白藜蘆醇治療胰腺癌機制的研究進展

孔祥子，張 妙，孫韶龍，彭 洋，王寶勝※

(1.中國醫科大學附屬盛京醫院胰腺、內分泌外科，沈陽 110004； 2.中國醫科大學附屬第一醫院放療科，沈陽 110001)

美國2018年癌癥統計數據顯示，胰腺癌為第四大常見致死性腫瘤[1]，其惡性程度高，早期診斷困難，85%的患者確診時已處于晚期，手術難度大，化放療效果不佳，預后極差[2]。在中國情況亦然，因此，尋求新型的治療方法是亟待解決的問題。

中藥來源廣泛，藥理作用豐富，且不良反應小，近年來已成為研究熱點。傳統醫學中，干虎杖根用作中草藥可以治療多種疾病，包括動脈粥樣硬化、高血壓以及腫瘤等。白藜蘆醇是干虎杖根中研究最為廣泛的生物活性成分，最早于1939年從白藜蘆的根中提取出來，具有多種生物活性，包括抗氧化[3]、抗炎[4]、保護心臟[5]、保護神經[6]、抗肥胖[7]、抗腫瘤[8]等作用，因此吸引了大批學者進行研究。國內外多項研究表明，白藜蘆醇不僅能預防多種腫瘤的發生，對多種腫瘤的生長也有一定的抑制作用，包括肝細胞癌、肺癌等，且聯合化療或放療有一定的增敏作用[9-12]。現就白藜蘆醇治療胰腺癌的機制展開綜述。

1 白藜蘆醇概述

白藜蘆醇(反式-3，4′，5-三羥基二苯乙烯)是一種小分子植物抗毒素，由植物接受機械損傷、真菌感染或紫外線輻射時反應性產生。Pezzuto實驗室最早報道白藜蘆醇具有抗腫瘤作用，能從起始、促進、進展三個階段抑制腫瘤[13]。局部應用白藜蘆醇不僅可減少致癌原誘導的小鼠皮膚腫瘤形成，還可以抑制小鼠乳腺癌前病變的發展[13]。白藜蘆醇作用靶點豐富，可參與調控與腫瘤起始、促進、進展相關的多種信號通路。近年來，白藜蘆醇抗腫瘤作用已經在體外及體內有了廣泛的研究。

2 白藜蘆醇抗胰腺癌的作用機制

胰腺癌的形成是一個多步驟的過程，包括多種癌基因的激活及抑癌基因的失活，活化的癌基因通過調控下游信號通路，促進腫瘤形成及發展。Jones等[14]采用基因綜合分析確定了胰腺癌細胞系中紊亂的信號通路主要集中在凋亡、周期、侵襲、Hedgehog通路、腫瘤壞死因子β通路等。白藜蘆醇抗胰腺癌作用主要通過抑制癌細胞增殖，誘導凋亡及細胞周期暫停，抑制侵襲及轉移，抑制干細胞的增殖及活力，增強癌細胞對化療及放療的敏感性等而實現。下面主要從這幾個方面闡述白藜蘆醇抗胰腺癌的作用機制。

2.1白藜蘆醇抑制胰腺癌細胞增殖

2.1.1白藜蘆醇與細胞周期 白藜蘆醇可抑制多種胰腺癌細胞系的增殖[15-16]。Roy等[16]研究發現，白藜蘆醇不僅可抑制人胰腺癌細胞系的體外增殖及活力，也可抑制鼠胰腺癌移植瘤的生長。具體的機制與白藜蘆醇抑制細胞周期素D1表達、促進細胞周期阻滯有關。白藜蘆醇對細胞周期的調節作用也在Kato等[17]的研究中得到了證實。細胞周期是一個復雜且精細的調節過程，在控制細胞發育增殖過程中起關鍵作用，白藜蘆醇介導的細胞周期的異常或中斷導致細胞增殖和凋亡之間的失衡，抑制胰腺癌細胞增殖。

