從基因調(diào)控的角度探討中醫(yī)藥對(duì)慢性萎縮性胃炎癌前病變的作用機(jī)制

鄭 雪,黃 艷,李 璟

鄭雪,李璟,上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽(yáng)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院針灸科 上海市 200437

黃艷,上海中醫(yī)藥大學(xué)上海市針灸經(jīng)絡(luò)研究所 上海市 200030

核心提要：慢性萎縮性胃炎(chronic atrophic gastritis,CAG)是臨床上常見的一種消化系統(tǒng)疾病,本文分別從原癌基因、抑癌基因、細(xì)胞凋亡相關(guān)基因3個(gè)方面來探討中醫(yī)藥治療CAG癌前病變的相關(guān)機(jī)制,以期從分子生物學(xué)角度上為中醫(yī)藥治療CAG癌前病變提供科學(xué)依據(jù).

0 引言

慢性萎縮性胃炎(chronic atrophic gastritis,CAG)是臨床上常見的一種消化系統(tǒng)疾病,具有反復(fù)發(fā)作、遷延不愈等特點(diǎn),表現(xiàn)為胃黏膜固有腺體的減少,伴或不伴腸上皮化生(intestinal epithelial metaplasia,IM)與異型增生(atypical proliferation,ATP)的一種慢性胃部疾病[1].世界衛(wèi)生組織將其列為胃癌(gastric cancer,GC)的癌前疾病,其中在此基礎(chǔ)上伴有IM與ATP屬于GC前病變(precancerous lesions of gastric cancer,PLCG),且與GC發(fā)生具有密切的關(guān)系.目前現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)其病因、發(fā)病機(jī)制尚不明確,尚缺乏有效的干預(yù)手段,因此尋求延緩甚至逆轉(zhuǎn)PLCG治療方法迫在眉睫.近年來大多數(shù)學(xué)者對(duì)CAG癌前病變相關(guān)腫瘤基因的研究已成為熱點(diǎn),本文通過總結(jié)CAG癌前病變相關(guān)腫瘤基因以及中醫(yī)藥在CAG癌前病變相關(guān)腫瘤基因表達(dá)上發(fā)揮的調(diào)控機(jī)制,以期從分子生物學(xué)角度上為中醫(yī)藥治療CAG癌前病變提供科學(xué)依據(jù).

1 CAG癌前病變的相關(guān)腫瘤基因

1.1 原癌基因 CAG的癌前病變是一個(gè)多階段、多步驟、多因素的一系列復(fù)雜的過程,腫瘤的發(fā)生是多因素的共同導(dǎo)致的結(jié)果,目前公認(rèn)的模式是正常胃黏膜→淺表性胃炎→萎縮性胃炎→IM→不典型增生→腸型GC.GC不是從一個(gè)正常細(xì)胞直接轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘?xì)胞,而是原癌基因和抑癌基因之間的平衡失調(diào),導(dǎo)致信號(hào)通路異常激活形成腫瘤.另外各個(gè)信號(hào)通路的基因之間并非獨(dú)立個(gè)體,彼此可能存在一定關(guān)聯(lián)性.

目前研究頗多的原癌基因?yàn)棣逻B環(huán)蛋白(β-catenin)、細(xì)胞周期蛋白(CyclinD1)、c-myc等.β-catenin為環(huán)連蛋白家族中的一員,在細(xì)胞粘附鏈接發(fā)揮作用,同時(shí)也是Wnt經(jīng)典信號(hào)通路的下游的核心因子.正常狀態(tài)下,β-catenin受到蛋白酶介導(dǎo)呈降解狀態(tài),通過糖原合成酶激酶3(glycogen synthase kinase 3,GSK3β)、APC蛋白、Axin結(jié)合形成復(fù)合體.當(dāng)Wnt信號(hào)通路激活時(shí),GSK3β激酶活性降低,β-catenin作為Wnt信號(hào)通路中關(guān)鍵的核轉(zhuǎn)錄因子,在細(xì)胞內(nèi)積聚并轉(zhuǎn)至細(xì)胞核內(nèi),激活轉(zhuǎn)錄因子LEF/TCF家族,啟動(dòng)下游靶基因c-myc、cyclinD1、E-cadherin等轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)細(xì)胞增殖和侵襲,最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[2,3].陳婉珍等[4]研究表明,與正常組比較,PIGC大鼠胃黏膜組織中β-catenin、Cyclin D1蛋白陽(yáng)性表達(dá)升高,GSK3β蛋白表達(dá)明顯下降,提示GSK3β、β-catenin、Cyclin D1蛋白的異常表達(dá)可能是誘導(dǎo)PLCG的重要因素之一.

