異硫氰酸苯乙酯抗腫瘤的研究進展

朱云濤(綜述)，鄒 璽，王瑞平※(審校)

(1.南京中醫藥大學，南京 210029； 2.江蘇省中醫院腫瘤科，南京 210029)

白芥子是我國傳統中藥，屬于十字花科植物[1]，具有化痰逐飲、散結消腫的功效。現代醫學研究發現，中藥白芥子發揮作用主要依靠的是白芥子苷、白芥子堿、白芥子揮發油等成分[2]，異硫氰酸鹽(isothiocyanates，ITCs)是從白芥子中提取，而異硫氰酸苯乙酯(phenthyl isothiocyanate，PEITC)則是以ITCs為基礎，通過人工合成的方式獲得的一種異硫氰酸化合物。目前研究表明，PEITC具有抑制多種腫瘤細胞生長及誘導細胞凋亡的作用[3]。該文旨在探討PEITC在抗腫瘤方面的研究進展。

1 PEITC預防腫瘤的機制

PEITC作為人工合成的異硫氰酸化合物，其抗腫瘤機制與ITCs的抗腫瘤機制基本相同[4]，均是通過對Ⅰ相酶的抑制及對Ⅱ相酶的活性誘導來完成的。Ⅰ相酶參與外源性物質的代謝，而此類物質的代謝過程中會產生一些中間產物，這些中間產物往往具有高毒性或高致癌性，當PEITC或ITCs作用于Ⅰ相酶后，顯著抑制了代謝活動中中間產物的生成，從而有效降低了高毒性或高致癌性物質誘導體內組織癌變的概率。PEITC對Ⅱ相酶活性誘導作用在整個預防腫瘤機制中起決定性作用。一般情況下，核因子E2p45-相關因子2(nuclear factor-ery-throid2 p45-related factor2，Nrf2)是以復合物的形態存在于細胞中，當PEITC作用后，促使Nrf2從復合物中脫落并與抗氧化反應元件結合，增強其對Ⅱ相酶的誘導轉錄。

2 PEITC抗腫瘤機制

2.1PEITC誘導腫瘤細胞凋亡的相關機制 目前的研究表明，PEITC對多種惡性程度較高的腫瘤細胞有顯著的促凋亡作用[5]。PEITC的濃度為12.5 μmol/L時對胃癌803細胞有較為明顯的促凋亡作用，其24 h的抑制率可達到10%～25%。蛋白質印跡法檢測發現，PEITC使Bcl-2的表達下降，Bax表達升高[6]。賴亞棟等[7]認為，PEITC對肝癌SMMC-7721細胞有良好的誘導凋亡作用，在10 μmol/L水平下作用7 h，細胞的凋亡率為(6.9±2.4)%；在40 μmol/L時的凋亡率為(54.5±5.4)%。葉靜嫻等[8]認為，PEITC對骨髓瘤RPMI8226細胞有顯著的抑制作用，其通過對RPMI8226細胞Notch信號的抑制，減少發狀相關增強子基因的表達，增加抑癌磷酸酶及張力蛋白同源的基因的表達，從而發揮抑制瘤細胞增殖的作用。

2.2PEITC對細胞周期的影響 孫娜[9]研究發現，10μmol/L的PEITC作用于乳腺癌MCF-7細胞24 h，細胞出現明顯的凋亡，細胞周期阻滯在G2/M期，同時可對細胞造成氧化損傷。氧化損傷是引起細胞凋亡的一個重要因素，氧化應激誘導蛋白激酶C及蛋白激酶B或核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)通路激活，進一步激活細胞核內的c-Jun氨基端激酶(c-Jun NH2-teminal Kinase，JNK)通路，從而導致DNA斷裂[10]，由于細胞凋亡且周期被阻滯，加上DNA斷裂使得DNA修復力明顯下降，進一步誘導細胞凋亡。

2.3PEITC與胱天蛋白酶家族的關系 胱天蛋白酶(caspase)是一組存在于細胞質中具有類似結構的蛋白酶，目前已經發現14種之多，caspase家族和細胞凋亡密切相關[11]，其在早期的凋亡啟動及凋亡信號轉導中發揮著重要作用。凋亡啟動有兩條通路：死亡受體通路和線粒體通路。其中caspase-8在死亡受體通路中發揮重要作用，caspsae-9在線粒體通路中發揮主要作用[12-13]。18 μmol/L的PEITC作用于胃癌803、823細胞24 h后，caspase-8、caspase-9的表達均有增高的趨勢，說明PEITC通過死亡受體通路激活了caspase-8，繼而激活下游的caspsae-9，發揮誘導胃癌細胞凋亡的作用；36 μmol/L的PEITC作用48h，其增高趨勢更為明顯，表明PEITC誘導胃癌細胞的凋亡呈現時間和濃度依賴性。

