基于PI3K/Akt通路的中藥治療乳腺癌研究進(jìn)展

徐茜茜，李靜蔚，孫 雪，王星宇，羅潤佳

(1. 山東中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014；2. 山東中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，山東 濟(jì)南 250014；3. 山東中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014)

乳腺癌是我國女性常見的惡性腫瘤之一[1]，其發(fā)病率逐年升高，不僅嚴(yán)重威脅患者的生命健康，還給患者本身帶來了極大的精神壓力[2]。目前乳腺癌的臨床主要治療手段有手術(shù)切除、放化療、內(nèi)分泌治療、分子靶向治療及光動(dòng)力學(xué)療法等。近年來，隨著中醫(yī)藥在乳腺癌方面研究的深入，中藥在提高患者生活質(zhì)量、減輕放化療的不良反應(yīng)、預(yù)防復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移等方面逐漸顯現(xiàn)優(yōu)勢與特色，已然成為乳腺癌有效的輔助療法之一[3]。乳腺癌的發(fā)生發(fā)展與多條通路有關(guān)。磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信號(hào)通路過表達(dá)于多種惡性腫瘤，如乳腺癌[4]、卵巢癌[5]、肺癌[6]等。研究表明，PI3K/Akt信號(hào)通路在乳腺癌中的活化率較高[7]，PI3K/Akt信號(hào)通路既發(fā)揮誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞增殖和分化的作用，又與乳腺癌侵襲、遷移和復(fù)發(fā)耐藥等方面亦存在密切關(guān)系[8]。因此，基于PI3k/Akt信號(hào)通路的中藥治療乳腺癌機(jī)制研究成為熱點(diǎn)。本研究以“乳腺癌”“磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信號(hào)通路”“中藥”“PI3K/Akt signal pathway”“breast cancer”“Chinese herbal medicine”等為關(guān)鍵詞，檢索中國知網(wǎng)(CNKI)、萬方、PUBMED等數(shù)據(jù)庫近10年發(fā)表的相關(guān)文章，探究前人基于該通路的抗乳腺癌作用機(jī)制研究情況,為中藥應(yīng)用于乳腺癌的研究夯實(shí)基礎(chǔ)。

1 基于PI3K/Akt通路的中藥抑制乳腺癌細(xì)胞生長的研究

1.1中藥有效成分抑制乳腺癌細(xì)胞生長的研究人參皂甙為人參屬植物主要的有效化學(xué)成分，人參皂甙Rg3具有獨(dú)特的抗乳腺癌作用，通過PI3K/Akt信號(hào)通路對(duì)乳腺癌細(xì)胞具有促凋亡和抑制侵襲、轉(zhuǎn)移的作用[9]。彭夢(mèng)嬌等[9]以Rg3處理乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞，結(jié)果表明，Rg3抑制人乳腺珠蛋白A(mammaglobin-A,MGBA)表達(dá)，促進(jìn)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞凋亡，抑制其增殖；同時(shí)，通過使用Akt抑制劑，進(jìn)一步證明人參皂苷Rg3抑制乳腺癌細(xì)胞生長是通過PI3K/Akt信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。

三萜類化合物D-鼠李糖β常春藤甙(簡稱D藥)是毛茛科植物鐵線蓮提取物，對(duì)乳腺癌細(xì)胞MCF-7及MDA-MB-231有明顯的增殖抑制作用[10]。成琳等[10]以不同濃度D藥(20，30，40 μg/mL)分別處理乳腺癌細(xì)胞MCF-7、MDA-MB-231，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，D藥對(duì)乳腺癌細(xì)胞MCF-7、MDA-MB-231均有誘導(dǎo)凋亡作用，凋亡率隨濃度升高而增加；且PI3K、磷酸化蛋白激酶 B(p-AKT)蛋白表達(dá)減少，同時(shí)應(yīng)用PI3K 抑制劑 LY294002發(fā)現(xiàn)細(xì)胞凋亡率增加。表明D-鼠李糖β常春藤甙通過PI3K/Akt信號(hào)通路促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞凋亡，并呈現(xiàn)劑量依賴特點(diǎn)，從而達(dá)到抑制乳腺癌細(xì)胞生長的作用。

