五味子乙素與TRAIL誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡的研究進(jìn)展

方爽爽,韓 冰綜述,齊 玲審校

(吉林醫(yī)藥學(xué)院:1.2016級醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)本科班,2.病理學(xué)教研室，吉林 吉林 132013)

腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(tumor necrosis factor related apoptosis- inducing ligand，TRAIL)作為正在新開發(fā)的抗腫瘤藥物，它可以誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡，但其存在明顯的耐藥性[1]。五味子乙素(Schisandrin B，Sch B)是從中藥五味子中提取出來的，能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞胱天蛋白酶8(caspase- 8)、caspase- 3和caspase- 9等多種細(xì)胞凋亡因子的表達(dá)，進(jìn)而發(fā)揮抗腫瘤作用。同樣的，TRAIL作用細(xì)胞后與死亡受體5(death receptor 5，DR5)反應(yīng)活化caspase- 8，caspase- 8通過轉(zhuǎn)運(yùn)和自催化裂解產(chǎn)生，導(dǎo)致臨近分子的相互接近，繼而引發(fā)細(xì)胞凋亡[2]。因此，下面就Sch B與TRAIL單獨(dú)和聯(lián)合應(yīng)用誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡進(jìn)行綜述。

1 TRAIL抗腫瘤的作用機(jī)制

TRAIL也稱為凋亡素2配體，是人體天然的抗腫瘤藥物，也是體內(nèi)最好的抗癌分子之一[3]。它通?？捎扇梭w的免疫系統(tǒng)表達(dá)，并引起多種腫瘤細(xì)胞的凋亡。與腫瘤壞死因子家族其他成員有所差異的TRAIL對腫瘤細(xì)胞具特異性，能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，且對正常細(xì)胞沒有顯著影響。作為臨床開發(fā)的抗腫瘤新藥，它已進(jìn)入到臨床Ⅱ期試驗(yàn)階段[4]。

TRAIL作用于細(xì)胞，TRAIL蛋白通過受體- 配體與DR4或DR5相互作用結(jié)合，使受體三聚化，DR5胞內(nèi)的死亡結(jié)構(gòu)域(deathdomain，DD)募集特異性的死亡域蛋白FADD，F(xiàn)ADD上的死亡效應(yīng)域再募集caspase- 8形成死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合體(death- inducing signaling complex，DISC)，因此，DISC是由DR5、FADD與caspase- 8在蛋白水平上共同組成的[5]。成功組裝DISC后，就會(huì)活化caspase- 8進(jìn)而激活下游的caspases蛋白酶級聯(lián)反應(yīng)，從而特異性誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡[6]。Caspase- 8因結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)DED而具備強(qiáng)大的死亡效應(yīng)啟動(dòng)和傳遞功能，因此，它在細(xì)胞凋亡途徑中起著關(guān)鍵作用[7]。而水薊賓具有能增強(qiáng)TRAIL對三陰乳腺癌細(xì)胞的誘導(dǎo)能力，是通過上調(diào)FADD的表達(dá)促進(jìn)TRAIL依賴的受體相互作用蛋白的去泛素化，誘導(dǎo)三陰乳腺癌細(xì)胞中caspase- 8的活化引發(fā)細(xì)胞凋亡[8]。

2 Sch B通過影響caspases家族抗腫瘤的作用機(jī)制

2.1 Sch B對caspase- 8的影響

Caspase- 8參與多種細(xì)胞功能，最常見的就是控制細(xì)胞死亡[9]。在非線粒體途徑中，caspase- 8通過配體的作用被活化后激活下游的caspase分子。存在于細(xì)胞質(zhì)中的Bid被活化的caspase- 8分解為tBid，tBid被轉(zhuǎn)移至線粒體上，刺激細(xì)胞色素c，使它從線粒體中釋放到胞質(zhì)中，將線粒體途徑和非線粒體途徑聯(lián)系起來可增強(qiáng)凋亡信號(hào)[10]。有研究發(fā)現(xiàn)，Sch B作用后，caspase- 8發(fā)生轉(zhuǎn)運(yùn)和自催化裂解現(xiàn)象，導(dǎo)致附近分子相互接近，引發(fā)細(xì)胞凋亡[11]。

