非熱等離子體誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的損傷和死亡模式

彭勝杰 ,陳國(guó)棟 ,韓 偉*

(1.中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 健康與醫(yī)學(xué)技術(shù)研究所，安徽 合肥 230031；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院 科學(xué)島分院，安徽 合肥 230026；3.中國(guó)科學(xué)院合肥腫瘤醫(yī)院 放療中心，安徽 合肥 230031)

等離子體作為固、液、氣之外的第4種物質(zhì)存在狀態(tài)，由氣體電離后產(chǎn)生的大量活性基團(tuán)、高能電子和離子、亞穩(wěn)態(tài)粒子、光子、少量紫外線等組成[1-2].等離子體廣泛存在于生活中，如太陽(yáng)、閃電、氬弧焊、極光等.根據(jù)電離粒子的溫度差異，等離子體可分為高溫等離子體(high temperature plasma)與低溫等離子體(low temperature plasma)兩類，后者又可分為熱等離子體(thermal plasma)和非熱等離子體(non-thermal plasma，簡(jiǎn)稱NTP).熱等離子體的氣體溫度高于1 000 ℃，而非熱等離子體的氣體溫度最低可接近室溫[3-4]，無(wú)明顯電擊感，可與人體安全接觸.非熱等離子體在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用即得益于此.

非熱等離子體富含正負(fù)離子、活性氧自由基(reactive oxygen species , 簡(jiǎn)稱ROS)、活性氮自由基(reactive nitrogen species , 簡(jiǎn)稱RNS)和紫外線等多種成分，可產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)[5].目前，非熱等離子體已在醫(yī)療器械滅菌消毒、促凝血和傷口愈合、口腔疾病治療、皮膚疾病治療和醫(yī)學(xué)美容等方面有不同程度的應(yīng)用[6].

腫瘤現(xiàn)有的治療手段如放、化療等可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生壞死和凋亡，其他類型的死亡方式如自噬、焦亡和鐵死亡等也陸續(xù)被報(bào)道，與治療效果和預(yù)后等密切相關(guān).NTP活性組分的多樣性和腫瘤組織的非均一性，可能導(dǎo)致NTP誘導(dǎo)細(xì)胞死亡方式的多樣化和復(fù)雜化.開(kāi)展NTP誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞死亡方式的研究，有助于探明NTP治療腫瘤的關(guān)鍵靶點(diǎn)和作用機(jī)制，對(duì)提升腫瘤治療效果有一定的理論價(jià)值和實(shí)踐指導(dǎo)意義.

1 NTP導(dǎo)致的DNA和細(xì)胞器損傷

1.1 DNA損傷

DNA損傷及修復(fù)是腫瘤治療研究的重要內(nèi)容.NTP可損傷DNA和細(xì)胞器，激活不同細(xì)胞死亡信號(hào)通路.2010年，Kim等[14]證明NTP處理會(huì)引起DNA損傷.Choi等[15]進(jìn)一步明確NTP會(huì)導(dǎo)致DNA單鏈斷裂，Ma等[16]證實(shí)NTP也會(huì)引起DNA雙鏈斷裂，并且可“選擇性”誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞DNA損傷.鑒于NTP組成的復(fù)雜性，Kurita等[17]對(duì)導(dǎo)致DNA分子鏈斷裂的NTP組分進(jìn)行了單分子分析，發(fā)現(xiàn)紫外線對(duì)DNA損傷無(wú)明顯影響，而·OH自由基是導(dǎo)致DNA鏈斷裂損傷的主要活性成分.López，Yost等[18-19]推測(cè)NTP產(chǎn)生的多種活性成分攻擊DNA雙鏈，破壞糖苷鍵，從而導(dǎo)致堿基缺失，進(jìn)而誘發(fā)DNA鏈斷裂.目前，雖已證明NTP中的氧/氮活性基團(tuán)是DNA損傷的主要誘因[15]，但其中導(dǎo)致DNA損傷的具體過(guò)程和機(jī)制仍不清楚，NTP導(dǎo)致DNA損傷類型與NTP發(fā)生參數(shù)間的相關(guān)性、損傷修復(fù)動(dòng)力學(xué)及相關(guān)機(jī)制等研究也均未系統(tǒng)開(kāi)展.對(duì)NTP致DNA損傷的全面系統(tǒng)的探索，可為NTP殺傷腫瘤細(xì)胞的研究工作提供一個(gè)“窗口”，以觀察處理引發(fā)的早期生物學(xué)“響應(yīng)”，從而有助于完善NTP腫瘤治療的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)增效治療的新靶點(diǎn).