紫草素是存在于紫草植物根中的一種萘醌化合物，具有殺傷乳腺癌細(xì)胞的作用，其機(jī)制可能是通過PI3K/Akt信號(hào)通路參與乳腺癌細(xì)胞自噬，同時(shí)抑制乳腺癌細(xì)胞活性[11]。陳菊英等[11]通過CCK-8法檢測紫草素處理人乳腺癌MCF-7細(xì)胞24 h、48 h細(xì)胞的存活率，Western blot方法檢測該通路相關(guān)蛋白表達(dá)水平。結(jié)果顯示，紫草素能降低PI3K、Akt的表達(dá)及其磷酸化水平(p-PI3K、p-Akt)，促進(jìn)乳腺癌MCF-7細(xì)胞自噬，抑制MCF-7細(xì)胞活性。另有研究證實(shí)[12]，胡黃連苷Ⅱ可以抑制 PI3K/Akt/mTOR通路，增加Beclin1蛋白的表達(dá)，從而增強(qiáng)乳腺癌MCF-7細(xì)胞自噬。

同時(shí)，研究顯示多種中藥有效成分通過PI3K/Akt信號(hào)通路發(fā)揮抗乳腺癌作用。張術(shù)波等[13]發(fā)現(xiàn)防己科蝙蝠葛提取物蝙蝠葛堿可通過調(diào)控PTEN/PI3K/Akt通路誘導(dǎo)人乳腺癌MCF-7細(xì)胞凋亡，同時(shí)抑制細(xì)胞增殖作用；Dou等[14]發(fā)現(xiàn)土貝母總皂苷通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路抑制MDA-MB-231細(xì)胞的增殖和遷移，達(dá)到抗乳腺癌作用；Zhou等[15]報(bào)道黃芪提取物通過PI3K/Akt/mTOR途徑抑制乳腺癌MCF-7、SK-BR-3和MDA-MB-231細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；王建杰等[16]通過觀察丹皮酚對(duì)人乳腺癌MCF-7 細(xì)胞PI3K、Akt mRNA表達(dá)的影響，闡明PI3K/Akt通路在丹皮酚誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡過程中的意義；Sun等[17]通過不同劑量漆黃素(0，20，40，80 μmol/L)處理乳腺癌4T1細(xì)胞，結(jié)果顯示漆黃素可以顯著抑制4T1細(xì)胞增殖活性，且具有時(shí)間和濃度依賴性，同時(shí)PI3K、Akt、mTOR磷酸化水平被降低，這表明漆黃素誘導(dǎo)4T1細(xì)胞凋亡，抑制其增殖，與PI3K/Akt通路相關(guān)。

1.2中藥復(fù)方抑制乳腺癌細(xì)胞生長的研究 黃芊等[18]利用陽和湯含藥血清處理人乳腺癌MCF-7細(xì)胞，CCK-8法檢測細(xì)胞OD值，流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞凋亡情況，Western blot檢測人第10號(hào)染色體同源丟失性磷酸酶和張力蛋白抑癌基因(PTEN)、PI3K、Akt表達(dá)情況。研究發(fā)現(xiàn)，MCF-7細(xì)胞增殖活性被抑制，細(xì)胞凋亡率升高；PI3K、Akt磷酸化率水平降低,同時(shí)，PTEN的表達(dá)上調(diào)；表明陽和湯通過抑制PI3K/Akt信號(hào)通路的活化發(fā)揮抗癌功效。孫浩等[19]以不同濃度消癌解毒方提取物(0.375，0.75，1.5 mg/mL)處理乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞， MTT法考察細(xì)胞的增殖抑制率，流式細(xì)胞術(shù)觀察細(xì)胞周期，Western blot檢測PI3K/Akt信號(hào)通路相關(guān)蛋白P53、P21、細(xì)胞周期蛋白B1(CyclinBl)、周期蛋白依賴性激酶1(CDK1)的表達(dá)。實(shí)驗(yàn)顯示消癌解毒方可以阻滯腫瘤細(xì)胞周期，提高細(xì)胞增殖移植率，降低PI3K/Akt的磷酸化水平，上調(diào)P53和P21的表達(dá)，下調(diào)CyclinBl、 CDK1的表達(dá)，抑制乳腺癌細(xì)胞生長增殖。王楠等[20]以陽和化巖湯腸吸收液處理乳腺癌細(xì)胞株SK-BR-3，通過Western blot、RT-PCR檢測PI3K，p-Akt，人類表皮生長因子受體(HER-2)蛋白及mRNA表達(dá)水平。結(jié)果顯示，陽和化巖湯能降低p-Akt、HER-2蛋白及mRNA表達(dá)，聯(lián)用PI3K抑制劑LY294002較單用LY294002，PI3K表達(dá)進(jìn)一步被抑制。表明陽和化巖湯通過下調(diào)該通路上游HER-2的表達(dá)，下調(diào)PI3K、p-Akt的表達(dá)，調(diào)控PI3K/Akt通路，達(dá)到抑制乳腺癌脈管侵襲和生成的作用。此外，胡升芳等[21]報(bào)道乳寧Ⅱ號(hào)方通過調(diào)控PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及其上游HER-2受體家族以及上調(diào)凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)，抑制人乳腺癌MDA-MB-453細(xì)胞活力。

