中藥對人急性髓系白血病細(xì)胞株HL-60的作用機(jī)制

張曉丹，周永明，王 巍

（上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，上海 200437）

急性髓系白血?。ˋML）是一組骨髓造血干/祖細(xì)胞分化停滯于較早期髓系原始、幼稚細(xì)胞的腫瘤性疾病。在全球范圍內(nèi)的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示AML在所有白血病中發(fā)病率最高，是最為常見的白血病類型。在我國，2009年全國腫瘤登記地區(qū)白血病不同類型中，AML發(fā)病率為2.57/10萬，死亡率為1.25/10萬，均遠(yuǎn)高于其他類型白血病，為首位[1]。我國白血病的發(fā)病情況不容樂觀，AML的發(fā)病與死亡率更高，這讓AML成為如今的研究熱點(diǎn)。

目前對AML的治療以聯(lián)合化療為主，通過殺滅白血病細(xì)胞來獲得疾病的好轉(zhuǎn)機(jī)會(huì)。其他還有造血干細(xì)胞移植、促分化、誘導(dǎo)凋亡和生物反應(yīng)調(diào)節(jié)等治療[2]。其中化療的副作用大，復(fù)發(fā)率高，對生存期沒有明顯的延長；造血干細(xì)胞移植治療費(fèi)用高，并發(fā)癥較多；靶向藥物治療我國起步較晚，普及范圍低[3]。近年來不僅有大量中草藥被篩選出，研究發(fā)現(xiàn)這些中草藥具有抗腫瘤作用，例如百花蛇舌草、半枝蓮等具有誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用；砒霜、全蝎等能抑制白血病細(xì)胞的凋亡；三氧化二砷誘導(dǎo)分化已廣泛運(yùn)用到臨床，還有大量中藥復(fù)方制劑被證實(shí)通過抑制白血病細(xì)胞增殖、促進(jìn)凋亡、誘導(dǎo)分化等起到增效減毒之效。

HL-60細(xì)胞株是嗜中性人原髓細(xì)胞，為研究髓系白血病的發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制提供了條件，并為抗髓系白血病藥物的開發(fā)提供切入點(diǎn)。中醫(yī)藥在治療急性髓系白血病有其優(yōu)勢，這使得近年來中藥對髓系白血病細(xì)胞株HL-60抗腫瘤作用機(jī)制的研究層出不窮。本研究以“HL-60”和“機(jī)制”“急性髓系白血病”為搜索檢索詞，檢索知網(wǎng)、萬方等數(shù)據(jù)庫，檢索時(shí)間為近10年。通過閱讀題目和摘要，選取與中藥治療AML相關(guān)的文獻(xiàn)作以綜述。通過總結(jié)中藥對HL-60細(xì)胞株的作用及機(jī)制的相關(guān)研究，以期為篩選出抗急性髓系白血病新藥提供借鑒。

1 中藥對HL-60細(xì)胞的作用及機(jī)制

1.1 誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是腫瘤機(jī)制研究的常見方向與切入點(diǎn)。所謂細(xì)胞凋亡就是指細(xì)胞程序性的死亡，也就是說細(xì)胞受到一定的基因調(diào)控，按照一定的程序進(jìn)行自殺性的死亡[4]。細(xì)胞凋亡不是病理性細(xì)胞死亡，而是另一種生理過程。正常情況下，細(xì)胞凋亡使機(jī)體細(xì)胞數(shù)量保持一定的相對平衡，維持著人體穩(wěn)態(tài)。細(xì)胞凋亡機(jī)制受到一定的抑制時(shí)，就會(huì)相對的導(dǎo)致細(xì)胞增殖的過度。在AML的發(fā)病與進(jìn)展中，白血病細(xì)胞的失控性增殖是造成病情迅速惡化與進(jìn)展的主要原因，而化療藥物一般就是通過誘導(dǎo)凋亡來抑制白血病細(xì)胞的過度增殖。中藥干預(yù)HL60細(xì)胞，誘導(dǎo)其凋亡，主要與PI3K / Akt 通路、Wnt / β-catenin通 路、Fas / CD95通 路、RaF/MEK/ERK通 路、ERK/MAPK通路等細(xì)胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)揮作用[5-6]。其中 PI3K / Akt 通路、Wnt / β-catenin 通路為目前在腫瘤中研究最為廣泛的信號通路，通過藥物手段或基因干擾抑制該兩條通路的活化均具有較好的抗腫瘤效果[7-8]。這些通路通常與 caspase 激活（包括Caspase-3、-8、-9 活性變化）、BAX 蛋白表達(dá)、BCL-2 蛋白表達(dá)、Cyt-C蛋白表達(dá)、c-myc蛋白、DR5的表達(dá)等相關(guān)。通過對文獻(xiàn)的閱讀發(fā)現(xiàn)大部分中藥都是多靶點(diǎn)的誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，通過對不同蛋白、基因的表達(dá)來調(diào)控信號通路誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

