沙利霉素納米制劑在腫瘤干細(xì)胞治療中的研究進(jìn)展

江 帆，魏 鑫

(電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院，四川 成都 610054)

腫瘤治療是目前的一大醫(yī)學(xué)難題，其中一群具有干細(xì)胞性質(zhì)，可自身分化的腫瘤細(xì)胞亞群，即腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cells，CSCs)，被認(rèn)為是腫瘤發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移的根源[1]。這類細(xì)胞在腫瘤中的比例較低，其耐藥性被普遍認(rèn)為是腫瘤化放療耐受，腫瘤復(fù)發(fā)的關(guān)鍵因素。近年來研究發(fā)現(xiàn)造成其耐藥的原因主要有幾個(gè)方面：轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的過表達(dá)，調(diào)控信號(hào)通路，調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境以及自噬等[2，3]。多種常規(guī)藥物阿霉素，紫杉醇，5-氟尿嘧啶等對(duì)CSCs療效不佳，而獸用抗生素沙利霉素(Salinomycin，SAL)對(duì)其具有顯著治療效果，但水溶性差、毒副作用大等缺點(diǎn)限制了其臨床使用。最新的研究發(fā)現(xiàn)，通過制成納米制劑，可以顯著改善其不足，提高治療效果，這將為沙利霉素治療腫瘤的臨床應(yīng)用提供潛在的可能。

1 沙利霉素

1.1沙利霉素簡介沙利霉素(Salinomycin，SAL)又稱鹽霉素，是一種羧基聚醚類化合物[4]，對(duì)革蘭氏陽性細(xì)菌、真菌和寄生蟲都有抑制作用，幾十年來一直用作獸用抗生素。沙利霉素的抗菌作用機(jī)制主要是結(jié)構(gòu)中的聚醚基團(tuán)可以中和細(xì)胞中的陽離子(K+，Na+，Ca2+或Mg2+)，分子表面的親脂層又可將這些復(fù)合物轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，使鈣含量增加，從而破壞滲透平衡，導(dǎo)致細(xì)菌死亡[5]。2009年，Gupta等在小鼠動(dòng)物模型中通過高通量篩選，從16，000 多個(gè)化合物中發(fā)現(xiàn)沙利霉素可以選擇性殺死乳腺癌干細(xì)胞，抑制其在小鼠體內(nèi)的生長及轉(zhuǎn)移，且效力比常規(guī)化療藥物紫杉醇高100倍[6]。此后的多項(xiàng)研究也證實(shí)，沙利霉素對(duì)多種腫瘤干細(xì)胞都具有很強(qiáng)的殺傷能力，并在體內(nèi)體外模型中得到驗(yàn)證[7]。

1.2抗CSCs作用機(jī)制概述近年來有研究證實(shí)，沙利霉素是P-gp抑制劑，它可以阻斷P-gp介導(dǎo)的藥物外排作用，抑制過表達(dá)P-gp的多藥耐藥腫瘤細(xì)胞的生長[8]。在慢性淋巴細(xì)胞性白血病中，納摩爾濃度的沙利霉素即對(duì)Wnt信號(hào)通路具有強(qiáng)抑制作用，其主要是通過阻止脂蛋白受體相關(guān)蛋白6(LRP6)磷酸化，并誘導(dǎo)其降解來抑制Wnt信號(hào)通路[9]。并且也有研究認(rèn)為，沙利霉素能有效殺死上皮CSCs的分子機(jī)制是抑制自噬，敲除ATG7基因能有效增強(qiáng)沙利霉素對(duì)CSCs存活和擴(kuò)散的抑制作用[6]。

1.3沙利霉素納米制劑簡介沙利霉素雖然在治療腫瘤干細(xì)胞方面有顯著的優(yōu)勢(shì)，但在臨床運(yùn)用時(shí)也存在不少缺陷。其毒副作用強(qiáng)、水溶性差(小于0.01 mg/ml)、體內(nèi)停留時(shí)間短等特點(diǎn)，使其在臨床使用上受到很大限制[10]。近年來納米技術(shù)的發(fā)展，特別是納米載藥系統(tǒng)的研究為沙利霉素的臨床應(yīng)用提供了新的可能。通過將沙利霉素與納米技術(shù)相結(jié)合的方式，可提高沙利霉素靶向CSCs的能力和生物利用度，降低毒副作用。

2 沙利霉素納米制劑

目前研究的沙利霉素納米藥物有多種劑型(見表1)，包括脂質(zhì)體、膠束、納米粒等，這些劑型的應(yīng)用顯著改善了水溶性、提高了藥物的生物利用度與靶向治療能力。而通過治療方式的不同也將它們主要分為兩類。一類是將沙利霉素通過脂質(zhì)體、膠束等或者納米粒裝載、偶聯(lián)的方法制備納米制劑，直接應(yīng)用于腫瘤干細(xì)胞的治療。另一方面則是將沙利霉素與已有的臨床藥物通過納米技術(shù)制成藥物聯(lián)用制劑，利用沙利霉素增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物的敏感性，達(dá)到協(xié)同作用、聯(lián)合治療的效果。

