劉 鈺,王海琳,聶夏子,石小芳(.蘭州大學第一臨床醫學院,蘭州 730000;2.甘肅省人民醫院婦產科,蘭州 730000)
婦科惡性腫瘤主要包括子宮頸惡性腫瘤(子宮頸癌)、子宮內膜惡性腫瘤(子宮內膜癌)、卵巢惡性腫瘤(卵巢癌)、輸卵管惡性腫瘤(輸卵管癌)等。子宮頸癌的發病率居婦科惡性腫瘤之首,而卵巢癌的死亡率則最高,子宮內膜癌的發病率和死亡率則介于兩者之間。隨著醫學技術的進步,婦科惡性腫瘤的治療已經有了很大程度的改善,然而對于失去手術機會的婦科惡性腫瘤的治療,化療和放療已經成為其主要的治療手段。現有的化療藥物由于具有較大的毒副作用嚴重限制了其在臨床中的應用。苦參堿(Mat)來源于豆科植物苦參的干燥根,具有抗腫瘤活性的作用,是苦參堿類生物堿的代表,屬于喹諾里西啶(quinolizidine)類生物堿[1]。現代藥理研究結果顯示,苦參堿在抗腫瘤方面具有毒副作用小、抗瘤譜廣的優點。本文擬就近年來苦參堿抗婦科惡性腫瘤機制的研究進展作一綜述。
正常細胞通過對細胞周期G1-S 相和G2-M 相兩個節點的控制來調控細胞周期的進程,使不同的細胞周期事件在時間和空間上相互協調。腫瘤細胞由于一直處于無限惡性增殖狀態而不能進入靜止期。苦參堿抗婦科惡性腫瘤的機制之一就是通過調控細胞周期來抑制腫瘤細胞增殖。李瑞萍等[2]研究結果顯示,苦參堿通過將卵巢癌OV2008細胞阻滯于G0/G1期而抑制其增殖。付婷婷[3]、王麗等[4]研究結果顯示,苦參堿對宮頸癌Hela 細胞的生長抑制作用呈劑量和時間依賴性的關系。張曉英[5]研究結果顯示,苦參堿是通過將HeLa 細胞阻滯在G0/G1期,從而抑制其增殖。白雪飛[6]研究結果顯示,苦參堿可能是通過上調肺癌腫瘤抑制因子1(TSLCl)mRNA 的表達來抑制宮頸癌SiHa細胞的體外增殖。李響等[7]研究結果顯示,苦參堿通過將人卵巢惡性畸胎瘤細胞株PA-1細胞阻滯在G1期,從而阻止進入S 期來抑制其增殖,抑制效應呈現明顯的時間-劑量依賴性。
P27基因編碼蛋白P27kip1通過抑制cyclin-CDK 復合物的生物活性使腫瘤細胞停滯在G1/S 期。研究結果顯示,P27的表達缺失是發展為子宮內膜癌的重要一步。據報道,苦參注射液可增加子宮內膜癌HEC-1B 細胞P27基因mRNA 水平的表達,進而通過對細胞周期的影響,抑制HEC-1B 細胞增殖[8]。除此之外,李軍等[9]研究結果顯示,苦參堿通過將子宮內膜癌Ishikawa 細胞阻滯于G0/G1期來抑制其增殖,且呈一定的時間-劑量依賴性。
細胞凋亡在腫瘤的發生、發展和抗腫瘤藥物治療中起著重要作用,已成為當前腫瘤研究的熱點之一[10]。苦參堿抗腫瘤機制之一就是誘導腫瘤細胞分化和凋亡,并在誘導分化過程中涉及到多種基因的參與。在體內,Bcl-2/Bax 的大小決定細胞凋亡的敏感性,Bcl-2/Bax 增大則細胞存活,反之則易凋亡[11]。金暢等[12]研究結果顯示,苦參堿作用于Hela細胞后,超微結構發生凋亡早期改變,Bcl-2/Bax 比值減小,細胞凋亡率則呈濃度依賴性。正常子宮內,Bcl-2蛋白的表達增殖期高于分泌期,而Bax 的表達分泌期則高于增殖期。張文謹等[8]研究結果顯示,復方苦參注射液可能通過對Bcl-2/Bax 表達的調控來誘導子宮內膜癌細胞的凋亡。
