醇也可增加吉西他濱的毒性作用來(lái)實(shí)現(xiàn)藥物增敏作用，Harikumar等[10]研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇主要通過(guò)抑制胰腺癌增殖(如NF-κB、環(huán)加氧酶2)、侵襲轉(zhuǎn)移(MMP-9、微血管密度)、血管形成(CD31、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子)、凋亡(如Bcl-2)等相關(guān)分子的表達(dá)等來(lái)增加體外及體內(nèi)胰腺癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱的敏感性。這與Bernhaus等[39]的研究結(jié)果一致，白藜蘆醇類(lèi)似物也可與吉西他濱產(chǎn)生協(xié)同作用，增加胰腺癌細(xì)胞系對(duì)吉西他濱的敏感性。

放療為胰腺癌輔助治療的方式之一,但總體來(lái)說(shuō)放療對(duì)于胰腺癌生存的提高十分有限，這與胰腺癌對(duì)放療產(chǎn)生的內(nèi)在抗拒性密切相關(guān)。Sun等[40]報(bào)道白藜蘆醇可通過(guò)線粒體途徑誘導(dǎo)活性氧類(lèi)產(chǎn)生，促進(jìn)胰腺癌凋亡。單獨(dú)應(yīng)用白藜蘆醇時(shí)，可刺激癌細(xì)胞產(chǎn)生一定的活性氧類(lèi)，而聯(lián)合放療時(shí)，可顯著增加放療所致的活性氧類(lèi)產(chǎn)生，過(guò)度產(chǎn)生的活性氧類(lèi)通過(guò)增加對(duì)DNA、蛋白質(zhì)及生物膜的損傷從而增加放療對(duì)胰腺癌細(xì)胞的殺傷作用。因此白藜蘆醇作為化療或者放療增敏劑未來(lái)將會(huì)有廣泛的應(yīng)用前景。

3 白藜蘆醇治療胰腺癌的體內(nèi)研究

白藜蘆醇在體外實(shí)驗(yàn)中的抗腫瘤作用機(jī)制已經(jīng)得到驗(yàn)證。一些研究者進(jìn)一步研究了白藜蘆醇的體內(nèi)抗胰腺癌作用。Oi等[26]采用胰腺癌裸鼠移植瘤模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可以以劑量依賴的模式減少腫瘤的體積，其機(jī)制主要與直接抑制白三烯A4水解酶的活性有關(guān)。另一項(xiàng)研究表明，白藜蘆醇聯(lián)合吉西他濱可進(jìn)一步促進(jìn)吉西他濱單藥治療的裸鼠胰尾移植瘤的縮小，其主要機(jī)制與抑制增殖、侵襲、血管形成，轉(zhuǎn)移相關(guān)標(biāo)志物有關(guān)[10]。與上述結(jié)果一致，白藜蘆醇可以以劑量依賴的模式抑制裸鼠移植瘤的生長(zhǎng)，主要與抑制PI3K/Akt通路、誘導(dǎo)凋亡蛋白Bim表達(dá)有關(guān)[16]。此外，Kras G12D鼠可自行發(fā)展為胰腺癌，白藜蘆醇治療Kras G12D小鼠10周后，與對(duì)照組相比，胰腺腫瘤病灶的發(fā)生明顯減少[37]。綜上所述，白藜蘆醇抗腫瘤作用在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果令人滿意，且并未見(jiàn)明顯的不良反應(yīng)。在體內(nèi)試驗(yàn)中，Chow等[41]發(fā)現(xiàn)，42名健康志愿者每天服用定量白藜蘆醇，共持續(xù)4周，可調(diào)節(jié)體內(nèi)致癌物質(zhì)代謝酶細(xì)胞色素P450以及Ⅱ期解毒酶的水平。這些酶與致癌物質(zhì)的代謝密切相關(guān)，這可能與白藜蘆醇預(yù)防及抗腫瘤作用有關(guān)。而白藜蘆醇治療胰腺癌的大型臨床試驗(yàn)尚未見(jiàn)開(kāi)展。

4 結(jié) 語(yǔ)

白藜蘆醇是存在于自然界的一種小分子多酚類(lèi)化合物，來(lái)源廣泛，具有豐富的藥理學(xué)作用，但目前預(yù)防及治療腫瘤的證據(jù)主要來(lái)源于體外研究。白藜蘆醇可通過(guò)抑制胰腺癌細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移，誘導(dǎo)凋亡等相關(guān)的靶點(diǎn)及信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用，推測(cè)白藜蘆醇可以被用作手術(shù)前，通過(guò)其抑制增殖、促進(jìn)凋亡的作用進(jìn)而減少腫瘤體積；用作術(shù)后，在一定程度上預(yù)防胰腺癌早期侵襲及轉(zhuǎn)移；與化放療聯(lián)合作用，可以增加腫瘤細(xì)胞對(duì)化放療的敏感性，提高胰腺癌患者的生存，但尚需大型的多中心的臨床試驗(yàn)驗(yàn)證。