五味子乙素抗腫瘤作用研究進展

沈華杰，萬宗明

（天津醫學高等?？茖W校藥理學教研室，天津 300222）

五味子乙素（schisandrin B，Sch B） 是中藥北五味子中含有量最高的聯苯環辛烯類木脂素。Sch B 有保護心、肝、腎、腦、皮膚等許多功能，使機體組織器官免受自由基的傷害，近年在抗炎、抗腫瘤和免疫調節上的作用受到醫藥學者的高度關注。

1 抑制多種惡性腫瘤生長

1.1 干擾腫瘤細胞的P-gp 和MRP 增加藥物敏感性 多藥耐藥（multidrug resistance，MDR） 是抗腫瘤化療失敗的主要原因，MDR 導致抗癌藥物不能在癌細胞內聚集到一定濃度，進而失去抗癌效果。P-糖蛋白（P-gp） 和多藥耐藥相關蛋白（multidrug resistance-associated protein，MRP） 是與MDR 形成相關的2 個主要因素，目前研究較多。P-gp 是跨膜糖蛋白，由多藥耐藥基因-1 （MDR-1） 編碼，具有“藥泵”功能，將細胞內藥物泵出細胞外，減低細胞內藥物濃度。研究顯示，Sch B 能抑制多種細胞P-gp 的表達和活性，阻止藥物從細胞內泵出細胞外，增加藥物敏感性。由慢性骨髓性白血病細胞系（K562）、人乳腺癌細胞系（MCF-7、Bcap37） 及鼻咽癌細胞系（KBv200） 與抗腫瘤藥物阿霉素（ADR）、柔紅霉素（daunorubicin）、長春新堿（VCR）、高三尖杉酯（homoharringtonine） 及紫杉醇（paclitaxel） 構建的耐藥細胞株K562／ADR、MCF-7／ADR、Bcap37／ADR 及耐藥KBv200 細胞株，Sch B 作用后，P-gp 表達顯著下降，抗癌藥的IC50降低達6.03～23.94 倍；進一步分析表明，Sch B 中環辛二烯環的羥基被酯化形成苯酸鹽，后者作用于P-gp，能逆轉其藥物外排活性，導致細胞內藥物聚集，有利于對抗腫瘤細胞［1-3］。另外，Qin 等［4］報道，Sch B 能體外抑制P-gp 對免疫抑制劑他克莫司（FK506） 的藥物外排作用。

MRP 主要作為轉運泵參與細胞內外多種復合物的轉運，調整細胞內物質的分布，其家族由MRP1～MRP9 組成，其中，MRP1 主要分布在細胞漿中，其通過促進谷胱甘肽（GSH） 結合藥物從細胞內排出而導致MDR，降低細胞GSH 的濃度來影響MRP1 介導的藥物轉運［5-6］。Li 等［7-8］研究表明，Sch B 具有抑制細胞質膜上MRP1 的藥物外排功能，能逆轉VCR、Daunorubicin 和依托泊苷（VP-16） 在過表達MRP1 （未表達P-gp） 的人淋巴白血病耐藥細胞株HL60／ADR 和HL60／MRP 中的MDR，逆轉倍數達8～20 倍，致細胞內藥物積聚，促進細胞凋亡，且具有時間和劑量依賴性。另有研究表明，Sch B 也能通過下調膠質瘤細胞GBM U87 和A172 中MRP1 蛋白或mRNA 的表達來提高抗腫瘤藥替莫唑胺（temozolomide，TMZ） 的敏感性［9］。Sch B 的這種逆轉MDR 作用正體現了中藥制劑的復方利用特點，與傳統抗腫瘤中藥聯合應用進行抗腫瘤研究既是傳統中藥臨床腫瘤治療的合理應用和機制闡釋，也為深入開發新的抗腫瘤中藥材提供了思路。

1.2 干擾細胞周期調控抑制腫瘤細胞增殖和促進凋亡 細胞生長、分裂須經歷間期（G1、S、G2期）、有絲分裂期（M 期），以及靜止期（G0期）。細胞周期能否正常運行和按序完成，受控于精密的調控機制，調控異常會導致細胞生長失控，引發腫瘤，主要涉及細胞周期的驅動和檢測機制。細胞周期素 （Cyclin） 和細胞周期依賴性蛋白激酶（CDK） 是驅動機制的核心，二者有效表達關系到細胞周期正常運行；而檢測機制負責檢測DNA 損傷情況，比較重要的檢測點為G1-S 過渡期和G2-M 過渡期，前者（G1期檢測點） 防止DNA 受損的細胞進入S 期，后者（G2期檢測點） 防止DNA 受損的和未完成DNA 復制的細胞進入有絲分裂，檢測點的任何一部分出了問題，都可能導致細胞生長失控。已有研究證實，Sch B 在多種腫瘤細胞的周期調控上發揮著強大的影響作用，尤其是干擾細胞周期的驅動和調控機制最為明顯。

