氣體信號分子硫化氫在腫瘤發(fā)生發(fā)展與治療中的作用研究進(jìn)展

葉洋，葉芬，李雪，周建偉，許文榮，陸榮柱

(1.江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013；2.南京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，江蘇 南京 210029)

近年來，我國惡性腫瘤的發(fā)病率不斷上升，防治形勢嚴(yán)峻[1]。硫化氫(Hydrogen sulfide，H2S)通常被認(rèn)為是一種有臭雞蛋氣味的環(huán)境污染物，然而隨著近年來研究的不斷深入, H2S被發(fā)現(xiàn)作為一種內(nèi)源性氣體分子，對機(jī)體具有廣泛的生理藥理學(xué)效應(yīng)，但其與腫瘤的關(guān)系一直缺乏明確的結(jié)論。最近的研究表明，結(jié)腸癌、卵巢癌、乳腺癌等惡性腫瘤中H2S生成酶胱硫醚-β-合酶(cystathionine-β-synthase，CBS)、胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionine-γ-lyase，CSE)的表達(dá)增加，在這些癌癥中應(yīng)用CBS或CSE藥理學(xué)抑制劑或基因沉默可在體外抑制癌細(xì)胞生物能量代謝，抑制體內(nèi)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)一線化療藥物的抗腫瘤作用，同時也有研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性H2S水平較低時主要表現(xiàn)為促癌作用，而暴露于H2S水平較高(多由外源添加產(chǎn)生)或較長時間則更可能表現(xiàn)為抑癌效應(yīng)[2]，為此“鐘形模型”或低、高濃度的“雙相作用”模型可進(jìn)一步闡明H2S在腫瘤發(fā)展中的作用[3]。本文就H2S在腫瘤發(fā)生發(fā)展與治療中的研究狀況進(jìn)行相應(yīng)分析，為以靶向調(diào)控H2S的藥物應(yīng)用于臨床腫瘤治療，開展基于H2S的腫瘤防治策略提供重要依據(jù)。

1 H2S的代謝及其調(diào)控

H2S具有極強(qiáng)的脂溶性，可自由穿過細(xì)胞膜。H2S廣泛存在于人體各個部位，具有多種生成轉(zhuǎn)化方式[4]。其中在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)主要通過CBS和CSE以L-半胱氨酸為底物催化產(chǎn)生；在線粒體中，主要通過巰基丙酮酸轉(zhuǎn)硫酶(3-mercaptopyruvate sulfuransferase，3-MPST)以巰基丙酮酸為底物催化產(chǎn)生H2S[5](圖1)。其中CBS 和CSE是依賴于5’-磷酸吡哆醛(PLP)的，同時也是催化產(chǎn)生H2S的主要途徑,因而調(diào)節(jié)CBS和CSE這兩種酶活性可直接影響H2S的生成量。前者主要分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，后者則主要分布于外周器官如心血管系統(tǒng)[6]，同時在肝、腎、胰和胃腸道等組織中這三種酶的含量也很豐富，在這些組織的腫瘤組織中，這三種酶的表達(dá)都有相對應(yīng)的升高趨勢[7]。機(jī)體中的H2S主要以硫氫根離子(HS-)、二價硫離子(S2-)的形式存在，只有1/3 H2S以分子形式存在。此外H2S 與硫氫化鈉(NaHS)在體內(nèi)維持著動態(tài)平衡，在體內(nèi)NaHS可解離為鈉離子和HS-離子，后者與體內(nèi)氫離子結(jié)合后生成H2S。

圖1 H2S產(chǎn)生的3條經(jīng)典途徑

H2S在體內(nèi)含量很低，但可對機(jī)體的心血管、消化、神經(jīng)、呼吸等多系統(tǒng)產(chǎn)生廣泛影響，同時也調(diào)控各大系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展[8]。隨著H2S與腫瘤的研究日益深入，越來越多的H2S供體被投入到腫瘤研究中，如NaHS、S-炔丙基半胱氨酸(SPRC)、N-乙酰半胱氨酸(NAC)、透明質(zhì)酸與5-(4-羥基苯基)-3H-1，2-二硫醇-3-硫酮產(chǎn)生的共軛物(HA-ADT)、GYY4137等[9]。