1.2 線粒體損傷

除DNA/細(xì)胞核外，NTP還會(huì)損傷核外細(xì)胞器，其中對(duì)線粒體的損傷最先被報(bào)道[14].作為細(xì)胞內(nèi)氧化代謝和能量供應(yīng)的主要場(chǎng)所，線粒體是過(guò)量ROS的作用靶點(diǎn)，也是ROS大量產(chǎn)生的位點(diǎn).NTP處理導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ROS水平上升，線粒體膜電位改變，最終通過(guò)釋放細(xì)胞色素c及激活MAPK通路，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[20].Panngom等[21]發(fā)現(xiàn)，NTP處理顯著降低了腫瘤細(xì)胞中線粒體酶活性、呼吸速率和ATP產(chǎn)量，低劑量處理引起線粒體膜電位下降，高劑量處理則造成線粒體膨脹及破碎、融合等.Kumara等[22]也證實(shí)NTP處理會(huì)導(dǎo)致線粒體鈣積累和未折疊蛋白反應(yīng)增加.雖有不少研究涉及NTP導(dǎo)致線粒體損傷，但是損傷的具體類型/表現(xiàn)、對(duì)能量代謝影響的機(jī)制仍不清楚.

1.3 其他細(xì)胞器損傷

目前，NTP對(duì)其他細(xì)胞器損傷的研究較少，缺乏系統(tǒng)性.Kumara等[22]證實(shí)NTP通過(guò)氧化脅迫啟動(dòng)了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號(hào)途徑，導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中未折疊類蛋白反應(yīng)增強(qiáng)、CHOP 蛋白表達(dá)上調(diào)等，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的發(fā)生.Paal等[23]證實(shí)NTP處理還可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)和細(xì)胞形態(tài)改變，細(xì)胞膜磷脂氧化、堆積及脂筏結(jié)構(gòu)形成.Kim等[24]證實(shí)NTP會(huì)導(dǎo)致溶酶體功能障礙，介導(dǎo)髓系白血病細(xì)胞死亡.

因此，NTP作用于腫瘤細(xì)胞時(shí)，不僅會(huì)導(dǎo)致DNA這種關(guān)鍵生物學(xué)大分子發(fā)生損傷，其引發(fā)的細(xì)胞內(nèi)氧化性脅迫還會(huì)導(dǎo)致線粒體損傷，破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞骨架、溶酶體等其他細(xì)胞器，從而造成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能失調(diào)，進(jìn)而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞進(jìn)入死亡階段.

2 NTP誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡的類型

2.1 細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡(apoptosis)由Kerr等[25]于1972年首次發(fā)現(xiàn).凋亡是由基因決定為了維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定而發(fā)生的程序性細(xì)胞死亡，是細(xì)胞生理性、主動(dòng)性的“自覺(jué)自殺行為”[26].凋亡的主要形態(tài)學(xué)特征包括細(xì)胞體積縮小，凋亡小體形成，核膜破碎，DNA降解為180～200 bp小片段等[27].凋亡的生理學(xué)意義在于其屬于受基因調(diào)控的自發(fā)性細(xì)胞死亡，一般不會(huì)引發(fā)周圍細(xì)胞及組織的炎性反應(yīng).

在2004年，Kieft等[28]首次證實(shí)NTP可誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞發(fā)生凋亡.隨后，F(xiàn)ridman等[7]也證明NTP可誘導(dǎo)黑色素瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡.目前，NTP致腫瘤細(xì)胞死亡的研究多數(shù)集中于凋亡[29-34].NTP所導(dǎo)致的細(xì)胞內(nèi)氧化脅迫(oxidative stress)，被認(rèn)為在腫瘤細(xì)胞凋亡發(fā)生中起關(guān)鍵作用[35].Chang等[36]證實(shí)，NTP誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)ROS水平上升，導(dǎo)致DNA損傷，觸發(fā)ATM/p53通路誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡.Ishaq等[29,35]發(fā)現(xiàn)NTP通過(guò)胞內(nèi)ROS激活了TNF受體通路，上調(diào)凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)，從而引發(fā)細(xì)胞凋亡.此外，NTP也通過(guò)細(xì)胞器損傷相關(guān)信號(hào)通路，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡.Zhao等[37]研究發(fā)現(xiàn)NTP導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ROS和 RNS大量積累，進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞線粒體功能障礙和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)，介導(dǎo)細(xì)胞凋亡.Kumara等[22]證實(shí)NTP可激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)通路，導(dǎo)致線粒體鈣積累和未折疊蛋白反應(yīng)增加，進(jìn)而誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞發(fā)生凋亡.同時(shí)NTP還通過(guò)干預(yù)線粒體相關(guān)蛋白表達(dá)，改變線粒體膜通透性，下調(diào)BCL2抗凋亡通路，最終導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡[34-35].