Fas蛋白主要功能為介導死亡受體、誘導細胞凋亡。李瑞萍等[2]研究結果顯示,苦參堿可以上調OV2008細胞Fas蛋白的表達、下調Bcl-2蛋白的表達,說明苦參堿誘導細胞凋亡可能與Fas 蛋白凋亡通路和Bcl-2蛋白家族的調節有關。除Bcl-2蛋白、Fas蛋白之外,COX-2蛋白、FasL蛋白也是細胞凋亡通路中發揮重要作用的分子。在宮頸癌組織中,Bcl-2蛋白、COX-2蛋白和FasL蛋白均呈高表達,Fas蛋白則呈低表達。Mat作用HeLa細胞后發現,Bcl-2蛋白、COX-2蛋白和FasL蛋白表達下降,Fas蛋白表達增加[13]。
Survivin 是抗凋亡作用最強的細胞調節因子之一[14],其過度表達可導致腫瘤的發生。陳立波[15]研究結果顯示,苦參堿可能通過抑制Survivin 基因的表達來抑制Hela 細胞的增殖,誘導其凋亡。郭啟帥等[16]研究結果顯示,苦參堿誘導卵巢癌SKOV3細胞的凋亡可能與下調Survivin 基因和提高Caspase-3蛋白表達量有關。李響等[7]研究結果顯示,大劑量的苦參堿能明顯誘導卵巢惡性畸胎瘤PA-1細胞的凋亡甚至壞死,其凋亡率具有劑量依賴性。上述研究結果顯示,苦參堿是通過對多種凋亡分子的調節來發揮其抗腫瘤效應。
細胞信號轉導通路的異常和腫瘤的發生、發展密切相關,以信號轉導關鍵分子為靶點是開發抗腫瘤藥物的重要途徑。近年來有研究結果顯示,苦參堿對婦科腫瘤細胞的信號轉導通路具有調節作用。
真核起始因子4E(eIF4E)在蛋白的翻譯起始過程中起到了重要的作用[17]。諸多研究結果顯示,其與細胞惡性轉化、腫瘤發生、腫瘤的侵襲轉移能力和患者的腫瘤分期、預后相關[18]。付婷婷等[3]研究結果顯示,苦參堿通過降低HeLa 細胞中eIF4E,4E 結合蛋白1(4E-BP1)磷酸化水平導致細胞中去磷酸化4E-BP1含量增多,從而阻止mRNA的翻譯[19],進而抑制腫瘤細胞的增殖。
NF-κB 信號通路的持續活化可提高腫瘤細胞的浸潤轉移能力,從而影響細胞的分化、增殖,調控細胞周期和凋亡過程[20]。王芳[21]研究結果顯示,苦參堿通過影響p53和NF-κB分子通路在核內的轉錄水平來介導HeLa細胞和SiHa細胞的凋亡。
大多數子宮內膜癌的發生與過多的雌激素刺激有關[22]。雌激素及其受體介導的信號轉導通路在子宮內膜癌中發揮著重要作用[23]。張文謹等[24]研究結果顯示,苦參注射液通過降低雌激素受體-α36(ER-α36)和雌激素受體-α66(ER-α66)mRNA的表達水平來抑制子宮內膜癌HEC-1B細胞的增殖。
侵襲和轉移是惡性腫瘤的主要特征,也是導致其治療失敗和死亡的最主要原因。腫瘤的侵襲和轉移是一個極其復雜、多步驟的過程[25]。
黏附性和運動性是腫瘤細胞發生轉移的重要因素。細胞骨架可以影響細胞黏附和運動能力。細胞骨架連接蛋白(Ezrin)在腫瘤的侵襲轉移中起到了重要的作用,它可以通過組成膜細胞骨架相關復合體和形成特殊膜結構對細胞活動進行調節。申志華等[26]研究結果顯示,苦參堿能抑制高轉移性人卵巢癌HO-8910PM 細胞和纖維粘連蛋白(FN)的黏附,并可降低腫瘤細胞的運動力、穿透基底膜的侵襲力,同時伴有Ezrin量的增多。從而證實苦參堿不僅是通過侵襲轉移的某個環節,而是通過多個環節全面實現其抑制作用的。
近年來有研究結果顯示,細胞內普遍存在的骨架調節蛋白血管擴張刺激磷蛋白(VASP)與腫瘤細胞黏附性和運動性密切相關。蛋白激酶A(PKA)介導的VASP磷酸化在細胞遷移過程中具有重要的調節作用。另有研究結果顯示,苦參堿在體外通過降低VASP的磷酸化,抑制PKA的活性,進而抑制HeLa細胞的黏附和遷移[27]。文顯梅等[28]研究結果顯示,苦參堿可能通過降低PKA活性和VASP蛋白的磷酸化來抑制Hela細胞的黏附和運動。