2 H2S在腫瘤中的作用及其機(jī)制

2.1 H2S與乳腺癌

相對于正常乳腺細(xì)胞MCF-10A，乳腺癌細(xì)胞MCF-7和MDA-MB-231的CSE有較高水平的表達(dá)。CSE啟動子可與STAT3直接結(jié)合，從而使CSE轉(zhuǎn)錄被激活，促進(jìn)乳腺癌內(nèi)源性H2S生成[10]。藥理學(xué)抑制(DL-炔丙基甘氨酸PAG)和基因?qū)W干預(yù)(CSE siRNA)下調(diào)CSE的表達(dá)在抑制乳腺癌細(xì)胞內(nèi)源性H2S生成的同時，也可顯著抑制乳腺癌細(xì)胞系的增殖和遷移能力、促進(jìn)其凋亡。同時CBS在乳腺癌細(xì)胞中高表達(dá)，也是腫瘤細(xì)胞來源H2S的主要供體生成途徑之一，可促進(jìn)乳腺癌的發(fā)展，此外，H2S的釋放能明顯抑制乳腺癌細(xì)胞的凋亡[11]。

不同濃度的H2S在乳腺癌細(xì)胞中顯現(xiàn)了相反的效應(yīng)，即在低濃度H2S(供給NaHS<200 μmol/L)作用下，主要表現(xiàn)為促進(jìn)乳腺癌生長、遷移；而在較高濃度H2S(供給NaHS>1 000 μmol/L)影響下，則表現(xiàn)出明顯的抑癌作用。為了明確不同濃度H2S對乳腺癌發(fā)生發(fā)展的影響，有研究應(yīng)用了NaHS(20～2000 μmol/L)作為H2S供體，通過對細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白等的檢測，顯示高劑量和持續(xù)暴露H2S(72 h)對三陰性乳腺癌細(xì)胞增殖具有明顯的抑制作用，同時，較高水平的NaHS(>200 μmol/L)可以抑制細(xì)胞內(nèi)黏附分子ICAM-1從而抑制三陰性乳腺癌的侵襲能力。此外，在一定程度上激活CSE/H2S途徑可降低p-p38的表達(dá)，抑制乳腺癌細(xì)胞的侵襲和上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化[12]。另外，相同作用條件下(200 μmol/L，48 h)，透明質(zhì)酸共軛物HA-ADT作為新研發(fā)的H2S供體，在MCF-10A, MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞中能釋放比NaHS和 GYY4137高1.5～3倍的H2S，HA-ADT主要通過抑制PI3K/mTOR和Ras/ERK信號通路從而抑制人乳腺癌細(xì)胞的生長[13]。

在裸鼠實驗中，H2S在乳腺癌細(xì)胞中的作用與細(xì)胞模型一致，在人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231異種移植瘤的動物實驗中，較低劑量的NaHS供給H2S可促進(jìn)瘤體生長，而高劑量NaHS則抑制了瘤體的大小及重量[14]。此外，透明質(zhì)酸共軛物HA-ADT能穩(wěn)定釋放大量H2S氣體，在成瘤小鼠體內(nèi)每天皮下注射200 μmol/L HA-ADT 14 d后可通過抑制PI3K/ERK通路在乳腺癌移植瘤裸鼠模型中明顯抑制腫瘤生長和血管生成[13]。

2.2 H2S與甲狀腺癌

研究發(fā)現(xiàn)NaHS在25～50 μmol/L濃度區(qū)間處理24～48 h可促進(jìn)人甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、存活、遷移及侵襲。在甲狀腺癌中H2S主要通過ROS/PI3K/mTOR和RAS/ERK等信號通路影響腫瘤細(xì)胞的發(fā)生發(fā)展[15]。相對于正常非腫瘤組織，CBS蛋白在幾種不同的人類惡性腫瘤中都有較高表達(dá)，其中在人甲狀腺癌細(xì)胞中過表達(dá)的主要是CBS，且與腫瘤分期、轉(zhuǎn)移和化療耐藥等參數(shù)相關(guān)的蛋白表達(dá)增加[16]。H2S作為血管松弛劑可以舒張血管，可增大腫瘤細(xì)胞附近血流量，促進(jìn)增殖和遷移，采用藥理學(xué)抑制[氨基氧乙酸(AOAA)]或基因?qū)W抑制(CBS siRNA)下調(diào)CBS，可以減少內(nèi)源性H2S的產(chǎn)生，從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移，并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。同時沉默CBS基因可以減少細(xì)胞線粒體的呼吸作用，抑制ATP的合成，熱量限制導(dǎo)致能量供應(yīng)不足從而使機(jī)體新陳代謝等降低，進(jìn)而抑制腫瘤的形成。

