黃酮類化合物對(duì)三陰性乳腺癌腫瘤微環(huán)境的改善

鄒雨霏，韓 彬，余小平

成都醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，成都 610000

三陰性乳腺癌(TNBC)是乳腺癌中侵襲性高和復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)大的一種亞型，發(fā)病率占乳腺癌病例總數(shù)的15%～20%[1]。由于TNBC缺乏雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)和人類表皮生長(zhǎng)因子受體-2(HER-2)表達(dá)，化療仍是目前主要的治療方案，但常規(guī)的術(shù)后輔助放化療療效較差[2-3]。植物化學(xué)物質(zhì)能夠促使乳腺癌細(xì)胞遺傳、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)生改變[4]。在膳食植物化學(xué)物質(zhì)防治腫瘤的研究中，黃酮類化合物因其毒性低和療效好，已成為研究熱點(diǎn)。而腫瘤微環(huán)境(TME)通過(guò)調(diào)節(jié)原發(fā)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，對(duì)乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。本研究就黃酮類化合物如何通過(guò)影響TME改善TNBC做以下綜述。

1 黃酮類化合物

1.1 黃酮類化合物的分類

黃酮類化合物是一種天然多酚，現(xiàn)已在水果、蔬菜和茶中發(fā)現(xiàn)，其基本結(jié)構(gòu)為C6-C3-C6，根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為10類，其中黃酮類(flavones)、黃烷酮類(flavanones)、異黃酮類(isoflavones)、黃酮醇類(flavonol)、黃烷類(flavanes)和花色素類(anthocyanidins)在人類飲食中最為常見(jiàn)[5]。

1.2 黃酮類化合物抗乳腺癌的機(jī)制

黃酮類化合物具有抗炎、抑菌、抗病毒、抗腫瘤和抗氧化性等多種生物活性[6]。抑制腫瘤細(xì)胞增殖和促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡是黃酮類化合物抗乳腺癌的主要機(jī)制。淫羊藿苷是從中國(guó)傳統(tǒng)藥用植物淫羊藿中提取的天然黃酮苷，CHENG X等[7]研究發(fā)現(xiàn)，其通過(guò)顯著下調(diào)細(xì)胞周期蛋白(cyclin)D1、周期蛋白依賴性激酶(CDK)2、CDK4、B細(xì)胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、微管相關(guān)蛋白1輕鏈3-Ⅰ(LC3-Ⅰ)、微管相關(guān)蛋白1輕鏈3-Ⅱ(LC3-Ⅱ)、DNA烷基轉(zhuǎn)移酶(AGT)5和Bcl-2同源結(jié)構(gòu)域蛋白(Beclin-1)的表達(dá)，上調(diào)半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、多聚ADP核糖多聚酶(PARP)和p62蛋白的表達(dá)水平，誘導(dǎo)細(xì)胞周期G0/G1期阻滯和細(xì)胞凋亡，抑制細(xì)胞自噬?；ㄇ嗨刂饕ㄟ^(guò)促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡和調(diào)節(jié)信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用[8]。

PARAMANANTHAM A等[9]從紫葛葡萄果實(shí)中分離的花青素，能夠通過(guò)抑制腫瘤壞死因子-α(TNF-α)誘導(dǎo)的核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)活性，從而抑制人乳腺癌細(xì)胞MCF-7增殖、侵襲、黏附和血管生成。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，飛燕草素(delphinidin)可能通過(guò)caspase依賴性凋亡，調(diào)控蛋白激酶B/雷帕霉素靶蛋白(AKT/mTOR)通路誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞產(chǎn)生自噬，發(fā)揮抗癌作用[10]。以上結(jié)果證實(shí)，黃酮類化合物主要通過(guò)抑制細(xì)胞增殖、遷移、血管生成和調(diào)節(jié)多種信號(hào)通路發(fā)揮抗乳腺癌作用。