NTP對(duì)腫瘤細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)作用已有大量的研究，NTP不僅可通過(guò)誘導(dǎo)凋亡等方式直接殺死腫瘤細(xì)胞，還可配合放化療手段，協(xié)同發(fā)揮更顯著的抗腫瘤效果[9].

2.2 細(xì)胞自噬

自噬(autophage)是希臘語(yǔ)“自我”(auto)和“吞噬”(phagy)的術(shù)語(yǔ)組合，指細(xì)胞在相關(guān)基因調(diào)控下，通過(guò)形成自噬泡將受損細(xì)胞器和大分子轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體內(nèi)降解的過(guò)程[38-39]，是進(jìn)化上高度保守的細(xì)胞自身消耗過(guò)程[40].自噬與凋亡、壞死不同，但對(duì)細(xì)胞生存同樣具有重要的調(diào)控作用.在外界壓力、營(yíng)養(yǎng)缺乏、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等極端應(yīng)激情況下，細(xì)胞通過(guò)自噬提供生存所需最低能量[41].而且自噬介導(dǎo)異常胞質(zhì)成分清除(例如異常蛋白質(zhì)或受損細(xì)胞器)可保護(hù)細(xì)胞免受進(jìn)一步損傷[42].然而，當(dāng)自噬無(wú)法通過(guò)消耗自身促進(jìn)細(xì)胞存活時(shí)，會(huì)啟動(dòng)細(xì)胞死亡相關(guān)信號(hào)通路，即自噬依賴性細(xì)胞死亡(autophagy-dependent cell death)[43]，以胞內(nèi)大量自噬泡聚集為顯著特征[44].

目前，關(guān)于NTP誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的研究較少.2017年，Shi等[45]首次證實(shí)NTP產(chǎn)生的ROS可誘導(dǎo)間皮瘤細(xì)胞發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)，胞內(nèi)溶酶體含量上升，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)吞作用，進(jìn)而導(dǎo)致自噬發(fā)生，但該研究并未明確提出NTP可通過(guò)誘導(dǎo)自噬達(dá)到抗腫瘤的效果.2020年，Zhen等[46]發(fā)現(xiàn)NTP通過(guò)抑制AKT通路，促進(jìn)ROS依賴性自噬，誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞死亡；Yoshikawa等[47]證實(shí)NTP可抑制腫瘤細(xì)胞內(nèi)mTOR和AKT信號(hào)通路，促進(jìn)自噬小體產(chǎn)生，介導(dǎo)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的自噬依賴性死亡.但Ma等[48]也報(bào)道NTP可誘導(dǎo)胃癌和乳腺癌細(xì)胞發(fā)生保護(hù)性自噬，通過(guò)激活JNK信號(hào)通路，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生存.

NTP誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞自噬在死亡和促生存方面具有“兩面性”，這可能與腫瘤類型、細(xì)胞內(nèi)自噬關(guān)鍵調(diào)控基因的表達(dá)水平等諸多因素有關(guān)，其具體機(jī)制仍有待研究.通過(guò)NTP誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生自噬依賴性細(xì)胞死亡，并抑制細(xì)胞內(nèi)保護(hù)性自噬發(fā)生，以達(dá)到抗腫瘤目的，可能需要依賴于對(duì)腫瘤遺傳背景以及NTP相關(guān)生物效應(yīng)的深入探索.

