巖大戟內(nèi)酯B 抗腫瘤機(jī)制的研究進(jìn)展

謝鑫 姜廷樞 劉文君

狼毒大戟始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和中醫(yī)學(xué)研究均發(fā)現(xiàn)其有抗腫瘤作用。在臨床上用以治療腫瘤已有多年歷史,常用來(lái)治療肺癌及消化系統(tǒng)惡性腫瘤等。前期大量研究表明,狼毒大戟中提取的多種單體化合物對(duì)多種惡性腫瘤及白血病有較好的治療效果,且未發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期化療的不良反應(yīng)［1,2］。狼毒大戟根部含有二萜類、三萜類、黃酮和揮發(fā)油等多種化合物,其中的二萜類化合物抗腫瘤作用研究最多。JB 是從狼毒大戟根部分離得到的二萜類化合物,分子式是C20H26O4,分子量330.42,見(jiàn)圖1。其抗腫瘤作用及機(jī)制逐漸成為熱點(diǎn)的研究。大量研究表明,JB 對(duì)乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等實(shí)體腫瘤及白血病具有顯著的抑制作用,可用于惡性腫瘤的治療。故通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)JB 抗腫瘤的作用機(jī)制進(jìn)行綜述。

圖1 JB 分子結(jié)構(gòu)式

1 抑制腫瘤細(xì)胞增殖

周珊珊等［3］用JB 處理人卵巢癌Skov3 細(xì)胞,研究結(jié)果表明JB 可抑制Skov3 細(xì)胞的增殖。王曉麗等［4］用巖大戟內(nèi)酯的4 種活性單體：巖大戟內(nèi)酯A、17-羥-巖大戟內(nèi)酯A、JB、17-羥-巖大戟內(nèi)酯B(HJB)分別處理人腦膠質(zhì)瘤U251 細(xì)胞,結(jié)果顯示JB 和HJB 對(duì)U251 細(xì)胞的增殖均具有抑制作用。有研究采用人乳腺癌MCF-7 細(xì)胞建立裸鼠移植瘤模型,觀察JB 對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)抑制及其對(duì)PI3K/AKT/mTOR 信號(hào)通路的影響,p-PK3K、p-AKT 表達(dá)降低,mTOR 表達(dá)增高,結(jié)果表明JB 可以抑制MCF-7 細(xì)胞,并可能與抑制PI3K/AKT/mTOR 信號(hào)通路有關(guān)［5,6］。林宇等［7］研究JB 對(duì)乳腺癌MDA-MB-231 細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制率,證實(shí)JB 可抑制MDA-MB-231 細(xì)胞生長(zhǎng),并且對(duì)處理后的DA-MB-231細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞周期分析,發(fā)現(xiàn)JB 抑制MDA-MB-231細(xì)胞增殖可能是通過(guò)將細(xì)胞阻滯在G1期(DNA 合成前期)。此外,JB 對(duì)乳腺癌Bcap37、肺癌細(xì)胞A549 和95D 等均具有生長(zhǎng)抑制作用［8］。

2 激活細(xì)胞凋亡途徑,促進(jìn)細(xì)胞調(diào)亡

大量研究表明,JB 可以通過(guò)多種途徑抑制腫瘤細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,發(fā)揮其抗腫瘤作用。

2.1 抑制線粒體途徑相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路

2.1.1 抑制PI3K/Akt 信號(hào)通路 研究表明,PI3K/AKT 在多數(shù)的腫瘤細(xì)胞中呈激活狀態(tài),該通路中的核心分子AKT 通過(guò)自身介導(dǎo)的磷酸化過(guò)程調(diào)節(jié)下游分子活性,對(duì)于腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、存活和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用［9］。周珊珊等［3］發(fā)現(xiàn),JB 處理Skov3 細(xì)胞后,KT(Ser473)及p-KT(Ser473)/KT 均降低,提示JB 可抑制KT(Ser473) 磷酸化位點(diǎn)的活化。p-AKT (Ser473)是AKT 蛋白的活化形式之一,其免疫組化染色,在卵巢癌及交界腫瘤組織中,呈彌漫的棕黃色或棕褐色,在正常卵巢及良性腫瘤組織中呈弱陽(yáng)性。上述表達(dá)差異提示p-AKT(Ser473)在卵巢癌中過(guò)表達(dá),可能參與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展［10］。JB 也可通過(guò)抑制上述信號(hào)通路誘導(dǎo)乳腺癌MDA-MB-231 細(xì)胞、U937(組織細(xì)胞淋巴瘤)細(xì)胞凋亡［11-13］。