c-Myc原癌基因在控制細(xì)胞周期、細(xì)胞增殖和分化中起重要作用,并在一定條件下誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[5].研究表明,c-Myc在PLCG的胃黏膜細(xì)胞中呈高表達(dá)[6].CyclinD1不僅是細(xì)胞周期過程中的正調(diào)控因子,也是Wnt信號(hào)通路的下游關(guān)鍵靶蛋白,其過度表達(dá)促進(jìn)G1/S期,促進(jìn)細(xì)胞增殖,在多種腫瘤中高度表達(dá),目前已被公認(rèn)是一種原癌基因[7].劉慶生等[8]研究報(bào)道在CAG不同中醫(yī)證型中,癌基因c-myc甲基化率表達(dá)有差異性表達(dá),依次為胃熱傷陰＞瘀毒內(nèi)阻＞痰濕凝結(jié)＞脾胃虛寒＞氣血雙虧＞肝胃不和,提示c-mycDNA甲基化率與CAG中醫(yī)分型密切相關(guān).

1.2 抑癌基因 腫瘤抑制基因在癌癥中發(fā)生突變通常具有促進(jìn)凋亡的作用.如p53、第10號(hào)染色體上缺失磷酸酶和張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,PTEN)等.PTEN是至今為止發(fā)現(xiàn)的首個(gè)具有脂質(zhì)和蛋白磷酸酶活性的抑癌基因,由于基因突變、雜合性缺失、啟動(dòng)子高甲基化、microRNA介導(dǎo)的負(fù)調(diào)控等遺傳和非遺傳改變,導(dǎo)致PTEN的缺失使致癌的PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路激活,促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展[9].已有研究表明,與正常胃黏膜組織比較,在CAG伴腸化生、GC中,患者胃黏膜組織PTEN的mRNA和蛋白表達(dá)均呈低表達(dá),提示PTEN基因表達(dá)降低和缺失可能是CAG診斷與預(yù)后判斷的重要標(biāo)志[10].

TP53(tumor protein p53)又稱為p53,是迄今發(fā)現(xiàn)與人類腫瘤的發(fā)生高度相關(guān)的基因.p53可分為野生型p53(wt-p53)及突變型p53(mt-p53)兩種.其中野生型p53是腫瘤抑制基因,在調(diào)節(jié)細(xì)胞周期阻滯、細(xì)胞凋亡、衰老和DNA修復(fù)發(fā)揮重要作用[11].穆桂芳等[12]發(fā)現(xiàn)在正常胃組織,IM,不典型增生以及GC中mt-p53基因的表達(dá)呈遞增的趨勢(shì),證實(shí)突變型p53的異常表達(dá)可能與胃組織發(fā)生癌變有一定關(guān)聯(lián)性.

1.3 細(xì)胞凋亡相關(guān)基因 此外,細(xì)胞凋亡異常是導(dǎo)致CAG發(fā)生癌變的重要環(huán)節(jié),不同的基因家族如caspases、Bcl-2基因家族、p53基因家族等都參與和/或協(xié)同凋亡過程[13].細(xì)胞凋亡相關(guān)基因包括抑制細(xì)胞凋亡基因、促細(xì)胞凋亡基因兩類,目前研究較多的促細(xì)胞凋亡基因?yàn)閏aspase-3、c-myc等,抑制細(xì)胞凋亡基因有bcl-2、Ras等.

Caspase-3作為caspase家族中誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的重要蛋白酶,在細(xì)胞凋亡過程中,caspase-3被上游的caspases裂解活化,轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核中,裂解其核底物4,5,導(dǎo)致DNA降解、染色質(zhì)凝集、核分裂等典型的凋亡核變化,損傷細(xì)胞,其表達(dá)異常與許多腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)[14].楊彬等[15]采用免疫組化IHC法觀察到Caspase-3蛋白在慢性非萎縮性胃炎(90.00%)、CAG無(wú)腸化(53.33%)、CAG伴腸化(46.67%)、GC(30.00%)中陽(yáng)性表達(dá)逐漸下降,由此可見Caspase-3高表達(dá)促進(jìn)胃黏膜細(xì)胞凋亡,防止其發(fā)生PLCG.