2.3 細(xì)胞焦亡

細(xì)胞焦亡(pyroptosis)又稱細(xì)胞炎性壞死，表現(xiàn)為細(xì)胞不斷膨脹直至細(xì)胞膜破裂，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物釋放并引發(fā)強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng).1986年，F(xiàn)riedlander等[49]發(fā)現(xiàn)炭疽致死毒素可誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞死亡，但一直把這種死亡方式歸為凋亡.2001年，Cookson和Brennan[50]首次提出細(xì)胞焦亡的概念，并將其與凋亡區(qū)分開(kāi)來(lái).細(xì)胞焦亡以炎癥小體形成、Caspase和Gasdermin家族蛋白激活、大量促炎因子釋放為特征，其發(fā)生快于凋亡.邵峰團(tuán)隊(duì)[51]對(duì)細(xì)胞焦亡的關(guān)鍵分子機(jī)制進(jìn)行了深入研究，證實(shí)Caspases特異性切割GSDMD[52]或GSDME[53]蛋白，產(chǎn)生的N端結(jié)構(gòu)域在細(xì)胞膜上寡聚成孔進(jìn)而破壞細(xì)胞膜的完整性，導(dǎo)致細(xì)胞焦亡發(fā)生.2020年，邵峰等[54]進(jìn)一步證實(shí)，少量腫瘤細(xì)胞發(fā)生焦亡，即可調(diào)節(jié)腫瘤免疫微環(huán)境，從而激活T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)，揭示了細(xì)胞焦亡的抗腫瘤作用.

2020年，Yang等[55]首次報(bào)道NTP可有效誘導(dǎo)多類腫瘤細(xì)胞發(fā)生焦亡，GSDME高表達(dá)腫瘤細(xì)胞對(duì)NTP敏感性更高，證明GSDME表達(dá)水平在NTP誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡中起決定作用.機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)NTP處理引起細(xì)胞內(nèi)ROS水平顯著上升，激活線粒體下游蛋白Caspase 9和Caspase 3，特異性切割GSDME蛋白，導(dǎo)致GSDME-N端結(jié)構(gòu)域在細(xì)胞膜上聚集成孔，從而誘導(dǎo)焦亡發(fā)生.

焦亡在腫瘤免疫微環(huán)境中的重要作用，使其逐漸成為研究熱點(diǎn).NTP處理可有效誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生焦亡，為其在癌癥治療領(lǐng)域的進(jìn)一步研究提供了新思路，也拓寬了NTP的臨床應(yīng)用前景.

2.4 細(xì)胞鐵死亡

鐵死亡(ferroptosis)是一種依賴于細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化積累并需要亞鐵離子催化的一種新型死亡方式[56].由于胞內(nèi)脂質(zhì)氧化代謝發(fā)生障礙，在鐵離子催化下發(fā)生芬頓反應(yīng)(fenton reaction)，產(chǎn)生大量脂質(zhì)過(guò)氧化物和自由基，破壞胞內(nèi)氧化還原平衡，并攻擊DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等生物大分子，導(dǎo)致細(xì)胞死亡[56].細(xì)胞鐵死亡形態(tài)變化主要表現(xiàn)在線粒體體積縮小，膜密度高，嵴顯著減少甚至消失[57]，最終由于脂質(zhì)過(guò)氧化導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)崩解和細(xì)胞死亡.在臨床上，多種化療藥物如Sulfasalazine，Lanperisone，Cisplatin等都可通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞鐵死亡起到治療作用[58].

目前，并無(wú)直接證據(jù)表明NTP可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，僅有少量研究間接提出NTP具有誘導(dǎo)鐵死亡的潛力.2018年，F(xiàn)uruta等[59]證實(shí)NTP可促進(jìn)儲(chǔ)鐵蛋白內(nèi)Fe2+釋放，從理論上推測(cè)NTP可能具有誘導(dǎo)鐵死亡發(fā)生的能力.2019年，Sato等[60]發(fā)現(xiàn)利用鐵螯合劑去除Fe2+會(huì)削弱NTP對(duì)口腔鱗癌細(xì)胞的殺傷作用，說(shuō)明NTP誘導(dǎo)口腔鱗癌細(xì)胞死亡具有Fe2+依賴性.另外，Toyokuni等[61]也提出了NTP干擾胞內(nèi)鐵代謝平衡進(jìn)而誘導(dǎo)鐵死亡的猜想.

NTP誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，近年內(nèi)有望發(fā)現(xiàn)其直接證據(jù)及相關(guān)機(jī)制，為NTP致腫瘤細(xì)胞死亡模式的研究增添新的理論[62-63].

2.5 免疫原性細(xì)胞死亡

一直以來(lái)，程序性細(xì)胞死亡被認(rèn)為對(duì)機(jī)體是免疫耐受的.但近來(lái)研究表明，部分程序性死亡的腫瘤細(xì)胞具有免疫原性[64].程序性死亡腫瘤細(xì)胞釋放或在細(xì)胞膜表面表達(dá)免疫原性相關(guān)蛋白，激活機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T細(xì)胞更有效殺傷腫瘤細(xì)胞，增強(qiáng)了抗腫瘤作用，這一現(xiàn)象被稱為腫瘤細(xì)胞免疫原性死亡(immunogenic cell death，簡(jiǎn)稱ICD)[65].腫瘤細(xì)胞免疫原性死亡是個(gè)較為寬泛的概念，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)響應(yīng)的死亡方式有很多，如前文提到的焦亡和鐵死亡.