2.1.2 抑制JAK2/STAT3 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 JAK-STAT信號(hào)通路是由JAK、STAT 蛋白家族組成的信號(hào)通路。在JAK 的催化下STAT 蛋白發(fā)生磷酸化被激活,進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)與靶基因結(jié)合,調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄,完成信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)［14］。STAT3 是表皮生長(zhǎng)因子受體下游信號(hào)通路JAK-STAT3 的關(guān)鍵因子,p-STAT3 可直接或間接上調(diào)Bcl-2、Bcl-XL 和cyclin D1/D2 等抑亡基因表達(dá)［15,16］。王貽兵等［17］研究JB 處理人前列腺癌細(xì)胞系PC-3 細(xì)胞后在不同時(shí)間點(diǎn)JAK2/STAT3 信號(hào)通路的表達(dá)；證實(shí)JB 可抑制JAK2/STAT3 活化,誘導(dǎo)PC-3 細(xì)胞凋亡。另有研究發(fā)現(xiàn),JB 能夠下調(diào)Janus 酪氨酸蛋白激酶2(JAK2)/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子及轉(zhuǎn)錄激活因子 (STAT) 及bcl-2表達(dá),上調(diào)Bax 表達(dá)誘導(dǎo)人白血病HL-60 細(xì)胞凋亡［18］。

2.2 誘導(dǎo)死亡受體介導(dǎo)的外部凋亡途徑 細(xì)胞凋亡主要途徑之一是死亡受體途徑,當(dāng)受到外界刺激使死亡受體的表達(dá)失衡時(shí),即可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡［19］。周珊珊等［3］分析JB 處理后Skov3 細(xì)胞中Bax、Caspase-3蛋白和Bcl-2 蛋白水平,Bax、Caspase-3 表達(dá)增高,Bcl-2 表達(dá)降低,指出JB 可激活Skov3 細(xì)胞的死亡受體途徑發(fā)揮其抗腫瘤作用。

2.3 啟動(dòng)細(xì)胞凋亡的內(nèi)部線粒體途徑 當(dāng)細(xì)胞受到其內(nèi)部凋亡刺激因子作用時(shí),可激活線粒體凋亡途徑,使細(xì)胞凋亡。相關(guān)研究表明［4］,JB 除了抑制U251 細(xì)胞的增殖,還能引起細(xì)胞毒性和早期凋亡率升高；研究檢測(cè)Bax、Bcl-2、cleaved-caspase-3 蛋白表達(dá),表明JB 能夠促進(jìn)線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑誘導(dǎo)U251 細(xì)胞凋亡［20］。有研究發(fā)現(xiàn)JB 使Bcap37 細(xì)胞凋亡率增加伴細(xì)胞內(nèi)游離鈣及caspase-3 增高,因此認(rèn)為JB 通過(guò)啟動(dòng)Bcap37 細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)源性線粒體凋亡途徑誘導(dǎo)其凋亡［8］。