Bcl-2蛋白家族成員是參與調(diào)控細(xì)胞凋亡的內(nèi)在通路,并介導(dǎo)各種細(xì)胞應(yīng)激,家族中Bcl-2和Bax是一組調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵蛋白質(zhì),促凋亡Bax或Bak的激活是通過外線粒體膜的滲透性使細(xì)胞凋亡[16].張瀝等[17]采用免疫熒光和激光共聚焦顯微鏡技術(shù)兩種方法觀察55 ℃熱水灌胃誘導(dǎo)的CAG大鼠胃黏膜組織Bcl-2蛋白的表達(dá),激光共聚焦顯微鏡結(jié)果表明,造模24 wk時(shí),可觀察到萎縮性胃炎組大鼠胃黏膜組織的細(xì)胞漿中Bcl-2蛋白表達(dá),呈均質(zhì)顆粒狀,第32 wk、65 wk時(shí),Bcl-2蛋白表達(dá)尤其顯著;免疫熒光的方法顯示,大鼠胃黏膜組織萎縮后,上調(diào)Bcl-2蛋白表達(dá)水平;提示Bcl-2蛋白的過度表達(dá)誘發(fā)CAG大鼠胃黏膜組織的凋亡.

2 CAG癌前病變相關(guān)腫瘤基因之間的相關(guān)性研究

研究報(bào)道發(fā)現(xiàn),從正常胃黏膜發(fā)展到GC的一系列復(fù)雜過程中,PTEN陽(yáng)性表達(dá)率逐漸降低,而P53在異性增生中隨著病變程度的加重而逐漸升高,具體如下：正常胃黏膜(100%、0%)→淺表性胃炎(100%、0%)→萎縮性胃炎無(wú)腸化(93%、0%)→萎縮性胃炎伴腸化(91%、0%)→輕度ATP (77%、7%)→中度異性增生(70%、30%)→重度ATP(63%、63%)→GC(60%、68%)[18].朱玉俠等[19]研究表明,在CAG組、和伴IM組、ATP組、GC組中,p53的陽(yáng)性表達(dá)呈升高趨勢(shì);與CAG組和伴IM組相比,GC組Bcl-2陽(yáng)性表達(dá)率上升;CAG組Bax表達(dá)水平高于CG組;p53的過度表達(dá)是導(dǎo)致CAG癌前病變發(fā)生的早期事件,Bcl-2的表達(dá)逐漸上調(diào),而Bax的表達(dá)逐漸下調(diào),兩者呈負(fù)相關(guān),表明從CAG發(fā)展到GC過程中可能存在凋亡抑制.通過上述相關(guān)研究文獻(xiàn)表明,多個(gè)癌基因的突變和抑癌基因的缺失在信號(hào)通路中平衡失調(diào)可能是促進(jìn)CAG向癌前病變甚至GC轉(zhuǎn)變的重要途徑.

3 中醫(yī)藥對(duì)CAG癌前病變相關(guān)腫瘤基因表達(dá)的有關(guān)研究

祖國(guó)醫(yī)學(xué)并沒有CAG這一病名,可歸屬中醫(yī)學(xué)“胃脘痛”“嘈雜”“反酸”“痞滿”等范疇.CAG病因病機(jī)復(fù)雜,多由外邪犯胃、飲食失調(diào)、情志不暢和脾胃虛弱等因素?fù)p傷胃腑,引起脾胃虛弱,氣機(jī)失常,運(yùn)化失職,從而誘發(fā)此病.臨床表現(xiàn)常輕重不一,以胃脘痛、上腹部不適、食欲不振、泛酸、飽脹、惡心嘔吐等為主,伴隨乏力、噯氣、抑郁、焦慮等癥狀[20].大量的文獻(xiàn)報(bào)道中醫(yī)藥對(duì)于改善CAG癥狀效果顯著,其中針灸作為最具傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)特色的外治法之一,在傳統(tǒng)中醫(yī)藥治療CAG中占據(jù)重要的地位,在防治CAG癌前病變方面有著很好的療效,臨床運(yùn)用灸法明顯改善患者胃脘疼痛癥狀、恢復(fù)脾胃功能及條暢氣機(jī)等方面都表現(xiàn)出較好的臨床效果[21],現(xiàn)論述中醫(yī)藥在CAG癌前病變相關(guān)腫瘤基因發(fā)揮的調(diào)控機(jī)制.

