中醫藥調控腫瘤細胞凋亡的治法與方藥探析*

陸乾人 周慶華 顧翔華 鮑玉芳 王煜瑩 審校 朱衛紅 王曉軍 王 林 房瀅熙 厲 娜

上海市浦東新區人民醫院中醫科(上海 201200)

細胞凋亡是生命科學研究的熱點,是中醫中藥領域研究的重要課題。中藥誘導腫瘤細胞凋亡是中醫藥抗腫瘤的分子機制之一。中醫藥在現代腫瘤治療中具有一定的優勢和特色。探析中醫調控腫瘤細胞凋亡的治法與方藥研究,對于腫瘤防治臨床應用具有重要的價值。

1 腫瘤的形成是細胞凋亡內控機制被打破所造成的

腫瘤是一種基因病。至今已分離出了一百多種癌基因。癌基因在基因水平的突變導致其功能異常活化,從而促使細胞持續生長和增殖,致使細胞發生惡性轉變。許多人類惡性腫瘤是其細胞的死亡過程嚴重受阻,而使腫瘤細胞在數量上無限制惡性增生的結果。因此,腫瘤的發生不僅與腫瘤細胞的增殖有關,而且與腫瘤細胞死亡受抑制密切相關。細胞凋亡(apoptosis)是個體生物自身固有的內在生理性機制,是一種由基因調控的自主性死亡,是按一定的機制和程序進行自我消亡——“細胞自殺”,這對于細胞增殖、分化、死亡的動態平衡維持著多細胞生物的自身穩態,無疑是至關重要的。細胞中癌基因與抑癌基因原本是對調控正常細胞增殖、分化而起到不可或缺的正、負陰陽調節作用。當癌基因受到物理、化學或病毒等生物因素的作用被“活化”而失控時,才會導致正常細胞惡性轉化;當抑癌基因如發生堿基突變、丟失、染色體分離或重組,造成功能喪失或異常時,也會引起細胞增殖、分化失控,形成腫瘤。因此,腫瘤的形成是固有的細胞凋亡內控機制被打破所造成的。

2 腫瘤細胞凋亡失控所造成的重要病理學基礎病變

細胞增殖和凋亡的平衡維持著機體自身結構的穩定和整個功能活動的協調,一旦增殖與凋亡平衡紊亂則出現偏盛偏衰病證。當細胞凋亡受抑,如凋亡抑制基因 bcl-2高表達、凋亡誘導基因 P53失活等,原本在正常鑒控下應被機體加以清除的惡變細胞在體內不協調增殖,從而發生腫瘤。《素問?六節藏象論》:“變至則病,所勝則微,所不勝則甚”。如果細胞增殖太過強盛,則變至凋亡為其所勝而減退、微弱。因此,機體細胞異常增殖(偏盛)為不正,不正為邪,伴生之病理產物濕、痰、瘀、毒凝聚結積為有余,邪有余為實、為標;而凋亡嚴重減退(偏衰)為正不足,正不足為虛、為本,故腫瘤形成的重要病理學基礎病變為本虛標實、虛實夾雜。

3 誘導腫瘤細胞凋亡的中醫藥治則治法與方藥探析

人類惡性腫瘤形成的重要病理學基礎既是腫瘤細胞異常增殖(偏盛)、而凋亡嚴重減退(偏衰)所致的結果造成的,就細胞內控調節機制而言,既須拮抗、抑制腫瘤細胞增殖,亦當誘導、促使腫瘤細胞凋亡。在細胞的發生發展過程中,細胞表達的凋亡相關基因如 bcl-2、c-myc、P53等基因起到重要的調控作用。中醫藥調控腫瘤細胞凋亡,體現了虛實兼顧、標本同治、平調氣血之中醫上海浦東新區黃樓社區醫療服務中心 (上海 2012000)療法的神髓,從而達到在細胞分子基因水平治愈腫瘤的目的。分述如下。

3.1 盛者奪之 《素問?真至要大論篇》:“盛者奪之”,“寒熱溫涼,衰之以屬,隨其攸利,謹道如法”。腫瘤細胞異常增殖而形成有形的癌瘤實體,乃為痰濕瘀毒聚結所致之癥積,應首先辨別腫瘤患者之不同偏盛病證,采取或清、或瀉、或祛、或散、或削等諸法,依據藥性寒、熱、溫、涼之屬性與功效作用,在細胞分子基因水平抑制腫瘤細胞異常增殖,“隨其攸利”而巧奪之[1]。