相反的，在200 μmol/L 的高濃度NaHS作用后，ROS水平反而明顯升高，p-PI3K、p-AKT、p-mTOR、p-ERK1/2等蛋白水平明顯下調(diào)，進(jìn)而使甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、遷移及侵襲被明顯抑制[16]。說明在人甲狀腺癌細(xì)胞中，呈現(xiàn)低濃度H2S能明顯促進(jìn)人甲狀腺癌細(xì)胞增殖、遷移，外源性H2S供體提供高濃度H2S后則反向抑制人甲狀腺癌細(xì)胞增殖、侵襲等。

同時，在人甲狀腺癌移植瘤的裸鼠實驗中，用不同濃度的NaHS瘤周皮下給藥4周，發(fā)現(xiàn)較低劑量組NaHS[1.4～2.8 mg·(kg·d)-1]對腫瘤生長和血管形成有促進(jìn)作用。此外，在人甲狀腺癌TPC-1、TT和ARO細(xì)胞異種移植瘤的動物實驗中，以瘤體的Ki67和CD31等為指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)高劑量組NaHS[11.2 mg·(kg·d)-1]可明顯抑制腫瘤生長和血管生成[15]。

2.3 H2S與結(jié)直腸癌

結(jié)直腸癌是消化道惡性腫瘤之一，H2S在結(jié)直腸癌中的作用機(jī)制較復(fù)雜，因H2S可由腸道細(xì)胞和腸道細(xì)菌生物同時合成，故可在大腸中達(dá)到較高水平[17]。將患者結(jié)腸癌標(biāo)本與相匹配的正常黏膜組織進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)CBS選擇性升高，其產(chǎn)物H2S在結(jié)直腸癌細(xì)胞中也明顯上調(diào)，它們在腫瘤的生長和進(jìn)展中起重要作用[18-19]。隨后，在結(jié)腸癌細(xì)胞株(HCT-116, HT-29, LoVo)中也發(fā)現(xiàn)CBS 呈選擇性上調(diào)。NCM 356細(xì)胞中CBS的上調(diào)可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄組的廣泛變化，代謝組學(xué)分析提示高表達(dá)CBS激活了磷酸戊糖和糖酵解途徑，通過NF-κB、KRAS、p53和Wnt等信號的調(diào)控，促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移、侵襲，顯示CBS/H2S軸的激活促進(jìn)了結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展，并且這種作用能被CBS的特異性抑制劑AOAA所抑制[20]。

相反的，也有研究表明在大腸癌細(xì)胞株CaCO2中，使用H2S供體100 μmol/L GYY4137處理細(xì)胞24～48 h后H2S濃度升高(產(chǎn)H2S的峰值比100 μmol/L的NaHS高將近3倍)，可通過調(diào)節(jié)增殖、凋亡等途徑明顯抑制細(xì)胞活力。目前的研究已經(jīng)初步明確了H2S在低濃度范圍內(nèi)促進(jìn)結(jié)直腸癌以及在高濃度區(qū)間(多由外源性供體提供)抑制腫瘤進(jìn)展的雙向作用。因此H2S釋放劑、H2S合成酶的抑制劑等得到了廣泛研究[21]。研究證明SW480結(jié)直腸癌細(xì)胞中用H2S供體NAC處理后，可促進(jìn)線粒體酶3-MPST及內(nèi)源性H2S產(chǎn)生增加，通過線粒體代謝重新編程來促進(jìn)結(jié)直腸細(xì)胞抵抗氧化應(yīng)激的能力[22]。此外，丁酸鹽和NaHS都可以使結(jié)腸癌中的CBS和CSE呈高表達(dá)狀態(tài)，使體內(nèi)H2S產(chǎn)生過多，并且均呈劑量依賴性地降低細(xì)胞活力，同時用CBS抑制劑或CBS siRNA減少CBS的表達(dá)可逆轉(zhuǎn)丁酸對結(jié)直腸癌細(xì)胞活力的抑制[23]。此外，較高濃度的H2S還可通過激活ERK、p38 MAPK的磷酸化抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖。