2.1.2白藜蘆醇與炎癥反應 慢性炎癥反應在腫瘤的發生及發展過程中起重要作用，炎癥反應中，炎細胞產生的一些促腫瘤因子能活化癌前細胞中的轉錄因子，如核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)、信號轉導及轉錄激活因子3，從而激活控制細胞增殖、新生血管形成等相關基因，促進腫瘤形成[18]。Duan等[19]發現，適宜濃度的白藜蘆醇可通過干擾胰腺癌細胞系信號轉導及轉錄激活因子3、NF-κB的磷酸化，并抑制其核轉位及相互作用，抑制癌細胞的增殖。深入機制可能與抑制信號轉導及轉錄激活因子3上游分子Src蛋白酪氨酸激酶活性，抑制NF-κB上游促生存信號通路磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositide 3-kinases/protein kinase B,PI3K/Akt)有關[20-21]。

炎癥介質是在炎癥反應過程中形成或釋放，并參與炎癥反應的活性物質。炎癥介質種類繁多，在腫瘤的發生發展過程中起重要作用。環加氧酶為重要的炎癥介質，參與促進花生四烯酸向前列腺素的轉化，在促進腫瘤形成、抑制免疫監視中起重要作用。有研究顯示，相比于正常組織，環加氧酶在許多胰腺癌細胞系及組織中表達增高[22-23]。Jang[13]報道白藜蘆醇可在促進期通過抑制環加氧酶的作用抑制腫瘤生長，雖然具體機制尚不明確，但也提供了白藜蘆醇抗胰腺癌作用機制的思路。巨噬細胞抑制因子(macrophage inhibitory cytokine，MIC)1為腫瘤壞死因子β超家族成員，也為重要的炎癥介質，其過表達可促進腫瘤凋亡。一研究報道白藜蘆醇可直接增加胰腺癌細胞系MIC-1基因表達，誘導胰腺癌細胞系生長抑制[24]。另有研究發現環加氧酶抑制劑也可激活MIC-1表達，實現抗腫瘤活性，所以推測白藜蘆醇可能通過抑制環氧合酶的作用而激活MIC基因表達，實現抗腫瘤作用[25]。此外，白三烯A4水解酶為一種在許多腫瘤細胞中過表達的鋅金屬酶，可催化環氧白三烯A4向白三烯B4的轉化。白三烯B4為重要的炎癥介質，可促進下游炎癥介質的進一步產生，并促進腫瘤細胞的增殖。Oi等[26]研究發現，白藜蘆醇可通過直接與白三烯A4水解酶結合來抑制其活性，進而抑制胰腺癌的生長，但深入機制并未闡明。

2.1.3白藜蘆醇與Hedgehog信號通路及糖原合成 Hedgehog信號通路對于胰腺胚胎組織的發育非常重要，同時是也是胰腺癌發生的重要介導因素，在正常組織中，Hedgehog信號通路通常不表達或低表達，而在胰腺癌組織中呈高表達[27-28]。白藜蘆醇還可以通過抑制Hedgehog信號通路的激活來抑制胰腺癌細胞增殖[29-30]。Mo等[30]報道，低濃度白藜蘆醇處理后，可同時抑制胰腺癌細胞系Hedgehog信號通路成員及下游信號分子如Bcl-2表達來抑制其增殖。糖原合成對于細胞增殖分裂起重要作用。糖原磷酸化酶抑制劑抑制糖原合成后，減少了腫瘤組織供能，可抑制胰腺癌細胞增殖，誘導細胞周期阻滯及凋亡[31]。Harris等[32]報道白藜蘆醇有類似于糖原磷酸化酶抑制劑的作用，可抑制胰腺腺癌細胞系糖原合成，并可抑制戊糖合成，使腫瘤細胞缺乏增殖的原料及能量，進一步抑制胰腺癌增殖。白藜蘆醇抑制腫瘤細胞增殖機制十分復雜，涉及多條信號通路及多種信號分子，尚需更多的研究闡明。