Sch B 能干擾惡性膠質瘤、肺癌、乳腺癌、肝癌、膽囊腫瘤、胃癌、前列腺癌等多種腫瘤細胞周期，抑制腫瘤生長。體外研究顯示，Sch B 作用于上述腫瘤細胞可上調表達并激活細胞色素C （Cyt C）、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3 和9 （caspase-3、caspase-9）、B 淋巴細胞瘤-2（Bcl-2） 家族相關蛋白凋亡X 蛋白（Bax）、腫瘤抑制因子p53 和細胞周期素依賴性抑制因子p21，下調表達并抑制活化抗凋亡蛋白 （survivin）、Bcl-2、核轉錄因子-κB（NF-κB）、聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）、增殖細胞核抗原（PCNA）、Cyclin D1、CDK4 表達，導致G0／G1期細胞增多，S 期和G2／M 期細胞顯著減低，使細胞周期阻滯在G0／G1期，抑制細胞生長及發生凋亡［10-17］。這其中，促癌因子和DNA 損傷修復因子，如Bcl-2、survivin、NF-κB、PARP、PCNA 等受到抑制，而腫瘤抑制因子Bax、p53、p21 相繼被激活，最終啟動凋亡過程中關鍵因子Cyt C 和caspase，后者一般以酶原形式存在，受Cyt C 作用激活后，呈瀑布式連鎖反應，依次激活caspase-9 和其它caspase 因子，最終，caspase-3 的活化是細胞凋亡進入不可逆階段的重要標志。

在作用于三陰乳腺癌（TNBC） 和前列腺癌研究中，Sch B 還顯示了抑制Janus 蛋白酪氨酸激酶／信號轉導和轉錄活化因子（JAK／STAT） 及磷脂酰肌醇3 激酶／蛋白激酶B （PI3K／AKT） 信號通路的作用［18-19］。研究顯示，JAK／STAT 和PI3K／AKT 通過激活Cyclin D1、Bcl-2 等靶基因產物表達引起癌變，同時PI3K／AKT 還參與抑制Bad （后者可與Bcl-2 結合形成復合體促凋亡活性）、caspase-9 活性，間接增加NF-κB、Cyclin D1 活性，促進血管生成和癌細胞轉移侵襲。Sch B 抑制JAK／STAT 和PI3K／AKT 信號通路能夠導致細胞周期阻滯和凋亡［20-24］。

另外，共濟失調毛細血管擴張突變基因蛋白（ATM）、共濟失調毛細血管擴張突變基因Rad3 相關蛋白（ATR）、DNA 依賴蛋白激酶催化亞基（DNA-PKcs） 等DNA 損傷后激活細胞應答的重要激酶也是調節細胞凋亡的重要靶點。Sch B 作用于肺腺瘤細胞A549 后，ATM 和ATR 蛋白激酶活性受抑制，致p53 和Chk1 的磷酸化受抑制，使得細胞周期G2／M 檢驗點失活，促進細胞凋亡，因此，放療聯合Sch B治療，能阻止癌細胞因放射線損傷DNA 后的ATM 和ATR 應激修復作用［25］。

1.3 干擾多信號通路作用抑制腫瘤侵襲和轉移 腫瘤細胞發生侵襲和轉移，惡性會增加，其發生受腫瘤轉移基因及腫瘤轉移抑制基因、腫瘤血管生成、細胞外基質降解、細胞黏附、腫瘤微環境等因素影響。Jiang 等［26-27］研究顯示，Sch B 能通過下調哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR），抑制膠質瘤細胞增殖、侵襲和轉移，涉及HOTAIR-micoRNA-125a-mTOR 及PI3K／Akt-mTOR-MMP-9 信號通路。此處HOTAIR 為長鏈非編碼基因家族成員之一，micoRNA-125a 為單鏈小分子非編碼RNA 家族成員之一，MMP-9 為基質金屬蛋白酶（MMP） 家族成員，具有降解細胞外基質和參與血管生成等作用。在多種惡性腫瘤中，通過這2 條信號通路可過度激活mTOR，有活性的mTOR 可通過激活核糖體激酶和MMP 家族成員來調控惡性腫瘤的細胞周期、血管生成及侵襲轉移等［26-29］。