在裸鼠體內(nèi)移植HCT 116細(xì)胞或SW480細(xì)胞后，沉默CBS表達(dá)或用AOAA藥物抑制CBS表達(dá)使內(nèi)源性H2S生成較少，明顯降低移植瘤的生長速度，同時腫瘤血管生成減少，在腫瘤實質(zhì)內(nèi)直接注射AOAA可減少瘤周血流量[3]，除抑制原發(fā)性腫瘤生長外，CBS抑制AOAA還可減少HCT 116細(xì)胞轉(zhuǎn)移灶的數(shù)目[24]。因而提示下調(diào)內(nèi)源性H2S能有效抑制結(jié)腸癌的發(fā)展，也從側(cè)面反映出內(nèi)源性H2S的促癌能力。相反的，研究表明一種新型H2S供體萘普生(HS-NAP)能釋放H2S，HS-NAP作用于異種移植HT-29人結(jié)腸癌細(xì)胞的小鼠模型后，可通過減少體內(nèi)NF-κB水平，明顯下調(diào)移植瘤的體積和質(zhì)量，同時抑制細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[25]。

2.4 H2S與胃癌

與正常胃黏膜上皮細(xì)胞相比，胃癌細(xì)胞中CBS和CSE的表達(dá)相對較高，同時降低CBS和CSE的表達(dá)水平后，可以顯著抑制胃癌細(xì)胞的增殖。此外，H2S可通過調(diào)控 MMP2 和 MMP9 基因促進(jìn)血管生成，影響胃癌細(xì)胞增殖和遷移過程。胃癌細(xì)胞AGS中高表達(dá)CSE，用CSE抑制劑PPG和BCA下調(diào)內(nèi)源性H2S產(chǎn)生量后，AGS細(xì)胞增殖水平明顯被抑制，進(jìn)一步證明了內(nèi)源性H2S可促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖[26]。此外，用紅參提取物(KRGE)處理胃癌細(xì)胞株后，CBS和CSE的表達(dá)水平明顯降低，進(jìn)而可通過下調(diào)內(nèi)源性H2S從而發(fā)揮抑癌效應(yīng)[27]，同時，H2S本身卻又可通過AMPK通路的激活在一定程度上保護(hù)正常非腫瘤胃組織[28]。

相反的，高濃度NaHS作用后可明顯誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞凋亡，同時抑制癌細(xì)胞遷移和侵襲，發(fā)揮H2S的抗癌效應(yīng)[29]。同時H2S也可在胃癌細(xì)胞中特異性抑制甘露糖α-1,6-糖蛋白β-1,6-N-乙酰葡糖氨基轉(zhuǎn)移酶(MGAT5)的表達(dá)，有效降低胃癌中異常糖蛋白的表達(dá)，進(jìn)而抑制胃癌細(xì)胞的發(fā)生發(fā)展[30]。此外，S-炔丙基半胱氨酸(SPRC)作為H2S供體，能明顯增加CSE及內(nèi)源性H2S水平，具有抑制SGC-7901胃癌細(xì)胞增殖和遷移，促進(jìn)胃癌細(xì)胞凋亡的功能。

鼠源性胃癌細(xì)胞中的CBS和CSE表達(dá)水平也明顯增高，用特異性抑制劑(AOAA、PAG)作用于荷瘤小鼠后明顯抑制了瘤體大小及重量，并且減少了血管生成，因而提示H2S在一定濃度范圍內(nèi)能發(fā)揮促癌作用，用相應(yīng)的抑制劑抑制H2S生成酶后能有效緩解其促癌效應(yīng)。體內(nèi)研究顯示，腹腔注射50 mg/kg和100 mg/kg的H2S外源性供體SPRC可顯著降低裸鼠移植瘤的重量和體積，腫瘤生長抑制率為40%～75%，且該抑制效應(yīng)可被CSE活性抑制劑PAG阻斷[31]。表明在胃癌體內(nèi)外模型中，H2S都能發(fā)揮其鐘形效應(yīng)。