2015年，Lin等[66-67]首次證實(shí)NTP可顯著殺傷鼻咽癌細(xì)胞，刺激細(xì)胞外ATP分泌并提高免疫原性，從而增強(qiáng)抗腫瘤效果.后續(xù)多項(xiàng)研究也證實(shí)NTP可通過(guò)引起ROS和RNS水平上升，誘導(dǎo)鼻咽癌[66]、肺癌[68]、黑色素瘤[69-71]等多種腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫原性死亡.在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，Lin等在小鼠結(jié)直腸癌模型[72]和黑色素瘤模型[73]中均證實(shí)，NTP可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞表達(dá)和釋放損傷相關(guān)分子模式，促進(jìn)體內(nèi)巨噬細(xì)胞募集和成熟，激活T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫應(yīng)答，有效縮小腫瘤體積.2020年，Chen等[74]利用NTP處理小鼠黑色素瘤模型，系統(tǒng)探究了NTP激活機(jī)體免疫系統(tǒng)、抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用機(jī)制，并首次報(bào)道了NTP處理誘發(fā)的遠(yuǎn)端效應(yīng)(abscopal effect).研究發(fā)現(xiàn)，NTP處理可誘導(dǎo)黑色素瘤細(xì)胞發(fā)生免疫原性死亡，激活機(jī)體免疫應(yīng)答，有效縮小移植瘤的體積，甚至抑制遠(yuǎn)端未處理黑色素瘤的生長(zhǎng)，有效提高了小鼠的全身抗腫瘤能力.

目前已知放療與部分化療藥物均可誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)響應(yīng)，探索NTP誘導(dǎo)的免疫原性死亡機(jī)制，可為臨床提升抗腫瘤免疫反應(yīng)提供更多的選擇[71].

2.6 細(xì)胞衰老

正常細(xì)胞經(jīng)歷有限的分裂次數(shù)后，細(xì)胞形態(tài)和生理代謝活性會(huì)發(fā)生顯著改變，稱為“Hayflick界限”[76].達(dá)到分裂界限的細(xì)胞會(huì)從活躍增殖狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹芷谕顟B(tài)，即細(xì)胞衰老，表現(xiàn)為細(xì)胞體積增大，染色質(zhì)重構(gòu)，特定基因表達(dá)改變，以及衰老相關(guān)分泌表型出現(xiàn)等[77].研究發(fā)現(xiàn)，在正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中，由某些原癌基因過(guò)表達(dá)或抑癌基因缺失所引發(fā)的致癌突變也會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞衰老[76].而腫瘤細(xì)胞衰老的發(fā)生，會(huì)阻止腫瘤的增殖和發(fā)展.因此，誘導(dǎo)細(xì)胞衰老也是一種有效的抗腫瘤機(jī)制.

目前，關(guān)于NTP誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞衰老的研究逐漸成為熱點(diǎn).2013年，Arndt等[78]率先發(fā)現(xiàn)低劑量NTP處理黑色素瘤細(xì)胞后，β-半乳糖苷酶陽(yáng)性細(xì)胞比例顯著升高，證實(shí)NTP可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生衰老.隨后，Schneider等[79]證實(shí)NTP處理會(huì)誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體Ca2+釋放，提高細(xì)胞質(zhì)中游離Ca2+含量，從而導(dǎo)致黑色素瘤細(xì)胞發(fā)生衰老.Hara等[80]進(jìn)一步證實(shí)，低劑量NTP處理可顯著提高肺癌細(xì)胞內(nèi)游離Zn2+水平，進(jìn)而激活A(yù)TM/P53途徑，將細(xì)胞周期阻滯于G2/M期，誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞發(fā)生衰老.然而，研究發(fā)現(xiàn)NTP對(duì)腫瘤細(xì)胞的衰老誘導(dǎo)作用無(wú)“選擇性”，正常組織和細(xì)胞也會(huì)受影響.Bourdens等[81]證實(shí)低劑量NTP處理會(huì)導(dǎo)致皮膚成纖維細(xì)胞和脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)生周期阻滯，并出現(xiàn)衰老相關(guān)分泌表型.