3.1.1 清熱解毒:腫瘤臨床表現為熱毒羈留盛實,“實者瀉之”,陽盛則熱,“熱者清之”,可用清熱解毒治法和方藥來化解。小檗科植物八角蓮根莖提取物鬼臼叉甙(又名足葉乙甙)對多種瘤細胞株有明顯的細胞毒作用。如在鬼臼叉甙的誘導下,人早幼粒白血病 HL-60細胞早期表現為 DN A降解,bcl-2基因表達下調在 HL-60細胞凋亡中起一定作用。苦參根提純的苦參堿有效抑制 HepG2肝癌細胞增殖,誘導其分化、凋亡,與上調 G1細胞周期負調節因子的表達,下調 G1期正調節因子 cyclinD1表達有關[4]。

3.1.2 化痰散結:腫瘤細胞結聚,瘤體癥積堅硬,“結者散之”,“堅者削之”,可用化痰散結的治法與方藥來削解。有研究消腫散結劑對人類肺癌細胞株(SMM C7721)、前列腺癌細胞株(LN Cap、PC-3)、乳腺癌細胞株 (MCF-7、T47-D)、黑素癌細胞株(MOCT-4)、淋巴細胞(U937)具有顯著抑制增殖,誘導凋亡和協同放療的作用。中藥化痰散結方誘導人肺癌細胞(SPC-A-1)凋亡,經含藥兔血清作用,由貼壁生長而逐漸脫落,外形變圓,體積縮小,折光性增強,細胞核破碎、裂解為大小不等的凋亡小體[5]。

3.1.3 溫陽散結:腫瘤臨床表現為寒痰凝結之癥積,“客者除之”、“寒者溫之”,可采用溫陽散結的治法方藥來消除。如溫陽散結中藥誘導 BEL-7402細胞可見細胞凋亡呈形態學特征性改變,在非凋亡二倍體峰(G1)之前出現典型的 Ap凋亡峰,標明溫陽散結中藥可能是誘導肝癌細胞凋亡的機制之一[6]。

3.1.4 活血化瘀:腫瘤臨床表現為瘀血留滯結聚之癥積,“留者攻之”,可用活血化瘀的治法與方藥來攻癥逐積。如唇形科植物丹參含有的丹參酮 IIA能誘導 HL-60細胞凋亡,bcl-2基因的表達顯著降低,而 P53基因的表達增強[7];經丹參酮 IIA處理的人肺癌 SPC-A-1細胞,其促凋亡基因 P53、bax、Fas表達水平顯著升高,而凋亡抑制基因 bcl-2表達水平則顯著降低[8]。從姜黃中提取的酚性色素姜黃素(curcumin)可誘導急性髓性白血病HL-60細胞凋亡,其中 bcl-2基因家族成員 Bax、Bak、Mcl-1蛋白參與了姜黃素誘導 HL-60細胞凋亡的調控過程[9]。中藥莪術的揮發油提取物攬香烯(elemene)可誘導 bcl-2蛋白下調引起人肝癌 7402細胞、宮頸癌 Hela細胞凋亡[10]。β-攬香烯對小鼠肝癌HcaF細胞內游離 Ca2+水平先升后降,其誘導腫瘤細胞凋亡可能是鈣依賴性的[11]。莪術醇能影響核酸的合成,抑制人胃酸 SGC-7901細胞增殖,使 S和 G2/M期腫瘤細胞比例減少,G0/G1期腫瘤細胞比例增加,其中 100ug/mL濃度的莪術醇誘導凋亡作用最強[12]。