2.4 B 粒酶信號(hào)途徑介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡 細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞可通過(guò)細(xì)胞表面表達(dá)的Fas L 可結(jié)合靶細(xì)胞表面的Fas,激活靶細(xì)胞的外部凋亡途徑。Fas 與Fas L 結(jié)合,誘導(dǎo)人神經(jīng)鞘磷脂酶(SMase)的活化,將鞘磷脂(SM)分解生成神經(jīng)酰胺(CM),CM 激活第二信使途徑,使胞內(nèi)Ca2+濃度升高最終誘導(dǎo)凋亡［21,22］。白雪等［23］在JB誘導(dǎo)耐阿霉素白血病細(xì)胞株HL-60/ADR 細(xì)胞凋亡中的作用發(fā)現(xiàn),隨著JB 作用時(shí)間的延長(zhǎng),Fas/Fas L 表達(dá)、caspase-8 及caspase-3 活性均增加,HL-60/ADR 細(xì)胞凋亡率增加,發(fā)揮抗白血病作用。

3 阻滯細(xì)胞周期,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

細(xì)胞周期順利進(jìn)行和完成的基礎(chǔ)是一系列調(diào)節(jié)因子的相互作用。許惠玉等［6］用JB 處理MCF-7 細(xì)胞,分析細(xì)胞周期、檢測(cè)凋亡情況；結(jié)果表明JB 將MCF-7 細(xì)胞阻滯在S 期,影響其向G2/M 期轉(zhuǎn)化,使細(xì)胞凋亡率增加。此外,也有研究表明,JB 通過(guò)上述途徑誘導(dǎo)人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-435S 細(xì)胞凋亡［24］。

4 細(xì)胞自噬

自噬是一種細(xì)胞程序性死亡方式,已被證實(shí)其與細(xì)胞凋亡共同調(diào)控細(xì)胞死亡,二者相互關(guān)聯(lián),互為調(diào)控［25］。自噬標(biāo)志物L(fēng)C3,在細(xì)胞中存在LC3-Ⅰ和LC3-Ⅱ兩種剪切形式,LC3-Ⅱ/Ⅰ反映了自噬水平的高低［26,27］。抑癌基因Beclin 1 的表達(dá)強(qiáng)度與自噬活性密切,大量研究證實(shí),Beclin 1 在抑制腫瘤發(fā)生、發(fā)展,誘導(dǎo)細(xì)胞死亡中有重要作用［28,29］。王佳賀等［30］研究JB 不同時(shí)間點(diǎn)處理人白血病細(xì)胞系HL-60 細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)隨著JB 濃度及作用時(shí)間的增加Beclin-1、LC3-Ⅱ表達(dá)均升高,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ增大,表明LC3-Ⅱ和Beclin-1參與JB 誘導(dǎo)HL-60 細(xì)胞的自噬性死亡過(guò)程。

5 討論

近年來(lái),JB 抗腫瘤作用的研究成為熱點(diǎn),結(jié)合以往大量研究數(shù)據(jù),證實(shí)JB 有較好的抗腫瘤作用。針對(duì)其抗腫瘤作用機(jī)制,結(jié)合先前國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),JB 通過(guò)抑制細(xì)胞增殖,激活細(xì)胞凋亡途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,阻滯細(xì)胞周期誘導(dǎo)凋亡,啟動(dòng)細(xì)胞自噬途徑,抑制腫瘤組織周圍血管新生等多種途徑發(fā)揮其抗腫瘤作用。上述過(guò)程涉及多種細(xì)胞因子、癌基因、抑癌基因等,構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜龐大的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),共同調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖、分化及死亡等。部分研究通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞數(shù)及凋亡率等證實(shí)JB 對(duì)腫瘤細(xì)胞具有抑制增值,誘導(dǎo)凋亡等作用,但具體機(jī)制尚不明確。JB 還能夠抑制多種白血病細(xì)胞增殖,促進(jìn)白血病細(xì)胞凋亡。透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)巖大戟內(nèi)酯B 能夠明顯促進(jìn)乳腺癌MDA-MB-435S 細(xì)胞核固縮,空泡變性,染色體凝集、邊集,并可見(jiàn)凋亡小體,誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡［31］。因此,對(duì)JB 抗腫瘤作用機(jī)制展開(kāi)深入研究,將具有非常重要的意義及廣泛的應(yīng)用前景。