2 TME與TNBC

2.1 TME的組成

TME是由腫瘤細(xì)胞和周圍的免疫細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)、內(nèi)皮細(xì)胞和以上細(xì)胞分泌產(chǎn)物組成的一個(gè)綜合系統(tǒng)。TME中的免疫細(xì)胞主要包括腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(TILs)、腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞(TANs)和腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)[11]。

2.2 TME在TNBC中的作用

TILs作為T(mén)ME的重要組成成分，對(duì)乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展起促進(jìn)作用，其中腫瘤細(xì)胞程序性細(xì)胞死亡配體1(PD-L1)的表達(dá)和TILs的結(jié)合，為T(mén)NBC提供了潛在的生物標(biāo)志物[12]。TANs能通過(guò)生成基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)釋放促血管生成生長(zhǎng)因子(VEGF)來(lái)激活血管生成[13]。同時(shí)，還可參與腫瘤生長(zhǎng)、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移過(guò)程，介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸[14]。TAMs是通過(guò)抑制細(xì)胞因子的分泌和激活T細(xì)胞中抑制性免疫檢查點(diǎn)蛋白，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、血管生成和免疫耐藥，誘導(dǎo)并維持TME的免疫抑制狀態(tài)[15-16]。腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs)通過(guò)在TME中分泌多種細(xì)胞因子和調(diào)節(jié)不同信號(hào)通路，促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖、侵襲和血管生成[17]。腫瘤相關(guān)脂肪細(xì)胞(CAAs)通過(guò)提供能量、生長(zhǎng)因子和抑制藥效促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[18]。而ECM是由膠原蛋白、纖維連接蛋白、層黏連蛋白、糖蛋白和酶組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，ECM的重塑和新生血管形成使癌細(xì)胞容易發(fā)生轉(zhuǎn)移[19]。TME中的細(xì)胞因子和趨化因子對(duì)整個(gè)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展起著重要的調(diào)控作用[20]。以上眾多研究證明，TME與腫瘤轉(zhuǎn)移誘導(dǎo)、免疫系統(tǒng)抑制、免疫逃逸檢測(cè)和耐藥有關(guān)。

3 黃酮類化合物通過(guò)影響TME對(duì)TNBC的作用

3.1 黃酮類化合物阻滯TNBC細(xì)胞周期

細(xì)胞周期進(jìn)程由cyclins和CDKs決定[21]。早期研究發(fā)現(xiàn)，柚皮苷(naringin)通過(guò)抑制β連環(huán)蛋白(β-catenin)信號(hào)通路調(diào)控p21，下調(diào)cyclin D1、cyclin E和磷酸化Rb蛋白(p-Rb)的表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和G1期阻滯[22]。藍(lán)玉米花青素和卡來(lái)可黃素(alycopterin)對(duì)細(xì)胞周期和生存能力也有影響，能降低細(xì)胞活性，將細(xì)胞周期阻滯至G1期[23-24]。最新研究證明，柚皮素、山柰酚和漆黃素都能引起人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞在G2/M期發(fā)生阻滯，降低細(xì)胞活性，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[25-27]。但有不同觀點(diǎn)表示，柚皮素也可誘導(dǎo)人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞G0/G1期阻滯并抑制細(xì)胞增殖[28]。染料木素除可降低CDK1的表達(dá)、誘導(dǎo)G2/M細(xì)胞周期阻滯外，還能參與有絲分裂、DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂[29]。TSENG T H等[30]研究發(fā)現(xiàn)，芹菜素(apigenin)不僅能通過(guò)抑制蛋白cyclin A、cyclin B和CDK1的表達(dá)，使腫瘤細(xì)胞呈劑量依賴性增加，阻滯在G2/M期，還可上調(diào)細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑(CKI)家族成員p21WAF1/CIP1基因，并增加p21WAF1/CIP1基因與增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)的相互作用，抑制細(xì)胞周期的進(jìn)展。另外，IRITI M等[31]用20、50 μmol·L-1蘆丁(rutin)分別作用于人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞48 h后，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期阻滯至G0/G1期和G2/M期，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。