2.5 H2S與肝癌

HepG2細(xì)胞中CBS高表達(dá)，姜黃素和海帶提取物對其聯(lián)合作用后CBS表達(dá)下降，內(nèi)源性H2S呈劑量依賴性下降，進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白的表達(dá)，表現(xiàn)出對增殖和轉(zhuǎn)移的抑制作用。CBS在人肝癌HepG2和SMMC-7721細(xì)胞中呈高表達(dá)，用喹諾酮-吲哚酮偶聯(lián)物QIC2抑制內(nèi)源性CBS/H2S水平，可顯著降低細(xì)胞的活力和生長速率，觸發(fā)細(xì)胞凋亡等[32]。此外，抑制CBS/H2S通路可導(dǎo)致肝癌細(xì)胞HepG2和PLC/PRF/5內(nèi)產(chǎn)生ROS，引起線粒體的崩解，進(jìn)而誘導(dǎo)DNA損傷和細(xì)胞凋亡[33]。這些研究結(jié)果從側(cè)面證明了一定濃度范圍內(nèi)的內(nèi)源性H2S能在腫瘤中發(fā)揮促癌作用，而在此基礎(chǔ)上下調(diào)H2S生成酶如CBS，能反向發(fā)揮抑癌作用。

相對較低水平的H2S主要發(fā)揮促進(jìn)肝癌細(xì)胞生長的作用，而高濃度的H2S則可能表現(xiàn)出對肝癌細(xì)胞生長的抑制作用，在肝癌細(xì)胞中主要通過EGFR/ERK/MMp-2和PTEN/AKT信號通路實現(xiàn)[34]。此外，在人肝癌細(xì)胞HepG2 和 Bel7402中，H2S供體GYY4137 400 μmol/L處理24 h可通過抑制p-STAT3的激活達(dá)到抑制肝癌細(xì)胞增殖的作用，同時促進(jìn)肝癌細(xì)胞的凋亡，抑制肝癌的遷移能力。

在肝癌的體內(nèi)實驗中也存在H2S的雙向作用，研究表明，用較低劑量組NaHS作用于人肝癌移植瘤的裸鼠，主要表現(xiàn)其促癌效應(yīng)，使瘤體增大，血管生成增多；而較高劑量組NaHS則主要發(fā)揮其抑癌作用。此外，目前已有研究發(fā)現(xiàn)H2S供體NaHS 和 GYY4137可通過阻斷STAT 3和NF-κB下調(diào)肝癌細(xì)胞吲哚2，3-雙加氧酶1(IDO1)的表達(dá)，抑制肝癌荷瘤小鼠腫瘤的發(fā)生發(fā)展[35]。

2.6 H2S與神經(jīng)膠質(zhì)瘤

在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中，低濃度H2S在腦部可拮抗ROS引起的氧化應(yīng)激作用，保護(hù)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生[36]。此外，通過H2S供體或提高相關(guān)酶類活性及表達(dá)的藥物可增加內(nèi)源性H2S濃度，H2S生成水平升高后激活p38MAPK和Cox-2等通路，進(jìn)而促進(jìn)C6膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長，抑制其凋亡[37]。相關(guān)實驗已證明生理濃度的內(nèi)源性H2S可通過抑制JNK、p38和ERK1/2磷酸化，促進(jìn)Nrf2活化，發(fā)揮減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)和抗凋亡等作用, 在一定程度上可促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞生長[38]。

另一方面，研究表明H2S可通過聚硫反應(yīng)產(chǎn)生多硫化物，多硫化物可顯著抑制小鼠神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞N2A的生長并能促進(jìn)神經(jīng)元細(xì)胞突起的生長，促進(jìn)其分化，但NaHS對N2A胞突生長的影響不顯著[39]。此外，NaHS作為H2S的常見供體，可選擇性殺傷膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞(T98G和U87)，同時保留正常人微血管內(nèi)皮細(xì)胞(hCMEC/D3)，對膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的殺傷可能是由于ROS的產(chǎn)生增加了損傷誘導(dǎo)的結(jié)果，NaHS還能通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激、DNA損傷、線粒體功能障礙之間的相互關(guān)系，增強(qiáng)GBM細(xì)胞對放射治療的敏感性，間接抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞生長[40]。