2.2白藜蘆醇可促進胰腺癌細胞凋亡 凋亡為一種細胞死亡機制，在胚胎器官形成、生長、發育中起重要作用。凋亡主要分為外源性死亡受體途徑和內源性線粒體途徑。外源性凋亡途徑為腫瘤壞死因子與其受體結合后，最終激活胱天蛋白酶(caspase)8及效應caspase-3、caspase-6、caspase-7來執行細胞死亡。內源性凋亡為細胞接受促凋亡刺激后，通過調節抗凋亡蛋白B細胞淋巴瘤/白血病2(B-cell lymphoma/leukemia-2,Bcl-2)及促凋亡蛋白Bcl-2相關X蛋白(Bcl-2-associated X,Bax)的平衡，最終導致游離胞質細胞色素C的釋放，凋亡體形成，并激活caspase，執行凋亡過程[33]。Roy等[16]報道白藜蘆醇可抑制胰腺癌細胞PI3K/Akt通路的激活，并進一步抑制下游轉錄因子叉頭框O(forkhead O,FOXO)磷酸化。FOXO蛋白磷酸化減少，會導致FOXO蛋白聚集在核內，促進抗凋亡蛋白Bim過表達并激活caspase-3，進而促進胰腺癌細胞凋亡。另一項研究表明，白藜蘆醇不僅可以誘導胰腺癌細胞系caspases激活，還可以通過調節內源性途徑如抗凋亡蛋白Bcl-2及促凋亡蛋白Bax的平衡來調節凋亡[15]。因此，白藜蘆醇對胰腺癌凋亡的調控可以通過影響內源性及外源性凋亡途徑來調控胰腺癌凋亡[15-16,34]。

2.3白藜蘆醇可抑制胰腺癌細胞的侵襲轉移 腫瘤侵襲轉移是一個復雜的過程[35]，包括細胞從原發腫瘤侵襲進入循環，遷移至遠處器官，黏附上皮細胞，浸潤至組織。侵襲轉移過程中涉及微環境中細胞外基質及基膜的降解，而其中基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)起重要作用。MMPs如MMP-2、MMP-9在許多腫瘤中過表達，可以降解基膜主要成分Ⅳ型膠原，促進腫瘤的侵襲轉移。多項研究表明[21,36]，白藜蘆醇可以抑制胰腺癌MMP-2、MMP-7、MMP-9的表達進而抑制細胞侵襲轉移。除此之外，上皮間充質轉化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)相關信號通路在腫瘤侵襲轉移中起重要作用，在EMT過程中，極化上皮細胞轉化成運動型的間質樣細胞，減少了細胞-細胞黏附分子上皮鈣黏素的表達，增加了間質標志物分子如波形蛋白、神經鈣黏素等的表達。白藜蘆醇可以抑制上皮細胞獲得間質細胞的特性，從而抑制遷移表型形成[35]。Li等[21]研究表明，白藜蘆醇可通過抑制PI3K/Akt/NF-κB途徑來抑制EMT相關基因如上皮鈣黏素、神經鈣黏素的表達，進而抑制腫瘤的侵襲轉移。

2.4白藜蘆醇可抑制胰腺癌干細胞的作用 腫瘤干細胞為腫瘤細胞中擁有自我更新及分化潛能的一組細胞，在腫瘤的起始、維持、進展、轉移、免疫調節以及化放療抵抗方面起重要作用。Shankar等[37]研究發現，白藜蘆醇可以限制胰腺癌干細胞特性，主要機制是通過抑制多能性維持因素如Nanog、Oct-4蛋白表達，藥物耐藥基因表達，EMT相關基因表達等。白藜蘆醇作用于胰腺癌干細胞時，還可通過誘導細胞凋亡標志物capase-3、capase-7，抑制抗凋亡蛋白Bcl-2表達來調節細胞凋亡及增殖。腫瘤干細胞可能是造成治療失敗、局部復發的主要原因之一，白藜蘆醇對干細胞的抑制作用很可能會延緩腫瘤的進展，減慢腫瘤的復發。