2 基于PI3K/Akt通路的中藥抑制乳腺癌腫瘤生長的研究

2.1中藥有效成分抑制乳腺癌腫瘤生長 許奕夫等[22]以乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞株建立裸鼠移植瘤模型,高良姜素給藥干預(yù),檢測腫瘤體積和質(zhì)量,計(jì)算抑瘤率,Western blot分析腫瘤組織PI3K、Akt、基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)、基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)表達(dá)及核因子κB p65(NF-κB p65)磷酸化表達(dá)情況。結(jié)果表明，高良姜素在體內(nèi)對(duì)MDA-MB-231生長有明顯的抑制作用,抑制PI3K/Akt通路相關(guān)蛋白表達(dá),阻斷其激活，來抑制裸鼠乳腺癌腫瘤的生長。馬勃多糖(CGP)是從馬勃中提取的水溶性生物活性物質(zhì)，張術(shù)波等[23]以CGP高(200 mg/kg)、中 (100 mg/kg)、低(50 mg/kg)劑量干預(yù)乳腺癌荷瘤小鼠，檢測瘤重及PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路相關(guān)蛋白表達(dá)。結(jié)果顯示，CGP高中低劑量組的抑瘤率依次降低(33.57%，24.48%，20.28%)，同時(shí)，腫瘤組織中p-PI3K、p-Akt和p-mTOR的表達(dá)均被明顯抑制(P均<0.05)。說明CGP通過PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路抑制乳腺癌荷瘤小鼠的腫瘤生長，且該抑制作用呈現(xiàn)明顯的劑量相關(guān)性。

2.2中藥復(fù)方抑制乳腺癌腫瘤生長 劉曉菲等[24]通過SK-BR-3細(xì)胞株接種建立Balb/c裸鼠荷瘤模型,陽和化巖湯給藥4周后，觀察各組淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移抑制率,檢測腫瘤組織中PI3K、p-Akt、血管內(nèi)皮生長因子C(VEGFC)的表達(dá),計(jì)數(shù)微淋巴管數(shù)量及VEGFC評(píng)分。研究發(fā)現(xiàn)，淋巴結(jié)抑制率明顯升高,VEGFC評(píng)分及PI3K、p-Akt、VEGFC mRNA表達(dá)均降低,微淋巴管數(shù)量減少，證實(shí)陽和化巖湯能有效抑制HER-2高表達(dá)型裸鼠荷瘤模型微淋巴管生成,抑制血管生成調(diào)控通路及VEGFC表達(dá),其機(jī)制可能與有效抑制PI3K/Akt交互調(diào)控通路活化有關(guān)。任瑤等[25]采用4T1乳腺癌細(xì)胞建立乳腺癌荷瘤小鼠模型，西黃丸灌胃處理14 d，流式細(xì)胞儀檢測腫瘤微環(huán)境中Treg細(xì)胞數(shù)量；TUNEL染色檢測Treg細(xì)胞凋亡情況；Western blot檢測Treg細(xì)胞P13K、Akt蛋白的表達(dá)情況。結(jié)果顯示，西黃丸能夠通過下調(diào)腫瘤微環(huán)境中Treg細(xì)胞PI3K、Akt蛋白的表達(dá)，誘導(dǎo)腫瘤微環(huán)境中Treg細(xì)胞凋亡，抑制其增殖，逆轉(zhuǎn)其免疫逃逸，從而達(dá)到改善腫瘤微環(huán)境的免疫抑制，最終起到抑制乳腺癌荷瘤小鼠腫瘤生長的作用。 李湘奇等[26]通過建立乳腺癌移植瘤模型,乳康飲干預(yù)28 d后，檢測裸鼠腫瘤組織PTEN、SHIP、PI3K、Akt mRNA及蛋白的表達(dá)水平。結(jié)果顯示，乳康飲上調(diào)抑癌因子PTEN、SHIP的表達(dá),同時(shí)，不同程度地抑制PI3K、Akt的表達(dá)水平。由此得出結(jié)論，乳康飲可以抑制乳腺癌的進(jìn)展，該作用可能通過抑制PI3K/Akt信號(hào)通路活化實(shí)現(xiàn)。

