紅景天苷抗胃癌的多重效應(yīng)機制

田 雨，王小平，李文華，趙萬花

（西藏民族大學(xué)醫(yī)學(xué)部，陜西 咸陽 712082）

《本草綱目》記載紅景天具有“祛邪惡氣，補諸不足”的功效，紅景天苷是紅景天屬植物的酚類次生代謝物，化學(xué)名為對羥基苯乙基-β-D-葡萄糖苷，苷元為對羥基苯乙醇，即酪醇（tyrosol），其廣泛的藥理作用以及作用機制方面的研究備受關(guān)注[1]。紅景天苷是迄今研究最多的有效活性成分，已被廣泛用于預(yù)防高原病、抗衰老、抗抑郁、抗腫瘤及消除疲勞等方面，紅景天苷還有神經(jīng)保護活性、增強免疫功能、增強機體的抵抗力、保護機體免受輻射損傷和抗腫瘤等作用[2-3]，有研究證明，紅景天苷對體外培養(yǎng)腫瘤細胞有一定的抑制作用，能使腫瘤細胞數(shù)目減少，并出現(xiàn)腫瘤細胞核固縮，核碎裂等現(xiàn)象，其機制可能與紅景天苷誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡，阻滯腫瘤細胞進入細胞周期，抑制癌基因的表達與腫瘤血管形成，調(diào)節(jié)機體免疫功能相關(guān)。已有實驗研究顯示，紅景天苷可以抑制多種人癌細胞的增殖，但其對人胃癌細胞的作用機制尚未完全闡明[4]。

胃癌是全球常見的惡性腫瘤，嚴重威脅人類健康，給人們的日常生活帶來了巨大的負擔(dān)，我國屬于胃癌高發(fā)國家，目前手術(shù)是唯一的治愈機會，但預(yù)后相對較差，復(fù)發(fā)也很常見，大多數(shù)患者由于藥物耐受和并發(fā)癥死于腫瘤轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)[5]。有研究預(yù)測，到2030 年，除厄瓜多爾和立陶宛以外的大多數(shù)國家，胃癌的發(fā)病率有望降低，但是胃癌仍然是世界范圍內(nèi)的主要癌癥負擔(dān)[6]，降低胃癌的發(fā)病率和死亡率是胃癌防治的最終目標。因此，開發(fā)新的、有效的藥物來預(yù)防和治療胃癌具有重要意義。胃癌的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉(zhuǎn)移是一個多基因參與的多階段、多步驟復(fù)雜過程，但完整的胃癌發(fā)生的基因譜仍不清楚，而中醫(yī)藏藥多效應(yīng)多靶點的作用機制與胃癌的發(fā)病機制相吻合，因此，可以從中醫(yī)藏藥入手尋求更有效的胃癌治療藥物。