基質金屬蛋白酶(MMPs)的過度表達與惡性腫瘤的生長、侵襲、轉移密切相關。MMPs 能降解基底膜和細胞外基質成分,血管內皮生長因子(VEGF)被認為是促進腫瘤血管生成的主要因素之一,對腫瘤基質血管形成和腫瘤生物學行為均有重要影響。惡性腫瘤細胞能分泌大量VEGF 促進腫瘤的新生血管生成及間質產生。王靜妮[29]研究結果顯示,苦參堿可以抑制VEGF和MMP-2在腫瘤細胞SKOV3、PM-2中的表達,這一發現將有助于在分子水平上探討藥物抑制腫瘤侵潤轉移的作用機制。
炎性因子IL-8可能通過NF-κB信號傳導通路促進腫瘤的侵潤和轉移[30]。李軍等[9]研究結果顯示,苦參堿能明顯抑制Ishikawa 細胞上清液IL-8的表達和Ishikawa 細胞核中NF-κBp65蛋白表達。因此,苦參堿可能通過抑制NF-κB 信號轉導通路的活化抑制IL-8的分泌,從而抑制子宮內膜癌的轉移。
有研究結果顯示,卵巢癌組織中尿型纖溶酶原激活因子(uPA)、1型纖溶酶原抑制因子(PAI-1)的過度表達和卵巢癌浸潤轉移及預后密切相關[31]。凌丹等[32]研究結果顯示,苦參堿有可能通過抑制uPA、PAI-1的過度表達或阻斷其活性,達到有效抑制卵巢癌細胞SKOV3生長的目的。
緊密連接蛋白(Occludin)是細胞間緊密連接的主要功能調節蛋白,其生物學功能與細胞間黏附、移動和通透性調節密切相關[33]。occludin 表達的增高可以抑制癌細胞的脫落、侵襲和轉移。平慧[34]研究結果顯示,苦參堿可以通過上調occludin的表達來抑制人宮頸癌Hela細胞的增殖。
苦參堿與化療藥物聯合應用可以增強化療藥物的抗腫瘤作用。肺癌腫瘤抑制因子1(TSLC1)在宮頸癌組織中表達降低或缺失,與腫瘤的轉移和預后密切相關[35]。劉暢等[36]研究結果顯示,苦參堿聯合順鉑(DDP)抑制SiHa 細胞生長的機制可能與TSLC1mRNA 的表達上調有關,且苦參堿能夠增加SiHa細胞對DDP的敏感性。另有研究結果顯示,苦參堿與DDP聯合應用可以增加DDP 對小鼠移植性宮頸癌u14的抗腫瘤效應[37]。王英等[38]研究結果顯示,苦參堿在體內聯合DDP可以明顯增強u14移植瘤組織中TSCL1蛋白的表達。因此,TSCL1蛋白的表達增強可能就是苦參堿抗宮頸癌作用的重要機制之一。
劉冬菊[39]研究結果顯示,苦參堿與DDP 聯合腹腔注射對SKOV3細胞裸鼠移植瘤具有協同抑制作用,超過了DDP 單獨使用,說明苦參堿具有化療增敏的作用。
劉國燕[40]研究結果顯示,苦參注射液聯合放療可以增強婦科腫瘤患者的治療率,降低盆腔放射性損傷發生率并且可以更有效地緩解患者的疼痛。范湘玲等[41]研究結果顯示,苦參注射液聯合基礎治療用于婦科晚期腫瘤患者可以提高其臨床受益率,在有效緩解疼痛的同時明顯改善患者的生活質量和身體狀況。張鳳芹[42]研究結果顯示,苦參堿、黃芪聯合放射治療可以使宮頸癌患者的白細胞升高,從而提高臨床治療效果。
黃素培等[43]研究結果顯示,以苦參堿為主要活性代謝物的康艾注射液和苦參素注射液經過體內代謝轉化,能明顯增強其對HO-8910細胞的抑制效應。
隨著分子生物學技術的不斷發展,特別是基因芯片和蛋白芯片技術的發展,必將對苦參堿類抗腫瘤機制的研究起到非常大的推動作用。而針對這些機制的研究,定會開發出新型的與苦參堿類抗腫瘤作用同一分子靶點的藥物,為腫瘤的治療開辟出一條新途徑。
[1]劉梅,劉雪英,程建峰.苦參堿的藥理研究進展[J].中國中藥雜志,2003,28(9):11.
