雙氫青蒿素抗腫瘤作用機(jī)制的研究進(jìn)展

謝相紅，閔 瑤，劉 璐，張麗娟，張若文

(1.吉林醫(yī)藥學(xué)院，吉林 吉林 132013;2.北華大學(xué)，吉林 吉林 132013)

青蒿素是良好的抗瘧藥物,在體內(nèi)的主要活性代謝產(chǎn)物為雙氫青蒿素(dihydroartemnisinin，DHA)其口服生物利用度是青蒿素十倍以上，并且其抗瘧作用是青蒿素的4～8倍[1]。DHA除了具有抗瘧作用以外，還具有明顯的抗腫瘤作用。DHA的作用于腫瘤細(xì)胞后具有高效、低毒、選擇性殺傷等優(yōu)點(diǎn)[2]。近些年DHA抗腫瘤作用及其機(jī)制備受關(guān)注,本文將對其抗腫瘤機(jī)制作如下綜述。

1 阻滯細(xì)胞周期、抑制細(xì)胞增殖

細(xì)胞周期是指細(xì)胞分裂結(jié)束到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程，阻滯細(xì)胞周期能夠影響細(xì)胞的生長發(fā)育和細(xì)胞代謝，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。在細(xì)胞周期中G1到S和G2到M時(shí)期細(xì)胞處于復(fù)雜活躍的分子水平變化時(shí)期，容易受到環(huán)境條件的影響。DHA作用于腫瘤細(xì)胞后能影響細(xì)胞的G1/S轉(zhuǎn)換，使G2/M期細(xì)胞顯著減少[3]。Ji等[4]對4種骨瘤進(jìn)行不同濃度的DHA處理，發(fā)現(xiàn)隨著DHA濃度的增加，細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期阻滯在G2/M期的比例也隨之增高。尤琪等[5]發(fā)現(xiàn)DHA對胃癌細(xì)胞具有顯著的抑制作用，且隨著給藥濃度的增加具有明顯的劑量依賴性。DHA還能促使胃癌細(xì)胞阻滯在S期。由此說明DHA通過阻滯細(xì)胞周期、抑制細(xì)胞增殖的方式抗腫瘤作用明顯。

2 DHA促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細(xì)胞程序性死亡。細(xì)胞增殖與凋亡調(diào)節(jié)的紊亂、細(xì)胞凋亡能力的減弱或喪失也都能導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞無限增殖并擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，引起癌癥的發(fā)生[6]。研究發(fā)現(xiàn)DHA使細(xì)胞凋亡的主要途徑有以下幾點(diǎn)。

2.1 線粒體凋亡途徑

線粒體是一種半自主細(xì)胞器為細(xì)胞的生命活動提供能量，除此之外，線粒體內(nèi)還包含一系列與細(xì)胞凋亡相關(guān)的物質(zhì)，如細(xì)胞色素c、凋亡誘導(dǎo)因子、活性氧自由基、鈣離子等[7]。通過線粒體凋亡途徑促進(jìn)細(xì)胞凋亡主要是通過線粒體細(xì)胞色素c介導(dǎo)的激活胱天蛋白酶(caspase)級聯(lián)反應(yīng)和抑制凋亡基因的方式發(fā)揮作用。細(xì)胞色素c是由線粒體釋放的促凋亡因子。Caspase分為三個亞族，其中主要起細(xì)胞凋亡執(zhí)行作用的是caspase-3。研究發(fā)現(xiàn)DHA能夠改變線粒體膜的通透性使細(xì)胞色素c釋放到胞質(zhì)當(dāng)中，而caspase-9因與細(xì)胞色素c、凋亡蛋白激活因子結(jié)合而被激活，活化后的caspase-9能夠剪切并激活caspase-3,最終啟動caspase級聯(lián)反應(yīng)，引起細(xì)胞凋亡[8]。Gao等[9]通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，caspase被激活等原因是DHA使白血病細(xì)胞凋亡數(shù)量顯著升高的作用機(jī)制。夏金生等[10]研究表明DHA能夠激活caspase級聯(lián)反應(yīng)，最終觸發(fā)細(xì)胞凋亡。

腫瘤細(xì)胞的凋亡離不開基因的調(diào)節(jié)，而存在于線粒體膜上的Bcl-2基因家族則是調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的主要基因。Bcl-2與Bax是功能相反的基因，Bcl-2能夠抑制細(xì)胞凋亡，Bax則促進(jìn)細(xì)胞凋亡，二者的比例決定了細(xì)胞的存亡[11]。李慶春等[12]研究表明DHA作用于腫瘤細(xì)胞后能夠下調(diào)Bcl-2的含量并且顯著提高Bax的含量，最終促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡。