血管內皮生長因子 （VEGF） 是血管內皮細胞特異性的肝素結合生長因子，可在體內誘導血管新生，VEGF 刺激腫瘤的新生血管與正常生理作用的血管在結構和功能上差異顯著，當供給腫瘤細胞的養料無法滿足腫瘤細胞無限增殖需要時，腫瘤乏氧的微環境未能得到改善，缺氧誘導因子 （HIF-1） 表達增加，增強VEGF表達，促進VEGF 對腫瘤內環境穩態的調節，有利于腫瘤血管生成［30-31］。Lü 等［13］證實Sch B 能通過下調HIF-1、VEGF、MMP-9 和MMP-2 來抑制肺腫瘤細胞A549 的侵襲和遷移。

TGF-β 是癌癥轉移的重要誘導物，可誘導腫瘤表皮間質細胞轉化，從而促進腫瘤細胞向基底膜滲透及遠處播散，促進腫瘤的局部浸潤及遠處轉移，研究顯示其通過誘導還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶4 （NOX4） 的表達而實現腫瘤細胞遷移，也已證實，NOX4 可作為靶標來干擾癌癥轉移；有研究表明，Sch B 可抑制乳腺癌細胞中TGF-β 誘導的EMT 和活性氧（ROS） 產生，進而阻止了乳腺癌的肺和骨轉移［32-34］，至于是否作用于NOX4，目前還未有文獻報道，本課題后續將圍繞NOX4 展開新的研究工作。

2 降低抗腫瘤藥物毒性和加強機體自身保護的間接抗腫瘤作用

順鉑（cDDP）、ADR、鬼臼毒素等傳統抗腫瘤藥都有很好的臨床效應，但骨髓抑制、心臟毒性、神經毒性、肝腎功能障礙等不良反應嚴重，加強正常組織的保護能降低毒副作用反應，促進藥效發揮。研究發現，Sch B 作為谷胱甘肽氧化還原的增強劑，能維持心臟細胞的谷胱甘肽水平、超氧化物歧化酶活性及一些負責氧化還原反應的關鍵酶（谷胱甘肽過氧化物酶、還原酶和轉移酶） 水平，中和ADR 誘導的氧化應激反應，從而降低ADR 對心臟的損傷［17，35-36］。另有研究表明，Sch B 可減弱由cDDP 誘導的酯類過氧化反應、乙酰膽堿酯酶活性和亞硝酸鹽水平，進而保護神經細胞，降低由cDDP 造成的細胞DNA 損傷、記憶力下降等神經系統毒性［37］。

潰瘍性結腸炎（UC） 是臨床較為常見炎癥性腸病，長期炎癥刺激會導致UC 相關性結腸癌（CAC） 的發病風險增高，由UC 引起的CAC 要明顯高于普通發病人群，因此，治療UC 對預防CAC 尤為重要［38］，但UC 發病機制仍不清楚，環境、遺傳、腸道微生物、免疫等因素與其都密切相關?，F已了解，免疫因子與腸道微生物的相互作用會導致UC 遷延不愈，而Sch B 對CAC 的預防作用與T 淋巴細胞相關。T 輔助細胞（Th） 細胞是T 淋巴細胞中重要的亞群，Th17 細胞和Treg 細胞是Th 細胞家族最具代表性的類型，Th17 細胞具有介導炎癥反應作用，Treg 細胞具有免疫抑制作用，控制免疫應答的強度，減輕機體組織損傷，Th17／Treg 轉化平衡有維持腸道免疫穩態作用，失衡易發結腸炎等多種免疫性疾?。?9-40］。Sch B 能顯著抑制Th17 相關的細胞因子分泌，如IFN-γ 和IL-17，也能抑制早幼CD4＋T 細胞分化成Th17，而促進其分化成Treg 細胞，顯示很好的免疫抑制作用［41］。另外，Li 等［42］認為Sch B 能通過調節腸道菌群失調和激活黏著斑激酶（FAK） 提升對腸內膜的保護，實現對UC 的預防和治療，具有預防CAC 的潛力。

3 結語

隨著現代科學技術的發展，對中醫藥又有了更深層次的認識，對SchB 自身強大抗腫瘤作用和預防保護作用的研究既是現代科技發展的成果，也是對傳統中藥使用方法的再認識。面對腫瘤頑疾，要用科學發展的思維來研究中醫藥，由此必將對其發展產生巨大的推動力。當前，關于Sch B 等中藥成分的研究還遠遠不夠，更多能服務于患者的探索還任重道遠。