1 紅景天苷抗胃癌作用

1.1 抑制增殖和侵襲 無限增殖及浸潤和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤最基本的生物學(xué)特征之一，對腫瘤的發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)歸及結(jié)局起著重要的作用。主要的分子機制是細胞周期紊亂導(dǎo)致細胞增生過多或凋亡減少，因此抑制腫瘤細胞增殖、誘導(dǎo)腫瘤細胞分化及凋亡已成為腫瘤治療的重要手段[7]。已有研究發(fā)現(xiàn)紅景天苷能抑制胃癌SGC-7901 細胞增殖，使其細胞周期阻滯于 G2/M 期，降低胃癌細胞的遷移能力，并且對不同分化程度的胃癌細胞均具有明顯的增殖抑制作用，且抑制程度呈濃度依賴性[7-8]。黃薇等[8]還首次通過 Transwell 小室實驗發(fā)現(xiàn)紅景天苷可使穿膜細胞數(shù)減少，有抑制胃癌細胞的遷移能力。另外有研究在體內(nèi)外實驗中證實了紅景天苷對miR-99a 的表達具有促進作用，紅景天苷可通過提高miR-99a 表達，抑制MAPK/ERK 和PI3K/AKT 途徑來抑制胃癌SNU-216 細胞的增殖、遷移和侵襲[2]，通過抑制ROS 介導(dǎo)的Src 相關(guān)信號通路的激活和熱休克蛋白70 的表達，抑制胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲[9]。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)是腫瘤血管生成和遷移的標志物，有研究表明，紅景天苷可下調(diào)STAT3 信號通路，并通過乳腺癌細胞中的MMPs（基質(zhì)金屬蛋白酶）抑制細胞活力，遷移和侵襲[3]，此外，通過抑制JAK2/STAT3 依賴性途徑，抑制人類結(jié)腸癌SW-1116 細胞的增殖，并減少其遷移和侵襲能力[3]。值得注意的是，SIRT1 是一種潛在的胃癌早期診斷和預(yù)后的病理生物標志物，在胃癌的發(fā)生發(fā)展過程中起著把關(guān)作用，STAT3 的信號組成性活化存在于多種腫瘤中，促進增殖，從而參與腫瘤的發(fā)生，SIRT1和STAT3 協(xié)同過表達與胃癌患者預(yù)后不良相關(guān)，有研究結(jié)果證實胃癌組織中存在STAT3 高表達，并且與胃癌的TNM 分期、浸潤深度、腫瘤分級等密切相關(guān)[10-11]，因此紅景天苷可能通過JAK2/STAT3 通路作用于胃癌細胞，需要后續(xù)研究。腫瘤惡化進展的主要特點是血管生成，侵襲和轉(zhuǎn)移，以上研究表明紅景天苷可抑制腫瘤細胞的增殖和侵襲。

1.2 誘導(dǎo)凋亡及其作用機制 腫瘤的發(fā)生是一個多基因、多步驟、多階段的復(fù)雜過程，與細胞凋亡密切相關(guān)。細胞凋亡可以通過外源性死亡受體途徑和內(nèi)源性線粒體途徑2 種經(jīng)典的信號通路觸發(fā)，而線粒體凋亡通路是細胞凋亡的主要途徑。有研究發(fā)現(xiàn)Bcl-2 家族在誘導(dǎo)細胞凋亡的線粒體凋亡途徑中起重要調(diào)節(jié)作用[12]。而紅景天苷能夠抑制抗凋亡蛋白bcl-2 的表達，促進促凋亡蛋白Bax、cleaved-Caspase-3、cleaved-Caspase-9和cleaved-PARP 表達[8,13-14]。有研究發(fā)現(xiàn)順鉑與紅景天苷聯(lián)合給藥可顯著降低胃癌細胞線粒體膜電位，同時上調(diào)促凋亡蛋白 Bax 的 mRNA 表達并下調(diào)抑凋亡蛋白Bcl-2 的 mRNA 表達，能夠通過激活內(nèi)源性細胞線粒體凋亡通路從而誘導(dǎo)胃癌細胞的凋亡[15]。此外MCF-7乳腺癌細胞動物模型實驗中也可以觀察到紅景天苷對MCF-7 乳腺癌細胞裸鼠移植瘤生長有抑制作用，其作用機制可能與下調(diào)Bcl-2、p53，上調(diào)Bax、caspase 3，從而增加促凋亡因子表達，誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡有關(guān)[16]。還有研究發(fā)現(xiàn)姜黃素也能誘導(dǎo)胃癌細胞株形態(tài)改變，導(dǎo)致線粒體膜電位下降、細胞色素C釋放入細胞液，并引起bcl-2 下調(diào)、Bax 上調(diào)，導(dǎo)致caspase-3 激活，剪切化PARP 增加，從而誘導(dǎo)細胞凋亡[17]?？傊毎蛲鍪羌毎绦蛐运劳龅耐緩街?，可起負調(diào)控作用，是腫瘤細胞生長抑制的一種重要機制，遏制腫瘤細胞的迅速生長，因此凋亡途徑是癌癥治療的重要靶點。開發(fā)具有凋亡途徑相關(guān)靶點的抗癌藥已成為腫瘤治療的重要策略。