1.2 調(diào)控HL-60細(xì)胞周期

細(xì)胞周期是一個(gè)細(xì)胞從一次分裂完成開始到下次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程。細(xì)胞分裂過程異?？赡軐?dǎo)致腫瘤的發(fā)生，細(xì)胞的快速生長和分裂是所有腫瘤細(xì)胞的共同特征。而細(xì)胞周期蛋白是細(xì)胞周期調(diào)控因子中最重要的蛋白之一，這些周期調(diào)控蛋白包括CDC2、CDC7、CDC23、MCAK、mki67a和拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ等[9]。他們不僅是正常細(xì)胞功能所需的，而且是癌細(xì)胞增殖過程中的重要參與者，他們的異常表達(dá)可能引發(fā)腫瘤。在AML中，miR-375-HOXB3-CDCA3/DNMT3B調(diào)節(jié)通路在疾病進(jìn)展中起重要作用，在該通路中敲低HOXB3表達(dá)可降低CDCA3表達(dá)，從而抑制白血病細(xì)胞增殖[10]。丁淑敏等研究發(fā)現(xiàn)As2O3對 HL-60 細(xì)胞有顯著的抑制增殖作用，其機(jī)制與上調(diào) Mad2 表達(dá)，下調(diào) Cdc20 表達(dá)有關(guān)[11]。

1.3 誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞分化

誘導(dǎo)分化就是指腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)外分化誘導(dǎo)劑的作用下，向正?；蚪咏＜?xì)胞方向分化逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。中藥干預(yù)HL-60細(xì)胞，誘導(dǎo)其分化機(jī)制，可能是中藥有效成分影響細(xì)胞周期，使細(xì)胞周期的G0/G1期比例增加而G2/M期或S期比例下降，影響腫瘤細(xì)胞的增殖與分化；使腫瘤細(xì)胞內(nèi)cAMP水平增高，cAMP-PKA系統(tǒng)下調(diào)，抑制腫瘤細(xì)胞增殖，促進(jìn)分化；調(diào)控細(xì)胞內(nèi)酶的活性，可能和細(xì)胞內(nèi)的ROS有關(guān)，通過調(diào)節(jié)一些靶分子的氧化為各先關(guān)信號通路的活化提供必要的磷酸化條件，為腫瘤細(xì)胞分化提供途徑；也和端粒酶的酶活性相關(guān)。端粒酶的活性與腫瘤細(xì)胞的生長與增殖相關(guān)[12]。有研究示中藥紫草素有誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞的作用，NBT還原能力與CD11b表面抗原的表達(dá)有明顯的組別差異，Nrf2/ARE下游的靶基因也有劑量依賴性增長[13]。杜垚森[14]發(fā)現(xiàn)小柴胡湯、黃芩、柴胡以及黃芩柴胡配伍在體外均有誘導(dǎo) HL-60 細(xì)胞分化作用。

1.4 抑制HL-60細(xì)胞轉(zhuǎn)移

浸潤、轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的本質(zhì)特征，是造成患者死亡的重要原因之一。與實(shí)體瘤相同，白血病的髓外浸潤轉(zhuǎn)移也是一個(gè)多步驟、多因素參與的復(fù)雜的過程。有研究表明中藥單體及復(fù)方可以通過影響MMP通路、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄因子、血管內(nèi)皮生長因子通路來抑制HL-60細(xì)胞的浸潤與轉(zhuǎn)移。其中，基質(zhì)金屬蛋白酶是一大類在結(jié)構(gòu)上具有同源性的蛋白酶，在腫瘤生長及轉(zhuǎn)移中起到重要作用。有研究[15-16]顯示，AML患者骨髓中大量原始細(xì)胞在MMP-2和MMP-9的作用下穿過血管內(nèi)皮細(xì)胞的基底膜，從而對全身各器官、組織進(jìn)行侵襲浸潤。孫偉玲等[17]發(fā)現(xiàn)中藥復(fù)方定清片通過降低MMP-2和 MMP-9蛋白表達(dá)，抑制HL-60細(xì)胞浸潤轉(zhuǎn)移能力。張偉等[18]發(fā)現(xiàn)苦參堿能抑制HL-60細(xì)胞的浸潤轉(zhuǎn)移能力，其機(jī)制可能與下調(diào)MMP-2和MMP-9mRNA的表達(dá)有關(guān)。