3.1 單味中藥制劑 朱方石等[22]報(bào)道以CAG大鼠為研究對(duì)象,觀察云母單體顆粒劑對(duì)CAG大鼠癌前病變相關(guān)基因表達(dá)的變化的情況,發(fā)現(xiàn)低、中、高劑量組的云母單體顆粒制劑均能抑制CAG大鼠胃黏膜p53、bcl-2過度表達(dá),中、高劑量組尤甚,從而改善胃黏膜的炎癥及萎縮的情況.趙唯含等[23]研究發(fā)現(xiàn)與模型組比較,黃芪甲苷高劑量組和Purmorphamine組CyclinD1表達(dá)水平升高,大鼠胃黏膜萎縮程度明顯改善,結(jié)果顯示在CAG發(fā)生發(fā)展過程中,黃芪及三七的主要單體成分黃芪甲苷、人參皂苷Rg1可能激活Hedgehog信號(hào)通路關(guān)鍵因子,進(jìn)而改善CAG大鼠的胃黏膜病變.王霞[24]研究證實(shí),貓人參醇提取物逆轉(zhuǎn)PLGC的作用機(jī)制可能是其降低PLGC大鼠胃黏膜bcl-2、CyclinD1蛋白的高表達(dá),上調(diào)Caspase-3的表達(dá),抑制胃黏膜惡性增殖,促進(jìn)細(xì)胞凋亡.另有文獻(xiàn)報(bào)道穿心蓮內(nèi)酯能下調(diào)Bcl-2表達(dá)、上調(diào)Bax、caspase-3表達(dá)來抑制腫瘤增殖,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[25].這些研究結(jié)果表明,單味中藥有效提取物具有作用范圍廣,副作用小的效果,使中醫(yī)藥在治療CAG乃至GC方面發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì).

3.2 復(fù)方制劑 在臨床研究上,黃婷婷等[26]研究發(fā)現(xiàn),二參三草湯明顯改善CAG癌前病變患者的臨床癥狀和病理學(xué)表現(xiàn),其提高抑癌基因PTEN和降低蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)的表達(dá)可能是二參三草湯治療CAG癌前病變的作用機(jī)理.在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究方面,韋玉娜等[27]研究發(fā)現(xiàn),與正常對(duì)照組相比,CAG大鼠模型組β-catenin和cyclin D1表達(dá)增加(P＜0.01),與模型組相比,胃炎Ⅰ號(hào)組β-catenin和cyclin D1表達(dá)降低(P＜0.01),因此推斷胃炎Ⅰ號(hào)方可能通過抑制β-catenin和cyclin D1來阻礙PLCG的發(fā)生發(fā)展.另有研究報(bào)道通過藥物干預(yù)治療后,丹芪祛瘀止痛顆粒組和維酶素組甲基化比率均下調(diào),且丹芪祛瘀止痛顆粒組基因甲基化比率明顯低于維酶素組,丹芪祛瘀止痛顆?？擅黠@改善PLGC大鼠胃黏膜組織萎縮、IM及ATP的病理學(xué)狀況,其逆轉(zhuǎn)機(jī)制可能是通過降低PTEN基因甲基化比率,上調(diào)PTEN mRNA基因表達(dá)實(shí)現(xiàn)的,并且通過該機(jī)制進(jìn)一步阻斷PLGC向GC的轉(zhuǎn)變[28].苗莉莉等[29]通過研究表明,中藥自擬方可抑制CAG癌前病變大鼠胃黏膜中癌基因c-myc的表達(dá),激活胃黏膜上皮細(xì)胞凋亡調(diào)控基因caspase-3,促進(jìn)CAG癌前病變細(xì)胞凋亡,這可能是中藥治療CAG癌前病變發(fā)揮作用的關(guān)鍵機(jī)制之一.由上述文獻(xiàn)研究表明,中藥在阻礙或逆轉(zhuǎn)CAG癌前病變療效上具有特色優(yōu)勢(shì),通過多靶點(diǎn)、多途徑的方式參與調(diào)控細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期及衰老等,它并非單獨(dú)作用于單一腫瘤基因,可能調(diào)控兩個(gè)及多個(gè)相關(guān)基因,其作用機(jī)制可能是通過抑制原癌基因的轉(zhuǎn)錄和促進(jìn)抑癌基因的表達(dá),從而防止腫瘤的發(fā)生發(fā)展.