1.3 誘導(dǎo)自噬及其作用機制 自噬是一種與細胞凋亡密切相關(guān)但又不同于凋亡的2型程序性細胞死亡途徑，作為細胞的一種適應(yīng)性機制，除了在正常生理中發(fā)揮作用外，在抗腫瘤、抗缺血缺氧及衰老進程中也發(fā)揮著重要作用，自噬可以調(diào)節(jié)腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移以及能量代謝等，已被證明在多種癌癥類型中具有關(guān)鍵的促腫瘤作用。通過改善自噬活性而抑制腫瘤已經(jīng)成為腫瘤治療的新思路[18]。mTOR 是哺乳動物雷帕霉素的靶點，是自噬調(diào)控的關(guān)鍵通路，在腫瘤調(diào)控中起著重要作用，PI3K/Akt 是細胞內(nèi)最重要的信號通路之一，通過多條途徑影響下游效應(yīng)分子的狀態(tài)，在調(diào)節(jié)細胞凋亡中起著關(guān)鍵作用，而mTOR 位于PI3K/AKT/mTOR 信號通路的下游，活化后通過介導(dǎo)下游重要信號分子而影響細胞增殖、抑制細胞凋亡，在多種惡性腫瘤中發(fā)現(xiàn) mTOR 高表達，且在胃癌組織中的表達高于癌旁和正常胃黏膜組織，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）[19]。有研究表明中藥紅景天苷可誘導(dǎo)人胃癌AGS 細胞自噬，與抑制PI3K/AKT/mTOR 通路相關(guān)，紅景天苷能夠顯著地抑制PI3K和Akt 蛋白的激活[14,20]，研究還發(fā)現(xiàn)PI3K/Akt 激動劑IGF-1 干預(yù)后紅景天苷誘導(dǎo)的細胞凋亡受到明顯抑制。因此，進一步證實紅景天苷通過抑制PI3K/Akt 通路促進胃癌細胞凋亡[20]。并且此研究首次通過透射電鏡、MRFP-GFP-LC3 腺病毒轉(zhuǎn)染和自噬相關(guān)蛋白的檢測，證明了紅景天苷誘導(dǎo)了人胃癌AGS 細胞的自噬。進一步的功能分析表明，氯喹介導(dǎo)的自噬抑制明顯改善了紅景天苷誘導(dǎo)的凋亡細胞死亡，提示紅景天苷誘導(dǎo)的自噬對胃癌AGS 細胞具有保護作用。因此紅景天苷介導(dǎo)的自噬是一種保護胃癌細胞免受外界攻擊的機制，此結(jié)果為紅景天苷聯(lián)合自噬抑制劑作為人胃癌化療策略的臨床應(yīng)用提供了一定的實驗依據(jù)[20]。自噬在促進腫瘤生長中的作用是多方面的，自噬如何促進各種癌癥的生長和存活的一個關(guān)鍵機制在于它支持細胞新陳代謝的能力[18]。自噬產(chǎn)生的多種代謝燃料為腫瘤提供能量，促進腫瘤的增殖。自噬抑制可擾亂腫瘤新陳代謝，導(dǎo)致各種代謝后果，甚至導(dǎo)致腫瘤細胞死亡，因此，了解紅景天苷如何誘導(dǎo)自噬，自噬如何促進細胞新陳代謝，將使更有效的聯(lián)合治療策略成為可能。