3.2 黃酮類化合物減少TNBC細(xì)胞侵襲與轉(zhuǎn)移

TME中的調(diào)控因子與腫瘤細(xì)胞相互作用，是聯(lián)系TME與腫瘤細(xì)胞的關(guān)鍵靶點(diǎn)，不同的調(diào)控因子或其產(chǎn)物對(duì)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展作用不同。REN G等[32]研究發(fā)現(xiàn)，雞豆黃素A和人參皂苷Rh2聯(lián)合處理能增強(qiáng)人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞p53蛋白、p38蛋白和凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ASK)1磷酸化水平，下調(diào)腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(TRAF2)表達(dá)，抑制人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞遷移和侵襲。最新研究表明，圓葉葡萄皮提取物花青素不僅能降低人乳腺癌MDA-MB-468細(xì)胞活性，還能促進(jìn)該細(xì)胞凋亡，但對(duì)非致瘤性MCF-10A細(xì)胞無(wú)影響。研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，其可抑制不同TNBC細(xì)胞系中鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子Snail和同源框CUT樣蛋白1(CUX-1)的表達(dá)，從而減少細(xì)胞的侵襲和遷移[33]。

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是腫瘤轉(zhuǎn)移的重要生物學(xué)過(guò)程，使癌細(xì)胞能夠獲得間質(zhì)特性而更具有侵襲性[34]。SONG L等[35]研究發(fā)現(xiàn)，淫羊藿苷可上調(diào)沉默調(diào)節(jié)蛋白6(SIRT6)的表達(dá)水平，進(jìn)而抑制NF-κB的活性和EMT，減少乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。另外，淫羊藿苷通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤免疫抑制TME，在人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞腫瘤小鼠模型中表現(xiàn)出明顯的腫瘤生長(zhǎng)抑制和抗肺轉(zhuǎn)移作用。LIN D等[36]通過(guò)建立人源性腫瘤異種移植模型發(fā)現(xiàn)，攜帶TNBC細(xì)胞的小鼠肺表面可見(jiàn)明顯的轉(zhuǎn)移性結(jié)節(jié)，木犀草素治療后，下調(diào)β-catenin的表達(dá)，上調(diào)波形蛋白(vimentin)和鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子Slug的表達(dá)，與前期體內(nèi)觀察結(jié)果一致，木犀草素可有效抑制TNBC細(xì)胞的侵襲和遷移，逆轉(zhuǎn)EMT并抑制EMT相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子。

3.3 黃酮類化合物抑制TNBC新血管生成

血管生成是TME的重要組成部分，對(duì)腫瘤生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移具有重要作用。與其他乳腺癌相比，TNBC的血管生成更為常見(jiàn)，LUAN Y Y等[37]通過(guò)建立人乳腺癌HCC1937細(xì)胞模型來(lái)檢測(cè)葡萄籽原花青素(GSPs)對(duì)腫瘤血管生成擬態(tài)信息的影響，在HCC1937細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了管狀網(wǎng)絡(luò)，100 μg·mL-1GSPs組和200 μg·mL-1GSPs組的小鼠血管通道數(shù)顯著減少(P<0.001)，說(shuō)明GSPs可抑制人乳腺癌HCC1937細(xì)胞中血管通道的形成。