3.1.5 軟堅散結:腫瘤細胞聚積堅硬,“堅者削之”,“硬者軟之”,可用軟堅散結的治法與方藥使瘤體逐漸化消除。栝樓中提取的天花粉蛋白(trichosanthin,TCS)可誘導胃癌細胞 M KN-45細胞凋亡,凋亡相關基因野生型 P53蛋白表達增加。八角蓮根莖提取物鬼臼毒素的半合成衍生物鬼臼乙叉甙,能抑制人結腸癌(HIC/S)細胞增殖和誘導 HIC/S細胞凋亡,其作用機理可能與增高細胞內 Rb蛋白表達的水平有關[12]。有研究復方中藥軟堅消腫液可誘導 S180腫瘤細胞和人胃癌細胞凋亡,呈現典型凋亡特征,Narthern雜交顯示癌基因 bcl-2表達下調,c-myc和 P53表達增強[13]。從無蹼壁虎(天龍、守宮)中提取的有效成分對人肝癌HepG2腫瘤細胞生長具有顯著的抑制作用,且呈與時間和劑量相關性,通過誘導 HepG2細胞凋亡而發揮其抗腫瘤作用[14]。

3.1.6 以毒攻毒:腫瘤毒素留滯積聚,癌毒作祟,可用“以毒攻毒”的治法和方藥化解消除癌毒。中藥含砷(主要為三氧化二砷,AS2O3)制劑在治療惡性腫瘤方面具有顯著療效,能誘導胃癌細胞株 MGC-803、人宮頸癌 HEC16/3細胞、結腸癌 Lovo和LS-174細胞及肝癌細胞株 BEL-7402、BEL-7404、SMMC-7721等多種腫瘤細胞產生細胞凋亡[15]。 AS2O3能有效誘導人白血病細胞株 NB4、HL-60、K562細胞凋亡,誘導 NB4細胞凋亡的機制是下調 bcl-2基因的表達,還能誘導胃癌細胞株 M KN-45、SGC-7901和體外培養的人肝癌細胞凋亡[16]。輕粉 (HgCl2)能誘導K562細胞凋亡,可使 G0/G1增高,激活 P53基因可能是誘導凋亡機制之一,能顯著抑制 K562細胞增殖[17]。蟾蜍靈對胃癌 M GC-803細胞具有很強的抑制作用,誘導細胞凋亡主要發生在 G1/G0期,細胞凋亡率隨藥物濃度和作用時間的增加而增高[18]。其對肝癌 SMM C7721細胞的細胞毒作用,通過上調細胞生長相關基因P21waf1/cipl表達,下調增殖細胞核抗原(PCNA)蛋白表達,誘導肝癌細胞凋亡[19]。去甲斑蝥素處理體外人乳腺癌細胞 MCF-7后,凋亡抑制基因 bcl-2表達降低,細胞凋亡百分比隨著藥物作用時間的延長而逐漸增加[20]。蛇六谷的抗癌活性與其將大量腫瘤細胞阻滯在 S期,減少進入 G2/M期的細胞數目,在 G1峰左側均出現亞二培體峰(凋亡峰),移植性癌組織出現明顯的凋亡特征性改變,干擾腫瘤細胞增值,誘導細胞凋亡,凋亡率隨劑量增加而遞增[21]。

3.2 微者調之 《素問?至真要大論篇》:“微者調之”。細胞凋亡嚴重減退,陰氣衰減虛弱,“衰者益之”,“虛則補之”。可養血滋陰、補益肝腎之陰氣;“善補陰者,當于陽中求之”,還可益氣養陰,扶助陰氣。腫瘤的形成,細胞凋亡減退亦為重要的病理學基礎原因之一。在細胞分子基因水平,補益陰氣、益氣養陰,逆轉凋亡嚴重減退,誘導、促使腫瘤細胞凋亡。

3.2.1 養血滋陰:地黃多糖(LRPS)在最適宜抗腫瘤有效劑量 20-40mg/Kg條件下,能使 Lewis肺癌組織內 P53基因的表達明顯增加而促使癌細胞凋亡,可能是其抗腫瘤作用的機制。從石斛分離的毛蘭素可阻滯人早幼細胞白血病 HL-60細胞于 G2/M期,并伴 bcl-2表達下調,bas表達上調,誘導腫瘤細胞凋亡[22]。阿膠具有補血止血、滋陰潤燥之功效,并具有多種抗癌活性成分,阿膠含藥血清可促使肺癌細胞凋亡,并可使癌細胞分裂阻滯在 G0期,其抗癌活性作用主要是阻滯細胞分裂,誘導細胞凋亡發揮作用[23]。