3.3 針灸療法 大量的研究表明[30],針灸治療CAG的作用機(jī)理,主要是通過多種活性物質(zhì),多途徑、多環(huán)節(jié)調(diào)整CAG機(jī)體的失衡狀態(tài),從而保護(hù)胃黏膜,逆轉(zhuǎn)異常病理變化.江慶淇等[31]通過艾灸對(duì)大鼠胃黏膜血流量的變化的觀察,發(fā)現(xiàn)艾灸神闕穴促進(jìn)大鼠胃黏膜血流量,從而改善胃黏膜的損傷狀況,起到保護(hù)胃黏膜的作用.通過文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)目前關(guān)于針灸治療CAG癌前病變相關(guān)腫瘤基因的基礎(chǔ)研究報(bào)道頗少,據(jù)研究報(bào)道,艾灸梁門、足三里穴可調(diào)節(jié)PI3K、P53等多種相關(guān)信號(hào)蛋白質(zhì)的磷酸化水平,促進(jìn)胃黏膜的損傷修復(fù),進(jìn)一步說明艾灸梁門、足三里穴可加速胃黏膜細(xì)胞的增殖能力及增生,從而改善胃黏膜的損傷狀況[32].楊宗保等[33]研究發(fā)現(xiàn),電針胃經(jīng)組上調(diào)CAG大鼠胃黏膜細(xì)胞Bcl-2表達(dá)水平,下調(diào)P53表達(dá),提示電針胃經(jīng)組對(duì)CAG大鼠胃黏膜細(xì)胞的凋亡起到抑制作用,并修復(fù)CAG大鼠胃黏膜損傷,揭示了電針在干預(yù)CAG及阻斷向GC發(fā)展起到一定作用,由此可以推斷針灸可以通過調(diào)控CAG相關(guān)基因來阻止CAG向GC轉(zhuǎn)變.

3.4 其他療法 楊躍平等[34]通過探討He-Ne激光對(duì)CAG大鼠胃黏膜的影響,發(fā)現(xiàn)小劑量3.36 J/cm2的He-Ne激光照射治療后CyclinD1的陽(yáng)性表達(dá)率升高,大鼠胃黏膜增厚,炎癥減少,細(xì)胞結(jié)構(gòu)接近正常,表明He-Ne激光照射能改善CAG大鼠胃黏膜的損傷情況.邵雪輝等[35]觀察紅外線照射在CAG大鼠中對(duì)Bcl-2的表達(dá),探討紅外線照射對(duì)胃黏膜癌前病變、細(xì)胞凋亡的作用,結(jié)果提示在模型對(duì)照組胃黏膜中Bcl-2呈高表達(dá),但紅外線組大鼠胃黏膜Bcl-2表達(dá)適當(dāng)降低,預(yù)后效用不顯著,尚需今后進(jìn)一步分析驗(yàn)證(表1).

表1 中醫(yī)藥對(duì)慢性萎縮性胃炎癌前病變相關(guān)腫瘤基因表達(dá)的有關(guān)研究

4 結(jié)論

綜上所述,CAG癌前病變相關(guān)腫瘤基因的表達(dá)異常是導(dǎo)致GC的關(guān)鍵因素,CAG癌前病變相關(guān)腫瘤基因并非獨(dú)立存在的個(gè)體,彼此之間以及其信號(hào)通路有一定關(guān)聯(lián)性,這正符合中醫(yī)的整體觀念.同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)中醫(yī)藥可以修復(fù)CAG胃黏膜損傷,改善萎縮、IM及不典型增生的病理狀態(tài),阻止甚至逆轉(zhuǎn)其向GC發(fā)展,但中醫(yī)藥對(duì)CAG癌前病變相關(guān)腫瘤基因的表達(dá)的調(diào)控機(jī)制研究仍有一些的不足之處：(1)目前大多學(xué)者研究的都是單個(gè)癌基因和(或)抑癌基因的表達(dá),對(duì)腫瘤相關(guān)基因之間的關(guān)聯(lián)性研究較少,今后的研究可以從兩個(gè)及多個(gè)具有協(xié)同作用的基因或信號(hào)通路作為研究指標(biāo),探索CAG癌前病變相關(guān)腫瘤基因的關(guān)聯(lián)性以及在眾多信號(hào)通路之間是否存在聯(lián)系.(2)針灸作為一個(gè)多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)、多方位的治療方法,其治療效果也不可小覷,但針灸治療CAG癌前病變的報(bào)道大部分停留在臨床療效觀察研究,缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐R床實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為依據(jù),專門研究針灸治療CAG癌前病變相關(guān)機(jī)理研究以及對(duì)有關(guān)信號(hào)通路的因子實(shí)驗(yàn)和臨床研究較少,今后學(xué)者可以從此角度上探討CAG癌前病變發(fā)病機(jī)理,從而為臨床上治療以及預(yù)防CAG癌前病變提供新的方向.