以細胞凋亡通路為靶點的抗腫瘤中藥研究進展

丁大偉 章永紅

(南京中醫藥大學附屬醫院，江蘇 南京 210023)

腫瘤的發生發展與細胞失控性增殖有密切聯系，多種惡性腫瘤細胞存在凋亡逃逸，以此獲得無限增殖的能力〔1〕。因此，從參與凋亡信號傳導的通路著手，靶向性調控細胞凋亡，是腫瘤研究的熱門領域。傳統中藥包含諸多抗腫瘤活性成分，尋找高效低毒、靶向清晰的誘導凋亡藥物必將是中藥抗癌研究的新目標。

1 細胞凋亡途徑

1.1死亡受體介導的凋亡通路 正常情況下，細胞通過膜表面的受體與外周環境之間進行信號交流，并傳遞至細胞內影響其代謝生長。凋亡亦是如此，凋亡信號傳遞至細胞膜，與特定的死亡受體結合并將信號傳遞至胞內，啟動凋亡程序的過程，稱為受體依賴型凋亡途徑，即外源性通路〔2〕。死亡受體(DR)屬腫瘤壞死因子(TNF)受體超家族的亞型。該家族成員眾多，但它們都含有與TNF受體同源的富含半胱氨酸的胞外區，其胞質部分還含有一個能自身聯合的結構域，稱為死亡結構域(DD)〔3〕。以經典的DR Fas為例，在Fas信號途徑中參與信號轉導的分子主要包括Fas、FasL和Fas-相關死亡結構域蛋白(FADD)。當Fas與FasL結合后，Fas的DD聚集形成三聚體，募集連接蛋白FADD并與之結合；同時借助于死亡效應結構域(DED)的相互作用，Fas-FasL-FADD與含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase)-8酶原串聯結合形成死亡信號誘導復合體(DISC)，DISC的自身切割活化Caspase-8，被激活的Caspase-8一方面隨即激活下游Caspase-3、Caspase-7，執行細胞凋亡〔4〕；另一方面可將促凋亡蛋白Bid剪切，其產物tBid從胞質轉移到線粒體外膜，形成線粒體膜通道，誘導釋放細胞色素(Cyt)C，激活Caspase-9，有效地放大凋亡信號〔5〕。

1.2線粒體參與的凋亡通路 線粒體是細胞的能量供應中心，對維持細胞生長和分裂具有重要的作用。線粒體通路與凋亡的發生密切相關，因某些凋亡信號在不依賴于細胞膜表面受體的傳遞下，直接影響線粒體結構和功能促發凋亡，故又稱內源性通路。線粒體作為通路誘導凋亡的控制中心，維持跨膜電位穩定是發揮正常功能的必要條件〔6〕。研究發現位于線粒體內外膜之間的膜通透性轉變孔(PTP)是影響跨膜電位的因素之一。接受凋亡信號后，PTP孔道開放，直接導致跨膜電位下降甚至喪失，由此破壞內外膜結構，最終崩解線粒體〔7〕。線粒體的釋放反應是誘導凋亡的關鍵步驟，位于膜間隙的CytC轉移至胞質內，并與凋亡激活因子(Apaf)-1結合，活化Caspase-9前體，進而激活Caspase-3，CytC的釋放與Caspase-3的激活還可形成互助反饋性自我放大回路，如激活的Caspase-3可特異性地切割Bcl-2，使其失去對PTP的抑制作用，從而釋放更多的CytC，通過CytC來活化其他Caspase，觸發級聯反應，啟動并加速凋亡程序〔8〕。因此CytC是凋亡的“致命傷”，是凋亡發生的重要環節。此外，線粒體還釋放其他一些凋亡反應相關分子，如凋亡誘導因子、Smac/Diablo蛋白、活性氧(ROS)、鈣離子(Ca2+)等，協同參與凋亡級聯反應的調節〔9〕。

2 激活凋亡通路的抗腫瘤中藥

2.1作用于死亡受體通路

2.1.1青蒿 青蒿素最初是從解毒截瘧中藥青蒿中提取分離的倍半萜內酯類化合物，其衍生物眾多，憑借低毒高效的抗瘧疾作用被廣泛研究開發。近年來報道〔10〕青蒿素與其衍生物具有明確的體內外抗腫瘤活性，其中尤以二氫青蒿素為代表成分。研究發現二氫青蒿素可通過誘導凋亡抑制多種惡性腫瘤細胞的增殖，具有廣闊的應用前景。He等〔11〕證實二氫青蒿素體外抑制胰腺癌LNCaP細胞增殖的作用，并上調DR5蛋白表達，活化Caspase-8從而誘導凋亡；與DR5配體腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體(TRAIL)協同作用可增強促凋亡功效，由此推測死亡受體通路是二氫青蒿素誘導腫瘤細胞凋亡的作用途徑之一。