3 基于PI3K/Akt通路的中藥逆轉(zhuǎn)乳腺癌耐藥的研究

3.1中藥有效成分逆轉(zhuǎn)乳腺癌耐藥 周炳剛等[27]采用MTT法檢測不同濃度苦參堿(0.6，1.2 g/L)作用于MCF-7/ADR細(xì)胞后的生長抑制率；用RT-PCR、Western blot檢測通路相關(guān)凋亡因子mRNA和蛋白的相對(duì)表達(dá)量。結(jié)果顯示，隨著苦參堿濃度的提高,細(xì)胞生長抑制率越高，PI3K/Akt信號(hào)通路下游作用因子B-細(xì)胞淋巴瘤因子(Bcl-2)和p65的相對(duì)表達(dá)量逐漸下降,表明苦參堿可能是通過活化PI3K/Akt通路下游凋亡基因而發(fā)揮逆轉(zhuǎn)乳腺癌多藥耐藥的作用。

3.2中藥復(fù)方逆轉(zhuǎn)乳腺癌耐藥 董合玲等[28]報(bào)道了補(bǔ)中益氣湯抑制轉(zhuǎn)移性乳腺癌他莫昔芬耐藥的作用機(jī)制。通過MTT法檢測他莫昔芬耐藥型乳腺癌MCF-7細(xì)胞的存活率；Western blot檢測人類表皮生長因子受體(HER-2)、Akt、雌激素受體(ER)、表皮生長因子受體(EGFR)的蛋白表達(dá)；RT-PCR法檢測HER-2、Akt、ER、EGFR的mRNA表達(dá)。結(jié)果表明，補(bǔ)中益氣湯通過下調(diào)HER-2、ER、EGFR的蛋白含量及基因表達(dá),抑制Akt從而抑制PI3K/Akt/mTOR通路，達(dá)到抑制ER和EGFR、HER-2的交互作用，因而逆轉(zhuǎn)乳腺癌MCF-7細(xì)胞對(duì)TAM耐藥性,進(jìn)一步誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞的凋亡,發(fā)揮控制乳腺癌的作用。

馮磊等[29]通過MTT法檢測西黃丸逆轉(zhuǎn)MDA-MB-231/ADM細(xì)胞多藥耐藥的作用;Western blot法檢測P糖蛋白(P-gp)、P-Akt、Akt、PTEN蛋白表達(dá)水平；RT-PCR法檢測耐藥基因的表達(dá)情況。結(jié)果顯示，西黃丸在4 mg/mL和6 mg/mL濃度下,逆轉(zhuǎn)倍數(shù)分別為1.82倍和2.19倍，對(duì)MDA-MB-231/ADM細(xì)胞有逆轉(zhuǎn)多藥耐藥作用,且呈明顯劑量依賴性；同時(shí)，西黃丸能下調(diào)MDA-MB-231/ADM細(xì)胞PI3K/Akt通路中p-Akt及P-gp的蛋白表達(dá)水平,上調(diào)PTEN蛋白表達(dá)水平，以及明顯降低耐藥相關(guān)因子P-gp及多藥耐藥相關(guān)蛋白1(MRP1)的表達(dá)。說明西黃丸能有效逆轉(zhuǎn)三陰乳腺癌多藥耐藥株MDA-MB-231/ADM的耐藥性,從而增強(qiáng)耐藥株對(duì)化療藥物阿霉素(ADM)的敏感性,其機(jī)制可能是通過抑制PI3K/Akt信號(hào)通路發(fā)揮作用。陳緒[30]應(yīng)用三黃煎劑干預(yù)乳腺癌MCF-7他莫昔芬耐藥細(xì)胞后，通過流式細(xì)胞儀、transwell實(shí)驗(yàn)法檢測乳腺癌MCF-7他莫昔芬耐藥細(xì)胞增殖、遷移及侵襲能力；并通過雞胚實(shí)驗(yàn),檢測他莫昔芬耐藥細(xì)胞影響血管新生能力的情況； Western blot檢測PI3K信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三黃煎劑明顯抑制他莫昔芬耐藥型乳腺癌MCF-7細(xì)胞血管新生以及增殖、侵襲、遷移的能力,并呈現(xiàn)時(shí)間和濃度依賴,并且其明確的作用靶點(diǎn)是PI3K信號(hào)通路。