表1 沙利霉素納米制劑表

2.1脂質(zhì)體將藥物包封于類脂質(zhì)雙分子層內(nèi)而形成的微型泡囊體即為脂質(zhì)體[22]。磷脂和膽固醇類天然大分子是脂質(zhì)體的主要結(jié)構(gòu)成份。其具有高生物相容性、低免疫原性和高包封率等特點(diǎn)，通過PEG修飾可顯著提高體內(nèi)循環(huán)時(shí)間。Momekova等合成了沙利霉素和Na、K、Mn、Co和Ni共5種金屬離子配合物，并采用薄膜水化法制備脂質(zhì)體，研究表明沙利霉素金屬配合物脂質(zhì)體可誘導(dǎo)KG-1細(xì)胞系凋亡，并影響其細(xì)胞周期，二價(jià)金屬離子配合物在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果優(yōu)于一價(jià)金屬[23]。由此證明，將沙利霉素包封于脂質(zhì)體的方法可行，且具有優(yōu)于游離沙利霉素的效果。同樣地，Xie等將沙利霉素與氯喹聯(lián)用制備脂質(zhì)體，治療肝癌細(xì)胞(HepG2)和肝癌干細(xì)胞(LCSCs)，研究表明一方面脂質(zhì)體制劑可降低氯喹與沙利霉素的毒性，提高HepG2和LCSCs對(duì)其敏感性。另一方面氯喹可抑制自噬，從而提高沙利霉素的療效[13]。

2.2膠束一般由脂類和兩親性分子(如高分子聚合物)組成即為膠束，在親水溶液中自組裝包裹疏水性的藥物，實(shí)現(xiàn)體內(nèi)運(yùn)送和靶向作用[24]。Daman等制備了包裹沙利霉素的膠束，遞送到耐吉他西濱的胰腺癌細(xì)胞中，體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)沙利霉素可顯著抑制細(xì)胞的增殖，延長小鼠生存期[25]。Zhang等分別以PEG-b-PCL聚合物、奧曲肽作為載體和配體，制備了沙利霉素和紫杉醇膠束，體內(nèi)體外聯(lián)合用藥結(jié)果表明，聯(lián)合用藥效果優(yōu)于單用[7]。由此可見，通過化療藥物與沙利霉素聯(lián)用的方式，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞與腫瘤干細(xì)胞的雙重治療，而連接奧曲肽作為配體，則可提高膠束的靶向能力，使其更好地發(fā)揮功效。

2.3其他納米制劑除脂質(zhì)體和膠束外，樹枝狀聚合物、高分子聚合物、金屬納米粒等也發(fā)揮著不可忽視的作用。Wei等采用膽固醇-透明質(zhì)酸(CHOL-HA)為載體，通過可生物降解的酯鍵與SAL相結(jié)合，制備了納米凝膠，該納米制劑中HA可靶向表達(dá)CD44+的耐藥腫瘤干細(xì)胞，CHOL作為細(xì)胞膜的組分可以加強(qiáng)納米藥物與細(xì)胞膜的相互作用，20～40 nm的納米制劑具有較好的滲透、攝取和保留作用，這些措施顯著提高了細(xì)胞內(nèi)藥量和抗腫瘤效果[26]。Liffers 等在軟組織肉瘤研究中發(fā)現(xiàn)：125 ng/ml阿霉素聯(lián)合1 μmol亞致死濃度的沙利霉素抑制肉瘤細(xì)胞的活性比單一阿霉素高4倍[19]。沙利霉素與其它藥物發(fā)揮協(xié)同抗腫瘤活性，主要通過多種不同的作用方式提高腫瘤細(xì)胞的敏感性，如：抑制上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)，增加 DNA 的損傷，抑制藥物外排泵，或抑制β-catenin /TCF復(fù)合體通路的活性等。

納米劑型的應(yīng)用相比單一小分子藥物具有一定的優(yōu)勢(shì)，如可提高其載藥量與穩(wěn)定性，提高靶向能力，減少全身性的毒性，這在一定程度上提高了藥物使用的安全性和治療效率。而納米遞藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的可塑性，也為靶向治療、藥物控釋提供了便利。另一方面，納米制劑也可為沙利霉素與其他化療藥物聯(lián)用提供安全、方便的平臺(tái)更有利于賦予藥物靶向能力，增強(qiáng)聯(lián)合治療的效果。這都為未來將沙利霉素運(yùn)用于臨床治療提供了新的可能。

3 總結(jié)與展望

目前，全球還沒有用于腫瘤治療的沙利霉素臨床藥物，更多的研究還停留在實(shí)驗(yàn)室研究和臨床試驗(yàn)階段。美國Verastem公司的產(chǎn)品VS507(主要成分為沙利霉素)的臨床I/II期臨床試驗(yàn)表明，沙利霉素可以有效控制腫瘤轉(zhuǎn)移，且臨床副作用不大[27]。沙利霉素為靶向治療CSCs提供了一個(gè)頗具潛力的發(fā)展方向。雖然CSCs的耐藥機(jī)制和沙利霉素的治療機(jī)制并不明朗，但基于其療效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)其具有靶向CSCs的能力，仍需進(jìn)一步研究。納米遞藥系統(tǒng)的應(yīng)用(如膠束、脂質(zhì)體、納米粒等)在一定程度上改善了沙利霉素的水溶性、延長了駐留時(shí)間、提高了藥物的靶向性、降低了不良反應(yīng)，能夠更大程度地提升藥物的治療效果和安全性。同時(shí)，通過納米技術(shù)搭建的藥物聯(lián)用體系，也能盡可能地同時(shí)殺傷各種腫瘤細(xì)胞，最大限度地發(fā)揮治療作用。

總之，沙利霉素有望成為針對(duì)腫瘤干細(xì)胞的特異性治療藥物，在不久的將來進(jìn)入臨床應(yīng)用，為腫瘤的治療開啟新篇章。