在體內(nèi)實驗中，Takano等[41]建立了沉默CBS的U87-MG膠質(zhì)瘤細(xì)胞株，并將其種植于SCID小鼠，CBS沉默的亞克隆具有較短的腫瘤潛伏期和更快的腫瘤生長速度。除腫瘤體積增大外，CBS沉默的腫瘤通過增強(qiáng)VEGF、ANGPTL4、HIF2α表達(dá)水平，增加了膠質(zhì)瘤的侵入深度、血管密度、細(xì)胞增殖等?？梢园l(fā)現(xiàn)下調(diào)CBS的體內(nèi)實驗結(jié)果與結(jié)腸癌、胃癌等體內(nèi)實驗結(jié)果相反，這些差異的存在可能與H2S在不同組織來源腫瘤中的基礎(chǔ)表達(dá)量以及腫瘤微環(huán)境差異有關(guān)。

2.7 H2S與其他腫瘤

除結(jié)腸癌和乳腺癌等常見惡性腫瘤以外，H2S在口腔癌、食管癌、卵巢癌、尿道上皮癌等其他多種腫瘤中也起到一定的作用。

已有臨床實驗報道在口腔鱗狀細(xì)胞癌中較鄰近的良性口腔黏膜中H2S釋放量增多[42]，且口腔黏液表皮樣癌中CBS、CSE以及3-MPST升高，而游離H2S呈升高或輕微升高，進(jìn)一步說明在惡性腫瘤的維持和生長過程中，對H2S進(jìn)行了快速的代謝，并且提高內(nèi)源性H2S濃度可明顯促進(jìn)口腔癌細(xì)胞的生長。

在食管癌EC109中，NaHS(400 μmol/L)持續(xù)24 h的供給使內(nèi)源性H2S濃度升高，但仍處于H2S生理劑量范圍(0.2～1.0 mmol/L)內(nèi)，并通過HSP90通路促進(jìn)細(xì)胞增殖。此外，NaHS處理使食管癌細(xì)胞Bcl-2表達(dá)增加，cleaved caspase-3和Bax表達(dá)減少，降低了細(xì)胞凋亡。重要的是，NaHS處理則同時增加了食管癌細(xì)胞MMP-2、VEGF的表達(dá)，增強(qiáng)腫瘤遷移能力[43]。

研究表明鈉/鈣交換劑可通過降低細(xì)胞內(nèi)pH值直接參與H2S誘導(dǎo)的卵巢癌等腫瘤細(xì)胞凋亡[44]。在卵巢癌細(xì)胞系A(chǔ)2780中，細(xì)胞內(nèi)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)可通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激下調(diào)H2S，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，發(fā)揮抑癌作用[18]。此外，CBS和CSE在卵巢癌中表達(dá)較高，通過下調(diào)CBS的表達(dá)，可顯著抑制卵巢癌細(xì)胞系OV202和 A2780的細(xì)胞增殖能力，同時可以減少線粒體的呼吸作用，從而抑制ATP的合成，進(jìn)一步抑制腫瘤的形成。CBS沉默或CBS抑制的另一個重要結(jié)果是細(xì)胞ROS水平增加，增加了p53表達(dá)，而NF-κB表達(dá)減少，從而抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)腫瘤凋亡[3]。在移植有A2780/CP-20異種移植瘤的裸鼠中的后續(xù)研究結(jié)果表明，CBS的沉默導(dǎo)致腫瘤重量和腫瘤結(jié)節(jié)數(shù)量減少，同時減少了癌細(xì)胞增殖能力，抑制血管生成[45]。

膀胱尿路上皮細(xì)胞癌中H2S及其合成酶活性或蛋白含量升高[46]，NaHS(<200 μmol/L)處理EJ細(xì)胞24 h后，促進(jìn)細(xì)胞增殖及遷移，同時抑制細(xì)胞凋亡，表現(xiàn)出明顯的促癌效應(yīng)。但下調(diào)CBS、CSE后，可使內(nèi)源性H2S下降，同時發(fā)揮其抑癌效應(yīng)。此外，H2S及其合成酶的表達(dá)高低與膀胱尿路上皮細(xì)胞癌的分期、分級有關(guān)，選取94例不同分期/分級的尿路上皮癌患者的尿路上皮細(xì)胞和標(biāo)本進(jìn)行免疫染色，并采用圖像半定量法、蛋白免疫印跡法和硫敏電極法檢測細(xì)胞和標(biāo)本中CBS、CSE和3-MPST的表達(dá)水平和活性，結(jié)果表明CBS、CSE、3-MPST的蛋白水平和催化活性與人膀胱組織和人尿路上皮癌細(xì)胞系惡性程度呈正相關(guān)[47]。