2.1.2云芝 云芝糖肽具有增強機體免疫的功能，是腫瘤綜合治療中的生物效應調節劑〔12〕。云芝糖肽還可通過誘導腫瘤細胞凋亡的方式直接抑制腫瘤生長。李麗美等〔13〕實驗表明云芝糖肽在誘導急性粒細胞白血病(HL-60)細胞凋亡過程中Fas表達上調，伴隨著Caspase-8激活，考慮Fas受體依賴的凋亡途徑是其誘導凋亡的靶點之一。

2.1.3蟾皮 干蟾皮是由中華大蟾蜍的皮炮制而成，有清熱解毒、利水消脹之功效，主治癰疽腫毒，民間用之治療各類癌腫，常收良效。現代藥理研究表明蟾蜍皮的化學成分種類較多，其中蟾毒內酯類化合物是其主要活性成分，如蟾毒靈、華蟾毒精等〔14〕。研究發現華蟾毒精體外抑制肝癌HepG2細胞的生長，使細胞呈明顯凋亡改變。Qi等〔15〕認為華蟾毒精誘導凋亡的作用可能與DR介導的外源性通路有關，研究證實華蟾毒精處理肝癌細胞后，蛋白檢測發現pro-Caspase-8表達減弱，而Caspase-8表達增強，提示Caspase-8被激活；結果還表明Fas蛋白表達水平與華蟾毒精濃度呈正相關。

2.2作用于線粒體通路

2.2.1西洋參 西洋參性溫和，補益肺陰、清熱生津，具有抗腫瘤、抗衰老、增強免疫等廣泛的藥理學作用〔16〕。西洋參皂苷是西洋參的主要活性成分，作為從皂苷中分離的單體之一，研究發現20(S)-原人參二醇(PPD)能誘導A549細胞凋亡，檢測到線粒體膜電位明顯降低，ROS產生，隨著處理時間的延長，CytC、Smac 和凋亡誘導因子(AIF)的蛋白表達量逐漸增加，說明 PPD在誘導 A549 細胞凋亡的過程中，發生了凋亡相關因子由線粒體向細胞質的釋放，Western印跡檢測亦證實Bax、Bad蛋白表達上調，伴隨著Bcl-2蛋白表達下降，實驗表明西洋參誘導肺癌細胞凋亡的機制可能與線粒體通路密切相關〔17〕。

2.2.2姜黃 姜黃主行氣活血，亦是腫瘤等疾病的常用藥物，具有抗感染、抗氧化、抗腫瘤、降血脂等多重藥理學作用〔18〕。近年來研究發現經線粒體通路誘導腫瘤細胞凋亡是姜黃素抗腫瘤作用的有效靶點。王偉章等〔19〕證實姜黃素能顯著促使肝癌Huh7細胞中Bcl-2家族促凋亡蛋白Bad表達上調，并誘導CytC從線粒體釋放至胞質中，活化Caspase-3蛋白，最終誘導肝癌細胞凋亡，為其運用于肝癌的臨床治療提供良好的參考。

2.2.3冬凌草 冬凌草為清熱解毒類中藥，具有良好的抗腫瘤功效，對食管癌、賁門癌、原發性肝癌、膀胱癌等諸多癌瘤都有明顯的抑制作用。冬凌草甲素是其抗腫瘤的主要活性成分〔20〕。謝曉原等〔21〕將冬凌草甲素處理食管癌SHEEC細胞后發現細胞核呈明顯的染色質凝塊邊集的凋亡現象，而線粒體的形態已先一步發生改變，伴隨著作用時間的延長，由最初的腫脹、內部結構模糊進展至最后伴隨核染色質凝塊邊集同步出現的空泡化、內部結構消失，同時膜電位下降，蛋白電泳可見CytC表達增加，Caspase-9活化，由此表明冬凌草甲素可通過線粒體通路誘導食管癌細胞凋亡，從而抑制腫瘤生長。

綜上，細胞凋亡的調控是一個綜合并且復雜的體系，不同的誘導因素存在著不同的信號傳導途徑，各信號傳導途徑彼此也不孤立存在，而是緊密聯系和相互作用的。隨著生命科學的發展，細胞凋亡機制在腫瘤領域的深入，篩選新的細胞凋亡誘導劑將是研究的主流方向。傳統抗腫瘤中藥簡便高效、價格低廉、資源豐富，在不斷闡明其凋亡通路靶向性的基礎上具有良好的應用前景。

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