三氧化二砷抗胃癌的研究進展

摘要：砷劑是眾所周知的一類致癌源，能誘發多種癌癥，但它的衍生物三氧化二砷卻是一種有潛力的抗癌物，三氧化二砷俗稱砒霜，是傳統中藥毒藥，能有效地用來治療急性早幼粒白血病（APL）以及其他腫瘤。但由于毒性較大，限制了它的廣泛應用。近幾年來，As2O3在治療實體瘤尤其是胃癌方面的研究也越來越多，本文結合國內外相關文獻就As2O3治療胃癌的實驗和臨床進展做一綜述。

關鍵詞：三氧化二砷 抗癌 胃癌 As2O3

【中圖分類號】R-0【文獻標識碼】B 【文章編號】1008-1879(2012)07-0040-01

1 體外實驗

不同的腫瘤細胞對As2O3的敏感性不同，有研究者曾用As2O3處理六種癌細胞，分別是MGC-803，HIC MCF-7，HeLa，BEL-7402和A549細胞，結果發現As2O3不同程度地抑制它們的生長并誘導凋亡，提示As2O3可能是一種潛在的抗胃癌藥物。近來研究發現As2O3對多種類型的胃癌細胞株均有抑制生長增殖以及誘導凋亡作用。Shao QS[2]用1，5，10mmol的As2O3處理MKN45細胞，克隆形成抑制率分別達到了38.5%，99.1%和99.5%。研究表明As2O3對人胃癌細胞系BGC-823同樣呈生長抑制和凋亡誘導作用，并呈時間和劑量依賴性。在微缺氧狀態下，As2O3抑制人胃癌細胞SGC7901生長，誘導其凋亡。

2 體內實驗

鄔德東用人胃癌細胞SGC7901細胞皮下注射于裸鼠，建立裸癌移植瘤模型，腹腔注射給藥不同濃度的As2O3，用藥10天后低高2個實驗組瘤塊的平均體積均顯著小于對照組(P<0.05)，且高劑量組瘤塊平均體積顯著小于低劑量組(P<0.05)；抑瘤率分別達29.08%和52.17%。該實驗表明As2O3單劑能顯著抑制人胃癌裸鼠皮下移植瘤的生長。

3 抗胃癌作用機制的研究

3.1 細胞毒作用與活性氧的關系。As2O3對靶細胞的細胞毒作用與細胞內氧自由基的產生密切相關。張敬東用MTT法檢測As2O3對胃癌MGC803、BGC823和SGC7901細胞的細胞毒作用；應用流式細胞儀檢測未用藥及As2O3作用后3種細胞系的ROS水平。結果不同濃度的As2O3呈時間、濃度依賴性抑制胃癌MGC803、BGC823和SGC7901細胞的增殖。5μmol/L As2O3作用24h后，MGC803和BGC823細胞的ROS峰值水平分別為100.8±3.8和103.5±2.3，與用藥前比較均顯著升高(P<0.001，P<0.01)。

3.2 與凋亡相關基因作用。誘導腫瘤細胞發生凋亡可能是其抗胃癌的主要作用機制之一。Shao QS應用顯微鏡和流式細胞儀觀察As2O3對人胃癌細胞株MKN45的作用時發現，As2O3作用于腫瘤細胞后可看到細胞體積縮小，染色質固縮成斑塊狀，呈半月形緊貼于核膜周邊，核碎裂，凋亡小體形成，均為典型的細胞凋亡形態學改變并且還發現As2O3誘導MKN45細胞凋亡作用呈時間依賴性。通過研究均證實As2O3對胃癌細胞有促凋亡作用，但在作用機理、藥物敏感濃度等方面存在不少差異，有待于進一步研究驗證。

3.3 誘導線粒體跨膜電位(△ψm)下降。細胞△ψm是構成線粒體電化學梯度的主要部分，常態的△ψm是維持線粒體正常功能必不可少的。實驗表明，As2O3，能誘導△ψm下降，激活Caspase級聯反應，引起Caspase-9活性增高，最終導致細胞凋亡。

3.4 影響細胞內Ca2+濃度。有研究表明，As2O3影響腫瘤細胞內Ca2+穩定態，誘導腫瘤細胞內Ca2+濃度持續升高。另有實驗表明，As2O3在誘導MGC-803，HIC，MCF-7，HeLa，BEL-7402 and A549 cells細胞凋亡過程中，腫瘤細胞對三氧化二砷的敏感性與細胞內ca2+濃度升高程度密切相關。

3.5 對端粒酶的影響。端粒酶是迄今發現的一個最為廣譜和特異的腫瘤標志物，與細胞衰老、永生化和腫瘤的發生、發展有密切關系。梅樹江等在體外用As203作用人胃癌BGC823后，發現不同As2O3濃度、不同時間作用的四組胃癌細胞的端粒酶活性值與對照組比較明顯降低(P<0.05)。并且5μmol/LAs2O3分別作用胃癌細胞株24、48h后hTERT基因的轉錄表達僅為對照組的28.2%和10.3%，說明As2O3對端粒酶逆轉錄酶基因的轉錄具有明顯抑制作用(P<0.05)。張揚等研究發現As2O3通過下調TRF2蛋白表達、上調TRF1蛋白表達改變端粒穩定性狀態及使染色體端-端融合，從而誘導MGC803細胞凋亡。提示As2O3是一優良的端粒酶抑制劑，有一定的抗胃癌前景。

3.6 對腫瘤血管生成的影響。近年來已發現As2O3對腫瘤血管生成有抑制作用。肖延風等[21]用人胃腺癌細胞株SGC7901接種30只裸鼠皮下，建立實體瘤模型。治療組接受As2O3腹腔注射10d。As2O3治療組的微血管密度(MVD)、VEGF熒光表達水平均顯著低于對照組(P<0.01)。

3.7 抑制腫瘤的浸潤和侵襲。于齊宏通過觀察胃癌術前短時間，小劑量應用As2O3，能抑制腫瘤的浸潤與轉移三氧化二砷的抗腫瘤作用，這種抑制腫瘤的作用與下調CD44、VEGF，上調nm23的表達有關。

3.8 對細胞周期的影響。李嵐通過觀察不同濃度、不同時間的As2O3作用于胃癌細胞，發現大多數細胞被阻滯于G2／M期，而且凋亡現象多發生在G2／M期的細胞中。

P53基因、cyclinD1和PCNA基因是細胞周期的調控因子，梁桃等[24]發現As2O3能下調胃癌細胞P53、cyclinD1和PCNA的蛋白表達。

3.9 對表觀遺傳學的影響。As2O3作為一種細胞毒藥物，長期以來被認為能抑制細胞DNA的合成，干擾細胞代謝，致染色體畸變或損害細胞基因。As2O3對癌細胞的效應是廣泛的，可引起多種腫瘤細胞的多種基因的表達改變。近來研究表明，砷劑致癌作用不但與遺傳學改變有關，也與表觀遺傳學的改變有關，如引起DNA的超甲基化或者低甲基化。而有機砷又以三種形式存在，即As2S3，As2S2，As2O3。但是目前，關于As2O3誘導胃癌細胞凋亡是否與表觀遺傳學有關的報道甚少。

4 問題和展望

近幾年來雖然從多層次、多角度對As2O3治療原發性胃癌的作用進行了大量的體內外實驗，且發現促細胞凋亡可能是主要作用機制，但對其誘導凋亡的信號傳導途徑、敏感劑量、作用的靶分子等存在較大分歧，甚至結論相左，有待于進一步深入研究；該藥毒性很大，在臨床上作為抗胃癌的藥物是否合理有效有待于進一步研究。

參考文獻

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