2.2 Sch B對caspase- 9的影響

在線粒體途徑中，細(xì)胞色素c從線粒體中釋放出來，啟動(dòng)細(xì)胞凋亡程序[12]。細(xì)胞色素c作為一種凋亡誘導(dǎo)因子，在dATP的作用下，可與凋亡相關(guān)因子連結(jié)形成多聚體，與caspase- 9形成凋亡小體，從而激活caspase- 9。細(xì)胞色素c、凋亡相關(guān)因子和caspase- 9所組成的凋亡復(fù)合物稱為凋亡體。凋亡體可切割并激活下游的caspase- 3，caspase級聯(lián)反應(yīng)發(fā)生，使細(xì)胞凋亡繼續(xù)[13]。Sch B不僅可以通過激活caspase- 8誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，Sch B可增強(qiáng)阿霉素誘導(dǎo)SMMC7721細(xì)胞凋亡，與caspase- 8的活化無關(guān)而是通過活化caspase- 9達(dá)到這一效果[14]。

2.3 Sch B對caspase- 3的影響

研究認(rèn)為caspase- 3是一種“死亡蛋白酶”，處于凋亡級聯(lián)反應(yīng)的下游，在不同的凋亡途徑中作為細(xì)胞凋亡的執(zhí)行者，也能將眾多凋亡刺激信號(hào)聚集在一起[15]。在正常情況下，caspase- 3作為無活性的酶原存在，當(dāng)藥物作用后，被caspase- 8或caspase- 9活化進(jìn)而使凋亡的級聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行下去。Sch B單獨(dú)作用對胃癌SUN- 1細(xì)胞有抑制作用，當(dāng)與順鉑聯(lián)用后作用更加明顯。研究發(fā)現(xiàn)，增加caspase- 3級聯(lián)通路可誘導(dǎo)胃癌SUN- 1細(xì)胞凋亡[16]。除此之外，田妮[17]發(fā)現(xiàn)Sch B可抑制腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞生長，與增加細(xì)胞caspase- 3、Bax和Bcl- 2的表達(dá)有關(guān)。因此可以說，Sch B通過調(diào)節(jié)caspase- 3的表達(dá)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。在細(xì)胞凋亡過程中，caspases家族發(fā)生一定的作用，無論是caspase- 3、caspase- 8還是caspase- 9等都起著重要作用,它們相互作用，通過影響其中一個(gè)而產(chǎn)生連續(xù)性的影響。Sch B可促進(jìn)caspase- 8、caspase- 3和caspase- 9在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)增加，能有效降低人神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖，發(fā)揮抗腫瘤作用[18]。

3 Sch B聯(lián)合TRAIL抗腫瘤細(xì)胞的作用機(jī)制

實(shí)驗(yàn)證明，Sch B和TRAIL均能使腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡，但腫瘤對TRAIL的耐藥性限制了它的臨床治療效果[19]。越來越多的證據(jù)表明caspase- 8 mRNA甲基化降低caspase- 8的表達(dá)，導(dǎo)致對TRAIL的耐藥[20]。Sch B與TRAIL有相同的作用位點(diǎn)——caspase- 8，通過Sch B上調(diào)DISC水平增加caspase- 8的表達(dá)，增強(qiáng)TRAIL誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，逆轉(zhuǎn)TRAIL抗性，發(fā)揮更好的抗腫瘤作用。

王東東等[21]研究表明TRAIL與Sch B均可以抑制腦腫瘤干細(xì)胞的增殖,這兩者可以發(fā)揮重要的協(xié)同作用，TRAIL與Sch B聯(lián)合應(yīng)用可抑制腫瘤細(xì)胞的生長。雖然將兩者結(jié)合使用的實(shí)驗(yàn)并不多，但通過TRAIL與穿心蓮內(nèi)酯聯(lián)用的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過誘導(dǎo)caspase- 8依賴的細(xì)胞凋亡和DNA損傷來使腎癌細(xì)胞凋亡，聯(lián)用增強(qiáng)了對腎癌細(xì)胞的殺傷能力[22]。蛇床素通過提高DR5的表達(dá)和caspase- 3、caspase- 8、caspase- 9的活性能增強(qiáng)TRAIL誘導(dǎo)白血病HL- 60細(xì)胞的凋亡[23]，Sch B也具有同樣的效果。這都說明了Sch B和TRAIL兩者聯(lián)用會(huì)具有協(xié)同效應(yīng)。

TRAIL能殺死對傳統(tǒng)化療有抵抗力的癌細(xì)胞，而對正常細(xì)胞沒有太大的負(fù)面影響，因?yàn)樗腄R幾乎只存在于癌細(xì)胞上。如何能進(jìn)一步研發(fā)出高效、安全、低毒抗腫瘤藥物將成為更為重要的任務(wù)。Sch B與TRAIL的聯(lián)用可為開發(fā)區(qū)域特色中藥材五味子尋找新的研究方向，提供新的理論依據(jù)，可進(jìn)一步開闊市場前景。