1.4 影響血管內(nèi)皮生長因子的表達，調(diào)控血管生成 在惡性腫瘤中，血管生成與腫瘤的發(fā)展密切相關(guān)，快速生長的腫瘤細胞缺氧，因此腫瘤細胞分泌多種血管相關(guān)生長因子促進血管生成，以維持腫瘤生長。在這一過程中，血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）是其分泌的信號傳遞因子和最強血管調(diào)控生長因子，VEGF 被認為是關(guān)鍵的驅(qū)動因素。VEGF 與其受體特別是血管內(nèi)皮生長因子受體-2（VEGFR-2）結(jié)合，激活其下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進惡性腫瘤血管生成[21]。有研究分析VEGF、VEGFR-2 蛋白表達和VEGFR-2 單核苷酸多態(tài)性與胃癌切除患者預(yù)后的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)VEGFR-2 表達越高，胃癌患者預(yù)后越差。表明VEGFR-2 的高表達以及VEGFR-2rs1870377A＞T 基因多態(tài)性可能是胃癌切除患者的預(yù)后因素。這一發(fā)現(xiàn)為胃癌患者的診斷和預(yù)后提供了依據(jù)[22]。有研究發(fā)現(xiàn)體外紅景天苷可以顯著降低促血管生成因子（例如VEGF 和eNOS）和促炎細胞因子（例如COX-2，iNOS 和TNF-α）的表達[23]。此外，紅景天苷通過抑制PI3K/AKT和MAPK/ERK信號通路，進而抑制腫瘤血管內(nèi)皮細胞的水平、垂直和定向遷移[2,24]。紅景天苷還可通過抑制JAK2/STAT3信號傳導(dǎo)，抑制 MMP-2、MMP-9、VEGF 和VEGFR-2 的表達，調(diào)控血管生成[25]。研究表明紅景天苷可能通過STAT3抑制VEGF 依賴的血管生成，另外在人臍靜脈內(nèi)皮細胞中的體外血管生成分析中也證實了紅景天苷的抗血管生成活性[3]。

1.5 克服耐藥、化療增敏 化療不僅毒性大，且易誘發(fā)腫瘤細胞產(chǎn)生耐藥，而耐藥是目前腫瘤治療中存在的重要問題，耐藥性是實現(xiàn)癌癥患者治愈的主要限制因素，腫瘤細胞對化療藥物產(chǎn)生耐藥性是化療失敗的主要原因，有研究表明，紅景天苷在抑制腫瘤細胞增殖，促進腫瘤細胞凋亡的同時，也可以阻滯腫瘤細胞的細胞周期，使腫瘤細胞大量的停滯在 G0/G1 期，降低處于 G2/M 期的細胞比例，達到對細胞周期非特異性藥物奧沙利鉑的增敏效果[26]，此外，有研究發(fā)現(xiàn)紅景天苷可增強SGC7901/DDP 細胞對順鉑的敏感性[2]。還有研究發(fā)現(xiàn)，紅景天苷共同給藥可逆轉(zhuǎn)鉑類藥物的耐藥性，并抑制缺氧腫瘤微環(huán)境引起的轉(zhuǎn)移，其機制可能是紅景天苷促進了HIF-1α 的降解，阻礙了缺氧誘導(dǎo)的腫瘤細胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，提高了癌細胞對鉑類藥物的敏感性[27]。實體瘤中普遍存在缺氧微環(huán)境，極大地降低了腫瘤細胞對化療的敏感性。而紅景天的主要活性成分紅景天苷具有調(diào)節(jié)腫瘤缺氧微環(huán)境、提高耐藥腫瘤化療療效的作用[28]，有研究開發(fā)了一種新的聯(lián)合治療策略來對抗胃癌細胞的體內(nèi)外耐藥，以PLGA為基礎(chǔ)的納米粒（NPs）將SAL 與阿帕替尼（Apa）共負載，以提高胃癌細胞的化療敏感性，為了提高藥物傳遞效率，腫瘤歸巢肽（iVR1 肽）進一步修飾在納米粒子的表面，研究結(jié)果證明了紅景天苷能夠提高胃癌細胞對APA 的化療敏感性，iVR1-NPs-Apa/SAL 能夠?qū)崿F(xiàn)高效的腫瘤靶向給藥，此研究為對抗耐藥、提高化療效果提供了新的策略[28]。此外，CAF 是胃癌腫瘤微環(huán)境中IL-6 的主要來源，CAF 產(chǎn)生的IL-6 通過旁分泌信號激活胃癌細胞JAK1-STAT3 通路，導(dǎo)致化療耐藥的發(fā)生，用抗IL-6R 單克隆抗體滅活JAK1-STAT3信號軸有效地增強了對化療的反應(yīng)性[29]，上述文章也提到過STAT3 通路，那么紅景天苷是否會抑制此通路進而對化療耐藥也產(chǎn)生作用，為后續(xù)研究提供了方向。以上內(nèi)容提示紅景天苷作為化療新輔助藥物具有潛在的應(yīng)用前景。