3 H2S與腫瘤耐藥

耐藥是惡性腫瘤化療面臨的難點[48]。目前已有多項研究證明H2S在一定程度上參與了腫瘤耐藥性的過程[49]，如H2S供體NAC可通過線粒體代謝促進(jìn)耐藥的發(fā)生和發(fā)展，同時還發(fā)現(xiàn)H2S在結(jié)腸癌對常用化療藥物5-氟尿嘧啶(5-FU)產(chǎn)生耐藥性過程中發(fā)生了穩(wěn)定的變化[50]，半胱氨酸在腫瘤中的主要作用是促進(jìn)H2S的生成，使卵巢癌適應(yīng)缺氧情況，進(jìn)而擺脫卡鉑對腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒性而引起耐藥[51]。因而下調(diào)H2S增強(qiáng)了多種腫瘤對化療藥物的敏感性，用AOAA或CBS的si-RNA敲減CBS時，與順鉑聯(lián)用后顯著降低線粒體DNA的修復(fù)效率，增強(qiáng)化療藥物對腫瘤的殺傷作用，能明顯增強(qiáng)乳腺癌、肺癌、尿道上皮癌等對順鉑的敏感性[52]。同時運(yùn)用PAG或CSE siRNA敲減CSE后，還可增強(qiáng)多柔比星對胰腺癌、結(jié)直腸癌、肝癌等的殺傷作用[53]。此外，在裸鼠原位異種移植HCT 116模型中，AOAA與奧沙利鉑的抗腫瘤轉(zhuǎn)移作用有協(xié)同作用[24]。

4 總結(jié)及展望

H2S調(diào)控腫瘤的發(fā)生發(fā)展主要通過對增殖和細(xì)胞周期的調(diào)控，協(xié)調(diào)凋亡和抗凋亡水平，調(diào)控血管生成來影響遷移、侵襲，從而表現(xiàn)促進(jìn)腫瘤生長和發(fā)揮抑癌效應(yīng)的雙向效應(yīng)，其作用機(jī)制主要為通過激活NF-κB通路和 EGFR/ ERK1/2以及COX-2通路發(fā)揮促癌作用，又可通過激活某些信號通路如p38 MAPK/PTEN/AKT等發(fā)揮抗癌能力[43]。H2S的毒性和治療價值主要取決于濃度，低濃度的H2S起生理作用，高濃度的H2S則可因細(xì)胞毒性導(dǎo)致死亡[54]。因為較低濃度的內(nèi)源性H2S可促進(jìn)癌細(xì)胞生長，因此，用一種選擇性靶向癌細(xì)胞H2S的小分子來降低內(nèi)源性H2S水平是一種有吸引力的治療癌癥的策略[55]。針對較高濃度的內(nèi)源性H2S能抑制腫瘤的發(fā)展，目前有較多學(xué)者開始關(guān)注緩慢釋放H2S的供體作為新型抗腫瘤藥物的轉(zhuǎn)化研究。一些通過生成H2S或激活H2S產(chǎn)生酶而發(fā)揮藥理學(xué)功能的藥物(如: ATB-429、ATB-346、GYY4137 及SPRC 等)相繼誕生，并逐步嘗試運(yùn)用到腫瘤治療中。H2S參與了多種惡性腫瘤的調(diào)節(jié)，為開發(fā)新的抗癌藥物提供了新的契機(jī)，此外，仍有諸多因素制約著基于H2S的藥物開發(fā)研究，如供體代表性不足：供體NaHS雖是H2S的最常見研究供體，但當(dāng)NaHS溶解時，H2S瞬間一次性釋放，實驗結(jié)果能否反映H2S的持續(xù)作用效應(yīng)仍有待考量，因此，亟待開發(fā)持續(xù)穩(wěn)定的新型供體；此外，作用靶點機(jī)制不清：目前H2S在不同腫瘤中的作用機(jī)制各有不同，是否存在共有的信號調(diào)控途徑尚待明確，以更好地發(fā)揮其抗腫瘤作用。隨著H2S在腫瘤中的作用機(jī)制逐漸清晰，H2S介導(dǎo)的腫瘤防治有著廣闊的應(yīng)用前景。