3.2.2 補益肝腎:槲寄生堿對人胰腺癌 PC-3細胞增殖有抑制作用,凋亡率明顯增加,bcl-2表達明顯降低,并呈現劑量-效應關系,其誘導癌細胞凋亡的機制可能下調凋亡相關蛋白 bcl-2的表達有關[24]。淫羊藿甙(ICA)在體外誘導 HL-60細胞凋亡呈典型的凋亡形態學和生化特征,并具有時間和劑量依賴性,使 S期細胞減少和 G0/G1期細胞增多,下調相關基因 bcl-2和 c-myc基因 mRN A蛋白表達水平,可能是其誘導腫瘤細胞凋亡的機制。蓯蓉提取物可促進腫瘤壞死因子(TN F)水平升高,具有抗腫瘤功效,通過啟動 TNF-α/TNFR1途徑導致腫瘤細胞凋亡。

3.2.3 益氣養陰:由黃芪、北沙參、天冬、女貞子為主藥的益氣養陰方能降低 LAX-83人肺癌細胞突變型 P53和 c-myc基因蛋白的表達,從而抑制肺癌細胞增殖,降低凋亡抑制基因的表達,誘導腫瘤細胞凋亡。益氣養陰方誘導 FL9611白血病細胞凋亡的重要途徑是上調白血病細胞 Caspase-3表達。由太子參、生黃芪、茯苓、炒白術、枸杞子、女貞子、山茱萸、半枝蓮、白花蛇舌草、七葉一枝花、莪術組成的益氣養陰解毒方含藥血清與 5-FU共同作用于肝癌 HepG2細胞 48h-72h后,細胞凋亡指數明顯高于 5-FU組,說明含藥血清可增強 5-FU對 HepG2細胞的凋亡誘導作用。

3.3 其次平之 《素問?至真要大論篇》:調氣之方,“其次平之”,“氣血正平,長有天命”。腫瘤的形成與機體本身氣機紊亂、郁結,氣運阻滯等方面亦有一定程度的關聯。因此,權衡平調,采用疏理肝氣,理氣健脾的治法方藥,使氣機暢通,血氣平和,陰平陽秘,誘導腫瘤細胞恢復陰陽平衡之生理狀態,從而達到在細胞分子水平治愈腫瘤的目的。

3.3.1 疏理肝氣:柴胡皂甙 d(SSd)可有效降低 HL-60細胞胸腺嘧啶摻入率,其效應呈劑量和時間依賴關系,可明顯抑制HL-60細胞增殖,細胞 G0/G1期增加,S期細胞降低,呈明顯的G0/G1阻滯現象,并使糖皮質激素受體 (GR)mRN A表達增加,SSd的抗癌活性可能與上調 GRmRN A表達有關。小柴胡湯水溶液可特異性誘導肝癌 KIM-1細胞凋亡;在低濃度作用于荷瘤鼠 S180時瘤細胞出現凋亡現象,高濃度時為壞死,其抑瘤作用機理包括凋亡和壞死。小柴胡湯誘導肝癌細胞凋亡的作用是特異的,且各藥效成分有協同效應。

3.3.2 健脾理氣:四君子湯誘導移植性人腎癌細胞凋亡主要與健脾藥物有關,可能是抗癌作用的機制之一。從薏苡仁中提取的抗癌新藥康萊特在多種癌組織中以阻滯腫瘤細胞核分裂的方式,使癌細胞停止在 G2/M期。薏苡仁酯對人宮頸癌 HeLa細胞通過阻滯細胞周期中 G2/M時相細胞,減少進入 G0、G1時相細胞,導致其細胞分裂下降,減少有絲分裂,抑制腫瘤細胞增殖,從而誘導細胞發生凋亡。白術揮發油能明顯降低 S180肉瘤凋亡相關基因 bcl-2的表達,并呈一定的劑量依賴性,促使瘤細胞凋亡,從而起到抑制腫瘤細胞增殖的作用。由黨參、白術、茯苓、八月札等組成的健脾理氣藥血清,使細胞周期阻滯于 S期,并上調 P53蛋白的表達,抑制細胞端粒酶活性,誘導肝癌 SM MC7721細胞凋亡 ;并可誘導 HAC肝癌細胞凋亡,上調腫瘤細胞 box基因蛋白表達,可能是健脾理氣方抗癌機制之一。

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