因此，低劑量NTP可有效誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞衰老，抑制腫瘤細(xì)胞增殖，但具體分子機(jī)制仍有待研究.同時(shí)，NTP也可誘導(dǎo)正常細(xì)胞發(fā)生衰老，這可能是NTP的潛在毒性之一，也是NTP在臨床應(yīng)用上需要避免和解決的關(guān)鍵問(wèn)題.

2.7 NTP聯(lián)合使用誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡

除了NTP單獨(dú)作用于腫瘤的研究外，亦有不少研究探索NTP與其他治療方式聯(lián)合使用的可行性.Lin等[82]證實(shí)NTP可增強(qiáng)多種腫瘤細(xì)胞的放射敏感性，Lafontaine等[83]證實(shí)NTP顯著增強(qiáng)了放療對(duì)部分乳腺癌細(xì)胞的殺傷效果，表明二者聯(lián)用具有協(xié)同作用.另外，Lafontaine等[83]將NTP與Olaparib聯(lián)用，顯著提高對(duì)三陰乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制效果；Hwang等[84]證實(shí)NTP與TRAIL聯(lián)用治療可誘導(dǎo)多種TRAIL抗性腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡，提高耐藥腫瘤細(xì)胞的治療效果且不影響正常細(xì)胞；Kaushik等[85]將NTP與2-DG聯(lián)用，協(xié)同降低多種腫瘤細(xì)胞代謝活力，抑制糖酵解并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡；Cui等[86]也證實(shí)NTP與二甲雙胍聯(lián)合使用，可提高線粒體氧化損傷程度，促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞發(fā)生凋亡；Bagati等[87]將NTP與Lapatinib聯(lián)用，通過(guò)提高胞內(nèi)氧化水平并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，顯著提高了對(duì)黑色素瘤的治療效果.

NTP與納米材料的聯(lián)用也有研究.Choi等[88]證實(shí)，納米金顆粒與NTP聯(lián)用可在短時(shí)間內(nèi)將腫瘤治療效果提高數(shù)倍，靶向誘導(dǎo)黑色素瘤細(xì)胞迅速發(fā)生凋亡，極大提高了治療效果并縮短了治療時(shí)間.Kim等[89]將NTP與納米金顆粒聯(lián)用，顯著提高腫瘤細(xì)胞內(nèi)DNA損傷水平，并誘導(dǎo)多種肺癌細(xì)胞發(fā)生凋亡；Kaushik等[90]在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中也證實(shí)NTP與納米金顆粒聯(lián)用的協(xié)同抗腫瘤效果.

NTP與放、化療及納米技術(shù)等治療技術(shù)的聯(lián)合使用，為將來(lái)的臨床應(yīng)用提供了更多的“出口”和可行性.

3 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)有研究表明，NTP誘導(dǎo)細(xì)胞死亡主要是通過(guò)提高細(xì)胞內(nèi)ROS水平造成氧化脅迫，引起DNA單/雙鏈斷裂和細(xì)胞器損傷等，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡.臨床化療藥物誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡的分子機(jī)制各異，如紫杉醇(paclitaxel)可抑制有絲分裂，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡；而柳氮磺吡啶(sulfasalazine)通過(guò)抑制細(xì)胞胱氨酸攝取，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生鐵死亡從而達(dá)到抗癌效果[91].在分子機(jī)制上，NTP誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡的類型及可能機(jī)制雖與上述化療藥物有近似之處，但NTP有其自身特點(diǎn)和獨(dú)特的優(yōu)越性.NTP中富含多種活性成分，并且可以通過(guò)改變發(fā)生條件，有效調(diào)控關(guān)鍵活性成分，從而更有效地誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡，且死亡類型更趨多樣化，有望成為現(xiàn)有臨床治療方法以外新型腫瘤治療技術(shù).同時(shí)，NTP能夠與放射、化療藥物和納米藥物等聯(lián)合使用，達(dá)到協(xié)同抗腫瘤的效果，這也增加了NTP臨床應(yīng)用的價(jià)值和多樣性.

但是，NTP腫瘤治療仍有很多關(guān)鍵性問(wèn)題亟須解決，如NTP對(duì)正常細(xì)胞的潛在毒性，NTP選擇性殺死腫瘤細(xì)胞的深層次機(jī)制，NTP誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡方式的機(jī)制等.這些問(wèn)題既是NTP治療面臨的挑戰(zhàn)，亦是其快速發(fā)展的可能突破點(diǎn)，解決這些問(wèn)題可為NTP的應(yīng)用提供有利的理論支撐與指導(dǎo).