腫瘤細(xì)胞通過(guò)分泌多種VEGF促進(jìn)腫瘤新血管生成，導(dǎo)致腫瘤內(nèi)具有較高的微血管密度[38]。研究表明，矢車菊素-3-O-葡萄糖苷(C3G)通過(guò)上調(diào)miR-124抑制轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)表達(dá)，影響VEGF的分泌和表達(dá)，從而降低TNBC細(xì)胞新血管生成[39]。一項(xiàng)關(guān)于TNBC潛在血管生成抑制劑的研究發(fā)現(xiàn)，在人乳腺癌MDA-MB-231和人乳腺癌MDA-MB-468細(xì)胞系中，漢黃芩苷通過(guò)抑制VEGF-mRNA表達(dá)和VEGF啟動(dòng)子活性，降低小鼠腫瘤組織VEGF的表達(dá)[40]。MU J等[41]研究發(fā)現(xiàn)，光甘草定(GLA)通過(guò)下調(diào)miR-148a阻斷Wnt/β-catenin信號(hào)通路，從而減少新血管形成，進(jìn)而減少VEGF的分泌。以上研究證明，miRNA參與TME中VEGF及其信號(hào)通路的調(diào)控。另外，也有研究發(fā)現(xiàn)，染料木素可以通過(guò)下調(diào)低氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)表達(dá)，抑制缺氧環(huán)境下人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的新血管生成[42]。

3.4 黃酮類化合物誘導(dǎo)TNBC細(xì)胞凋亡

黃酮類化合物具有促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞凋亡的作用。在TME中，凋亡細(xì)胞可通過(guò)釋放細(xì)胞因子，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞表達(dá)組織修復(fù)相關(guān)基因，促進(jìn)免疫耐受的形成[43]。而另一種方式是通過(guò)大量炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)和激活引起炎癥反應(yīng)，抑制機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng)[44]。NF-κB和STAT3的激活也可促進(jìn)TNBC細(xì)胞增殖和抑制凋亡，ABD EL-HAFEEZ A A等[45]研究發(fā)現(xiàn)，去甲漢黃芩素(norwogonin)能激活STAT3，降低人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞NF-κB的表達(dá)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。水飛薊素(silymarin)和STAT3在抑制細(xì)胞凋亡中也有重要作用[46]。

SHRIVASTAVA S等[47]研究發(fā)現(xiàn)，小豆蔻素(CD)在BT-549細(xì)胞中，顯著上調(diào)E-鈣黏蛋白(E-cadherin)的表達(dá)，下調(diào)Snail、Slug和vimentin的表達(dá)。并證明CD可以通過(guò)調(diào)節(jié)Bcl-2、Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)、細(xì)胞色素C(Cyt-C)、cleaved-caspase-3和PARP，誘導(dǎo)TNBC細(xì)胞凋亡。CAO L等[48]用10 μmol·L-1槲皮素-3-甲基醚(Q-3-ME)作用于MDA-MB-231細(xì)胞48 h后，發(fā)現(xiàn)抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xl水平下調(diào)，細(xì)胞發(fā)生凋亡。此外，Q-3-ME還降低了Notch1的表達(dá)，并增加了磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)和絲-蘇氨酸蛋白激酶(AKT)的磷酸化水平，顯著抑制細(xì)胞生長(zhǎng)。沒(méi)食子兒茶素-3-沒(méi)食子酸(EGCG)和辛二酰苯胺異羥肟酸(SAHA)能降低凋亡抑制蛋白2(cIAP2)的表達(dá)水平，增加caspase-7的表達(dá)，使組蛋白修飾發(fā)生變化，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡增加[49]。

4 總結(jié)

綜上所述，黃酮類化合物通過(guò)不同的抗腫瘤作用及其作用機(jī)制，改善TNBC的TME。目前，雖然有大量研究證實(shí)，黃酮類化合物在TME中的抗腫瘤活性，但臨床試驗(yàn)有限，需要擴(kuò)展基于細(xì)胞和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)和數(shù)據(jù)。未來(lái)可以加強(qiáng)對(duì)黃酮類化合物多種指標(biāo)成分的定量分析研究[50]，增強(qiáng)其生物利用率。利用基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等方法，進(jìn)一步研究黃酮類化合物如何靶向TME，并將其作為T(mén)NBC潛在的治療靶點(diǎn)，為研發(fā)新型靶向抗腫瘤治療奠定基礎(chǔ)，雖然需要很長(zhǎng)時(shí)間，但仍值得人們做進(jìn)一步的研究。