4 小 結(jié)

自古以來，中醫(yī)藥治療乳腺癌發(fā)揮著不可或缺的作用。中藥從中醫(yī)整體觀念出發(fā)，辨證施治，標(biāo)本兼治，具有多途徑、多靶點(diǎn)、多效應(yīng)的特色與優(yōu)勢；同時(shí)，中藥治療乳腺癌，不單能夠改善患者不適癥狀及減輕放化療毒副作用，而且在預(yù)防復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移、提高生活質(zhì)量及延長生存期方面也獲得良好成效。隨著生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，中藥治療乳腺癌的臨床診療及基礎(chǔ)研究取得一定進(jìn)展，中藥抗乳腺癌的生物學(xué)機(jī)制研究也有突破。因此，探究中藥抗乳腺癌的作用機(jī)制成為研究熱點(diǎn)。

乳腺癌是全身性疾病，病因、病機(jī)較為復(fù)雜，其發(fā)生、發(fā)展、復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移涉及多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與病理因素，而PI3K/Akt通路作為哺乳動(dòng)物體內(nèi)重要的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路之一[31]，該通路的異常激活在促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖、抗凋亡、轉(zhuǎn)移、促血管生成和耐藥等方面起到了重要作用[32]。隨著中藥抗乳腺癌生物學(xué)機(jī)制的深化探究，以及學(xué)者對(duì)PI3K/Akt通路作用機(jī)制及其功能的進(jìn)一步了解，提示該通路可作為中藥抗乳腺癌的有效作用靶點(diǎn)，因而，PI3K/Akt通路成為了研究中藥治療乳腺癌作用機(jī)制的重要切入點(diǎn)。

本研究將前人基于PI3K/Akt通路的中藥抗乳腺癌的作用途徑歸納如下：①誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡;②參與細(xì)胞自噬;③抑制脈管生成;④改善腫瘤微環(huán)境;⑤逆轉(zhuǎn)耐藥。這些路徑均與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展緊密相關(guān)，且均與PI3K/Akt通路轉(zhuǎn)導(dǎo)有密切聯(lián)系。如此歸類，更加明確中藥通過PI3K/Akt通路抗乳腺癌的機(jī)制，可為新的抗乳腺癌藥物或制劑的機(jī)制研究提供充實(shí)的應(yīng)用與指導(dǎo)價(jià)值，也為臨床設(shè)計(jì)合理的抗乳腺癌治療方案提供借鑒。

此外，本研究內(nèi)容較好地揭示了中藥治療乳腺癌綜合作用，既具有顯著的抗乳腺癌進(jìn)展的作用，又可逆轉(zhuǎn)乳腺癌耐藥，防治并發(fā)癥，彰顯了中藥在抗乳腺癌方面多靶點(diǎn)、多通道的特色。但目前研究尚存在一些問題，可能影響其指導(dǎo)臨床的作用：①缺乏臨床療效對(duì)比，今后應(yīng)針對(duì)療效確切、穩(wěn)定的中藥積極投入臨床試驗(yàn)，促進(jìn)研究成果臨床化。②檢索到的相關(guān)文獻(xiàn)相對(duì)數(shù)量有限且分散，尤其關(guān)于中藥通過PI3K/Akt通路逆轉(zhuǎn)乳腺癌耐藥方面的研究較少，且很多是基于單項(xiàng)研究總結(jié)的結(jié)論，需要更多、更深入的基礎(chǔ)研究與臨床證實(shí)。③為了更好地指導(dǎo)臨床用藥，還應(yīng)該充分開展中藥的藥效劑量研究，以及給藥方式不同對(duì)藥效影響的研究，從而發(fā)揮中醫(yī)藥治療乳腺癌的特色與優(yōu)勢所在，進(jìn)一步提高中醫(yī)藥抗乳腺癌的臨床地位。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。