2.5白藜蘆醇在胰腺癌中的化療放療增敏作用 術后輔助放化療是胰腺癌的標準治療方法，然而大部分胰腺癌患者診斷時已為晚期，失去了手術機會，且術后70%～80%的腫瘤會出現復發，吉西他濱或5-氟尿嘧啶單藥化療方案為進展期胰腺癌標準化療方案，但相比于未化療的患者，并未將中位生存提高6個月以上。對常用化療方案產生耐藥是治療失敗的主要原因，化療增敏是克服或逆轉化療耐藥性的有效措施[38]。白藜蘆醇可增加多種化療藥物所誘導的凋亡，如白藜蘆醇聯合5-氟尿嘧啶時可以以劑量依賴的形式促進胰腺癌細胞凋亡，但具體機制尚不明確。白藜蘆醇也可增加吉西他濱的毒性作用來實現藥物增敏作用，Harikumar等[10]研究發現白藜蘆醇主要通過抑制胰腺癌增殖(如NF-κB、環加氧酶2)、侵襲轉移(MMP-9、微血管密度)、血管形成(CD31、血管內皮生長因子)、凋亡(如Bcl-2)等相關分子的表達等來增加體外及體內胰腺癌細胞對吉西他濱的敏感性。這與Bernhaus等[39]的研究結果一致，白藜蘆醇類似物也可與吉西他濱產生協同作用，增加胰腺癌細胞系對吉西他濱的敏感性。

放療為胰腺癌輔助治療的方式之一,但總體來說放療對于胰腺癌生存的提高十分有限，這與胰腺癌對放療產生的內在抗拒性密切相關。Sun等[40]報道白藜蘆醇可通過線粒體途徑誘導活性氧類產生，促進胰腺癌凋亡。單獨應用白藜蘆醇時，可刺激癌細胞產生一定的活性氧類，而聯合放療時，可顯著增加放療所致的活性氧類產生，過度產生的活性氧類通過增加對DNA、蛋白質及生物膜的損傷從而增加放療對胰腺癌細胞的殺傷作用。因此白藜蘆醇作為化療或者放療增敏劑未來將會有廣泛的應用前景。

3 白藜蘆醇治療胰腺癌的體內研究

白藜蘆醇在體外實驗中的抗腫瘤作用機制已經得到驗證。一些研究者進一步研究了白藜蘆醇的體內抗胰腺癌作用。Oi等[26]采用胰腺癌裸鼠移植瘤模型進行實驗，發現白藜蘆醇可以以劑量依賴的模式減少腫瘤的體積，其機制主要與直接抑制白三烯A4水解酶的活性有關。另一項研究表明，白藜蘆醇聯合吉西他濱可進一步促進吉西他濱單藥治療的裸鼠胰尾移植瘤的縮小，其主要機制與抑制增殖、侵襲、血管形成，轉移相關標志物有關[10]。與上述結果一致，白藜蘆醇可以以劑量依賴的模式抑制裸鼠移植瘤的生長，主要與抑制PI3K/Akt通路、誘導凋亡蛋白Bim表達有關[16]。此外，Kras G12D鼠可自行發展為胰腺癌，白藜蘆醇治療Kras G12D小鼠10周后，與對照組相比，胰腺腫瘤病灶的發生明顯減少[37]。綜上所述，白藜蘆醇抗腫瘤作用在動物實驗中的結果令人滿意，且并未見明顯的不良反應。在體內試驗中，Chow等[41]發現，42名健康志愿者每天服用定量白藜蘆醇，共持續4周，可調節體內致癌物質代謝酶細胞色素P450以及Ⅱ期解毒酶的水平。這些酶與致癌物質的代謝密切相關，這可能與白藜蘆醇預防及抗腫瘤作用有關。而白藜蘆醇治療胰腺癌的大型臨床試驗尚未見開展。

4 結 語

白藜蘆醇是存在于自然界的一種小分子多酚類化合物，來源廣泛，具有豐富的藥理學作用，但目前預防及治療腫瘤的證據主要來源于體外研究。白藜蘆醇可通過抑制胰腺癌細胞增殖、侵襲、轉移，誘導凋亡等相關的靶點及信號通路實現抗腫瘤作用，推測白藜蘆醇可以被用作手術前，通過其抑制增殖、促進凋亡的作用進而減少腫瘤體積；用作術后，在一定程度上預防胰腺癌早期侵襲及轉移；與化放療聯合作用，可以增加腫瘤細胞對化放療的敏感性，提高胰腺癌患者的生存，但尚需大型的多中心的臨床試驗驗證。