[2]李瑞萍,胡雪梅,呂銀鳳,等.苦參堿對人卵巢癌細胞增殖的影響及其機制[J].西安交通大學學報:醫學版,2010,31(5):621.
[3]付婷婷,鄒存華,趙淑萍,等.苦參堿抑制宮頸癌HeLa細胞增殖作用及機制[J].齊魯醫學雜志,2012,27(3):205.
[4]王麗,蘇寶山,吳靜.苦參堿誘導宮頸癌Hela細胞的凋亡作用[J].陜西醫學雜志,2012,41(12):1574.
[5]張曉英.苦參堿對Hela細胞增殖抑制及細胞周期影響研究[D].太原:山西醫科大學,2006.
[6]白雪飛.苦參堿對宮頸癌SiHa細胞中TSLC1基因表達的影響[D].蘭州:蘭州大學,2011.
[7]李響,胡才學,金暢,等.苦參堿對人卵巢惡性畸胎瘤細胞株PA-1體外增殖及凋亡的影響[J].溫州醫學院學報,2007,37(2):97.
[8]張文謹,彭瑤,連增林,等.復方苦參注射液對子宮內膜癌HEC-1B細胞Bcl-2/Bax、P27表達的影響[J].天津中醫藥大學學報,2012,31(2):88.
[9]李軍,薛曉鷗,唐炳華,等.苦參堿抑制人子宮內膜癌細胞增殖轉移及機制研究[J].中國藥物警戒,2011,8(2):65.
[10]Kasibhatla S,Tseng B.Why target apoptosis in cancer treatment?[J].Mol Cancer Ther,2003,2(6):573.
[11]Saxena A,Moshynska O,Sankaran K,et al.Association of a novel single nucleotide polymorphism,G(-248)A,in the 5'-UTR of BAX gene in chronic lymphocytic leukemia with disease progression and treatment resistance[J].Cancer Lett,2002,187(1/2):199.
[12]金暢,滕小玲,雷亞寧,等.中藥苦參堿對體外培養人宮頸癌Hela 細胞的抑制作用[J].溫州醫學院學報,2008,38(2):134.
[13]王麗,蘇寶山,吳靜.苦參堿對宮頸癌Hela細胞凋亡相關蛋白表達的影響[J].陜西醫學雜志,2012,41(11):1450.
[14]Jha K,Shukla M,Pandey M.Survivin expression and targeting in breast cancer[J].Surg Oncol,2012,21(2):125.
[15]陳立波.苦參堿對宮頸癌Hela細胞增殖、凋亡及Survivin基因表達的影響[J].中國實驗方劑學雜志,2013,19(15):235.
[16]郭啟帥,黃曦,李少林.苦參堿誘導卵巢癌SKOV-3細胞凋亡的機制研究[J].中國藥理學通報,2010,26(8):1104.
[17]鄭志芳,朱世澤.真核翻譯起始因子4E[J].醫學分子生物學雜志,2008,5(2):164.
[18]Fischer PM.Cap in hand Targeting eIF4E[J].Cell Cycle,2009,8(16):2535.
[19]Fan S,Ramalingam SS,Kauh J,et al.Phosphorylated eukaryotic translation initiation factor 4(eIF4E)is elevated in human cancer tissues[J].Cancer Biol Ther,2009,8(15):1463.
[20]Ryan KM,Ernst MK,Rice NR,et al.Role of NF-kappaB in p53-mediated programmed cell death[J].Nature,2000,404(6780):892.
[21]王芳.甘肅隴南宮頸癌人乳頭瘤病毒感染的區域特征及藥物防治研究[D].蘭州:蘭州大學,2011.