2.4PEITC抑制腫瘤細胞遷移、侵襲 關于ITCs類藥物抑制腫瘤細胞遷移及侵襲的研究較少，人SK-Hep1細胞劃痕實驗發現，5 μmol/L的PEITC作用12 h后能顯著抑制該細胞的遷移；48 h后，該抑制作用更強，且此種作用呈時間和濃度相關性[14]。研究還發現，基質金屬蛋白酶(matrix metallopro teinase,MMP)2、MMP-9以及血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表達降低、RECK(reversion-inducing-cyste-ine-rich proteinwith kazalmotifs)的表達上升，充分說明PEITC對腫瘤細胞具有較好的抑制黏附、遷移和侵襲的作用。

2.5抑制環加氧酶2和NF-κB的活性 目前普遍認為，抑制環加氧酶2(cycloxygenase-2，COX-2)與細胞凋亡密切相關，其參與了腫瘤血管生成及代謝。正常組織中，COX-2的表達水平較低，在各種細胞因子、促癌因子的作用下其表達水平明顯升高。腫瘤細胞或腫瘤組織中，COX-2的過表達可促進腫瘤血管的生成、抑制腫瘤細胞凋亡。NF-κB作為一種調節炎癥和細胞增殖的核轉錄因子[15]在動物細胞中廣泛存在，參與調控腫瘤不同階段的細胞因子，促進腫瘤血管生成、誘導抗腫瘤細胞凋亡。研究發現，COX-2的5′端有兩個NF-κB的結合位點，通過抑制該結合位點蛋白的表達，可降低NF-κB的活性、減少COX-2的表達[16]。研究表明，不同濃度的PEITC作用于胃癌803、823細胞，爬片12 h后能夠顯著下調NF-κB蛋白的表達[17]。

3 ITCs的其他作用

ITCs類化合物除了具有良好的抗腫瘤作用外，還有抗菌、抗血小板聚集及抗氧化等作用。研究發現，ITCs類對金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌等有良好的抗菌作用。對倉儲害蟲的活動性也有很好的抑制作用。吳華等[18]發現，0.1 μg/mL的ITCs即對害蟲表現出強烈的熏蒸活性。ITCs為0.128 g/mL時，對痢疾桿菌的抑制作用顯著。

4 小 結

近年來，人們在對腫瘤的態度已不單純滿足于治療，預防的地位越來越高[19]。目前，人們的焦點已從單純抗腫瘤轉移到預防、治療及對抗中了。PEITC是ITCs類化合物中作用比較強、且同時具有預防和抗腫瘤雙重作用的藥物，其通過抑制色素細胞P450酶等預防腫瘤，并降解這些酶在代謝中產生的具有毒性或致癌性的物質，同時誘導細胞分化，通過抑制COX-2和NF-κB的活性，顯著促進細胞凋亡和抑制細胞增殖，引起細胞周期阻滯。細胞凋亡是指為維持內環境穩定，由基因控制的細胞自主的有序的死亡[20]。國內一些研究表明，PEITC對骨髓瘤細胞、乳腺癌細胞、肝癌細胞等具有良好的抑制增殖和誘導凋亡的作用[21]。PEITC的抗腫瘤作用主要體現在誘導腫瘤細胞凋亡方面，這種作用是通過多方面共同完成的，例如通過抑制NF-κB的活性減少COX-2的生成，而COX-2的生成減少勢必造成前列腺素合成的減少[22]，故而抑制了炎性介質的釋放；又如，在DNA甲基化中，PEITC能抑制癌細胞增殖，并誘導其分化和凋亡。在PEITC與紫杉醇的協同試驗中，其將乳腺癌細胞的細胞周期阻滯于G2/M期，并增加了Bax、caspase蛋白的表達、減少Bcl-2的表達[23]，同時PEITC能有效地抑制腫瘤細胞的遷移，黏附及轉移，減少MMPs家族的表達。

PEITC是一種良好的具有預防及抗腫瘤作用的藥物，盡管目前尚未在臨床使用，但很多研究都充分認可了其誘導細胞凋亡、抑制黏附、遷移及侵襲的作用，這為將來PEITC的開發應用提供了基礎。

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