1.6 抗炎，增強免疫力 炎癥被認為是癌癥的標志之一，幽門螺桿菌的感染是90%的胃癌患者的主要致病因素，炎癥可誘導(dǎo)產(chǎn)生炎性細胞因子風(fēng)暴，它們促進幽門螺桿菌相關(guān)性胃癌的發(fā)生和生長[30]。紅景天苷具有抗炎作用，可能是通過抗氧化作用、抑制炎性細胞因子表達及炎癥介質(zhì)合成和釋放而起作用的，有研究證實了紅景天苷抑制了促炎細胞因子的過量產(chǎn)生并增強了抗氧化活性，通過MAPK/NF-κB 途徑減輕乙醇誘導(dǎo)的急性胃潰瘍和H2O2誘導(dǎo)的胃上皮細胞損傷[31]。有研究證明NF-Kb1缺乏會導(dǎo)致JAK-STAT信號異常，從而導(dǎo)致炎癥效應(yīng)因子、抗原提呈因子和免疫檢查點的表達失調(diào)?；虮磉_數(shù)據(jù)和功能分析表明，NF-Kb1的缺失與STAT 的異常激活協(xié)同作用，促進了胃炎和胃癌的發(fā)展[32]。腫瘤患者化療過程會導(dǎo)致免疫功能下降，有研究發(fā)現(xiàn)在治療過程中聯(lián)合使用紅景天，其有效成分紅景天苷可有效提升T 淋巴細胞轉(zhuǎn)化率，并且強化吞噬細胞活力，促進免疫力提升有助于改善患者的免疫功能，且效果突出[33]。紅景天苷還通過提高小鼠體液免疫功能，抑制胃腺癌BGC-823 細胞小鼠腫瘤生長，同時增加小鼠體質(zhì)量，高效低毒，與化療藥物合用，提高療效[34]。紅景天苷在體外細胞培養(yǎng)和動物體內(nèi)均表現(xiàn)出免疫刺激活性和抗炎作用[35]，紅景天苷不僅具有抗癌、抗炎的活性，而且能增強或刺激正常的生理功能，如免疫、應(yīng)激反應(yīng)和DNA 修復(fù)等[35]。

2 小結(jié)

紅景天苷抗胃癌的作用具有多效應(yīng)、多靶點，從而抑制胃癌細胞增殖和侵襲，此前已有研究表明紅景天苷能抑制腫瘤細胞生長增殖，誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡分化、影響腫瘤細胞周期等，迄今為止，其確切機制仍不清楚，有待進一步研究。但紅景天是一種低毒性藥材，作為植物類中藥在腫瘤防治中具有諸多優(yōu)勢，是治療癌癥的潛在候選藥物，其廣闊治療前景將為腫瘤治療開辟一條新途徑，值得進一步研究和開發(fā)，本篇文章也闡述了紅景天苷具有抗胃癌的特性，為胃癌管理提供了新的線索，紅景天苷有望成為新型的抗癌藥物。