1.5 逆轉(zhuǎn)HL-60細(xì)胞耐藥性

白血病多藥耐藥性（MDR）是影響白血病患者臨床預(yù)后的最主要因素，也是導(dǎo)致患者化療失敗及死亡的重要原因。已知明確的MDR發(fā)生的主要因素有：1）腫瘤細(xì)胞膜表面ATP結(jié)合蛋白表達(dá)增加，活性增強(qiáng)，將抗腫瘤細(xì)胞藥物排除細(xì)胞膜外，主要與P-糖蛋白（p-gp）、多藥耐藥相關(guān)蛋白（MRP）等相關(guān)；2）谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶蛋白激酶等酶介導(dǎo)的機(jī)制；3）腫瘤細(xì)胞自身抗凋亡能力的增強(qiáng)?？傊甅DR發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的過程。中藥主要通過降低耐藥相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)來逆轉(zhuǎn)HL60細(xì)胞的耐藥性。劉思等[19]發(fā)現(xiàn)解毒化瘀方逆轉(zhuǎn) HL60/VCR 白血病細(xì)胞耐藥株多藥耐藥與其能下調(diào)p-gp的表達(dá)有關(guān)。陳英玉等[20]發(fā)現(xiàn)大黃素具有逆轉(zhuǎn)HL-60 /ADR細(xì)胞多藥耐藥作用，其作用機(jī)制可能與下調(diào)耐藥相關(guān)基因表達(dá)水平，增加細(xì)胞內(nèi)化療藥物蓄積和促進(jìn)細(xì)胞凋亡作用有關(guān)。熊新等[21]發(fā)現(xiàn)蟾蜍注射液逆轉(zhuǎn)HL60/ADR細(xì)胞的多藥耐藥性可能是通過下調(diào)MRP、GST-π的表達(dá)，上調(diào)NF-κB、i NOS的表達(dá)，促進(jìn)HL60/ADR細(xì)胞凋亡，從而增加HL60/ADR細(xì)胞對藥物的敏感性。

2 中藥復(fù)方對HL-60細(xì)胞的作用機(jī)制

中藥復(fù)方是由多味中藥配伍而成，含有多種生物活性的成分，抗腫瘤作用廣泛，既能抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡和誘導(dǎo)分化，又可以增強(qiáng)宿主免疫功能，抑制腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移，還可以減少化療的不良反應(yīng)，抑制耐藥性。同時(shí)中藥復(fù)方中的多種有效成分之間相互協(xié)同、多靶點(diǎn)作用于腫瘤細(xì)胞。國內(nèi)對于中藥復(fù)方抗白血病的作用及相關(guān)機(jī)制的研究也越來越深入。總結(jié)相關(guān)研究，可以發(fā)下雖然中藥復(fù)方的辨證論治，多種中藥組合符合腫瘤多因素、多環(huán)節(jié)致病的機(jī)理，但是部分中藥復(fù)方的抗白血病機(jī)制尚不是清晰，常常作為白血病治療的輔助手段。見表1。

表1 中藥復(fù)方對HL-60細(xì)胞的作用及機(jī)制

3 中藥單體的作用及機(jī)制

中藥單體是指從單味中藥中提取的單一的有效活性成分。與復(fù)方中藥不同，中藥單體作用機(jī)制明確，藥物有效劑量易控，且中藥提取技術(shù)日益成熟，為中醫(yī)藥的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化供基礎(chǔ)。研究表明中藥單體從不同方面，不同機(jī)制對HL-60細(xì)胞產(chǎn)生體外抗癌作用。見表2。

表2 中藥單體對HL-60細(xì)胞的作用及機(jī)制

續(xù)表2

4 結(jié)語

綜上所述，中藥單體與中藥復(fù)方均可以抑制HL-60增殖、促進(jìn)分化、誘導(dǎo)凋亡、抑制其侵襲與轉(zhuǎn)移，逆轉(zhuǎn)耐藥性。通過上述總結(jié)發(fā)現(xiàn)中藥復(fù)方作用于白血病細(xì)胞的機(jī)制研究尚不清晰，這和中藥復(fù)方制劑是由多味中藥組合而成，各個(gè)有效成分之間相互協(xié)同，多靶點(diǎn)作用于白血病細(xì)胞有著一定的關(guān)系。中藥單體相對于復(fù)方的機(jī)制研究更深入，更明確。中藥單體與復(fù)方是互不可分、相輔相成的，都為中醫(yī)藥抗白血病的研究奠定一定的理論依據(jù)。