此外，通過相關(guān)研究表明DHA能夠抑制核因子κB的活性。在正常情況核因子κB在細(xì)胞質(zhì)中與其抑制蛋白(IκB)結(jié)合處于無活性狀態(tài)，在受到外界相應(yīng)刺激條件下核因子κB被激活，并直接參與DNA復(fù)制或作用于細(xì)胞周期導(dǎo)致癌癥發(fā)生。而通過研究發(fā)現(xiàn)DHA可顯著抑制核因子κB的活性并抑制IκB的降解[13]。

2.2 死亡受體途徑

細(xì)胞凋亡的外源性途徑包含死亡受體途徑。由于死亡配體與其受體結(jié)合后，經(jīng)系列作用活化死亡受體分子,最終激活caspase-8，caspase-8能夠激活下游caspase-3使細(xì)胞發(fā)生凋亡。目前已知cDNA序列的死亡受體分別有Fas分子、腫瘤壞死因子-1、死亡受體3(DR3)、DR4和DR5[14]。研究證明DHA能夠顯著加強(qiáng)DR5的轉(zhuǎn)錄,并且還能與腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡配體協(xié)同作用，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡。

2.3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激途徑

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是細(xì)胞器的一種病理狀態(tài)，表現(xiàn)為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)生理功能紊亂、鈣穩(wěn)態(tài)失衡、錯誤折疊或未折疊蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔聚集。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過激活未折疊蛋白反應(yīng)來調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，但是這種調(diào)節(jié)也是有限的，過度的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激還是會導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[15]。研究表明DHA能夠使細(xì)胞Ca2+濃度增大，并且還能上調(diào)介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的特異核轉(zhuǎn)錄因子CHOP的表達(dá)。引起腫瘤細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[16]。

3 抑制腫瘤血管生成

腫瘤細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致腫瘤難治的主要原因之一，而腫瘤血管的生成為其侵襲與轉(zhuǎn)移提供了道路基礎(chǔ)。由于腫瘤組織新生血管結(jié)構(gòu)和功能的異常等，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞可以直接穿透血管內(nèi)進(jìn)入血流并在遠(yuǎn)隔部位形成轉(zhuǎn)移[17]。盛慶濤等[18]研究表明：DHA對原發(fā)性肝癌大鼠具有治療和延長生存時(shí)間的作用，其機(jī)制可能是通過抑制血管內(nèi)皮生長因子及其受體表達(dá),抑制肝癌血管生成和轉(zhuǎn)移，從而延緩腫瘤擴(kuò)散進(jìn)程。

4 加速鐵離子介導(dǎo)的細(xì)胞氧化損傷

腫瘤細(xì)胞表面含有的鐵離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白受體遠(yuǎn)多于正常細(xì)胞，因此腫瘤細(xì)胞對鐵的攝取能力遠(yuǎn)高于正常細(xì)胞，其細(xì)胞內(nèi)的鐵離子水平也遠(yuǎn)高于正常細(xì)胞。而DHA的代謝產(chǎn)物能與鐵離子反應(yīng)形成具有自由基生成的細(xì)胞毒作用，會對細(xì)胞DNA造成不可逆的損傷，最終導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡。因此腫瘤細(xì)胞內(nèi)過多的游離鐵離子是DHA能夠選擇性殺傷腫瘤細(xì)胞的關(guān)鍵因素[19]。

5 DHA逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的多藥耐藥性

在腫瘤治療的過程中，導(dǎo)致腫瘤失敗的原因亦包括腫瘤細(xì)胞對多種誘導(dǎo)凋亡藥物的耐藥性的產(chǎn)生。而DHA對多種抗腫瘤藥物以及電離輻射等具有良好的協(xié)同增效效應(yīng)。陶鵬宇等[20]研究顯示雙氫青蒿素能逆轉(zhuǎn)耐藥性，恢復(fù)耐藥細(xì)胞對化療藥物的敏感性。

綜上所述，DHA作為青蒿素的重要衍生物，其抗腫瘤特性在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中的到了廣泛地證實(shí)。各種實(shí)驗(yàn)表明DHA的抗腫瘤機(jī)制是多方面、多效應(yīng)一體的。目前對于DHA抗腫瘤作用機(jī)制的研究仍在不斷進(jìn)行，并且隨著研究的深入將使DHA在抗腫瘤作用中有更加廣泛的應(yīng)用前景。相信對于DHA抗腫瘤機(jī)制的研究能夠?yàn)榕R床藥物開發(fā)提供有力幫助。