[22]Jarzabek K,Koda M,Walentowicz-Sadlecka M,et al.Altered expression of ERs,aromatase,and COX2connected to estrogen action in type 1endometrial cancer biology[J].Tumour Biol,2013,34(6):4007.
[23]耿莉,鄧玉.ER、PR、C-erbB-2在子宮內膜癌中的表達及相關性分析[J].現代腫瘤醫學,2013,21(1):141.
[24]張文謹,彭瑤,連增林,等.復方苦參注射液對人子宮內膜癌細胞HEC-1B 雌激素受體表達的影響[J].中國中醫藥信息雜志,2012,19(5):38.
[25]Gassmann P,Enns A,Haier A.Role of tumor cell adhesion and migration in organ-specific metastasis formation[J].Onkologie,2004,27(6):577.
[26]申志華,揭偉,陳錦,等.苦參堿對人卵巢癌細胞株HO-8910PM 增殖及侵襲運動能力的影響[J].中草藥,2008,39(3):386.
[27]Zhang L,Wang T,Wen X,et al.Effect of matrine on HeLa cell adhesion and migration[J].Eur J Pharmacol,2007,563(1/3):69.
[28]文顯梅,魏蕾,張京偉,等.苦參堿對HeLa細胞黏附和移動的抑制作用及機制[J].武漢大學學報:醫學版,2006,27(2):156.
[29]王靜妮.苦參中生物堿成分的提取及抗腫瘤活性研究[D].南寧:廣西醫科大學,2006.
[30]Mian BM,Dinney CP,Bermejo CE,et al.Fully human anti-interleukin 8antibody inhibits tumor growth in orthotopic bladder cancer xenografts via down-regulation of matrix metalloproteases and nuclear factor-kappaB[J].Clin Cancer Res,2003,9(8):3167.
[31]Konecny G,Untch M,Pihan A,et al.Association of urokinase-type plasminogen activator and its inhibitor with disease progression and prognosis in ovarian cancer[J].Clin Cancer Res,2001,7(6):1743.
[32]凌丹,李力,黎丹戎,等.苦參堿對卵巢癌細胞生長及其尿型纖溶酶原激活因子和抑制因子表達的影響[J].廣西醫科大學學報,2007,24(4):497.
[33]Huber D,Balda MS,Matter K.Occludin modulates transepithelial migration of neutrophils[J].J Biol Chem,2000,275(8):5773.
[34]平慧.Occludin 在人宮頸癌組織和藥物對H ela細胞作用前后的表達及其意義[D].蚌埠:蚌埠醫學院,2012.
[35]Yang YX,Yang A H,Yang ZJ,et al.Involvement of tumor suppressor in lung cancer 1gene expression in cervical carcinogenesis[J].Int J Gynecol Cancer,2006,16(5):1868.
[36]劉暢,張煦,魏敏,等.苦參堿聯合順鉑對子宮頸癌SiHa細胞中TSLC1基因表達的影響[J].中國婦產科臨床雜志,2013,14(6):524.
[37]楊茜,王英,楊愛宏,等.苦參堿與其聯合順鉑對U14荷瘤小鼠抑制作用的研究[J].中國醫藥科學,2012,2(7):34.
[38]王英,楊愛宏,楊茜,等.苦參堿聯合順鉑對小鼠u14移植瘤中TSLC1表達影響的實驗研究[J].腫瘤藥學,2012,2(2):101.
[39]劉冬菊.苦參堿及順鉑對人卵巢癌裸鼠移植瘤的生長抑制作用[J].新中醫,2011,43(4):116.
[40]劉國燕.苦參注射液聯合放療治療婦科腫瘤應用分析[J].臨床醫學,2014,34(1):121.
[41]范湘玲,郭金利,劉燕.苦參注射液治療晚期婦科惡性腫瘤臨床分析[J].中國醫藥科學,2011,1(20):14.
[42]張鳳芹.苦參素注射液配合放療治療癌癥臨床觀察[J].遼寧中醫藥大學學報,2007,9(1):113.
[43]黃素培,郜娜,喬海靈.康艾注射液對HO-8910腫瘤細胞增殖的抑制作用[J].中國醫院藥學雜志,2011,31(14):1187.