中藥對人急性髓系白血病細胞株HL-60的作用機制

張曉丹，周永明，王 巍

（上海中醫藥大學附屬岳陽中西醫結合醫院，上海 200437）

急性髓系白血病（AML）是一組骨髓造血干/祖細胞分化停滯于較早期髓系原始、幼稚細胞的腫瘤性疾病。在全球范圍內的流行病學調查結果顯示AML在所有白血病中發病率最高，是最為常見的白血病類型。在我國，2009年全國腫瘤登記地區白血病不同類型中，AML發病率為2.57/10萬，死亡率為1.25/10萬，均遠高于其他類型白血病，為首位[1]。我國白血病的發病情況不容樂觀，AML的發病與死亡率更高，這讓AML成為如今的研究熱點。

目前對AML的治療以聯合化療為主，通過殺滅白血病細胞來獲得疾病的好轉機會。其他還有造血干細胞移植、促分化、誘導凋亡和生物反應調節等治療[2]。其中化療的副作用大，復發率高，對生存期沒有明顯的延長；造血干細胞移植治療費用高，并發癥較多；靶向藥物治療我國起步較晚，普及范圍低[3]。近年來不僅有大量中草藥被篩選出，研究發現這些中草藥具有抗腫瘤作用，例如百花蛇舌草、半枝蓮等具有誘導細胞凋亡的作用；砒霜、全蝎等能抑制白血病細胞的凋亡；三氧化二砷誘導分化已廣泛運用到臨床，還有大量中藥復方制劑被證實通過抑制白血病細胞增殖、促進凋亡、誘導分化等起到增效減毒之效。

HL-60細胞株是嗜中性人原髓細胞，為研究髓系白血病的發生、發展的機制提供了條件，并為抗髓系白血病藥物的開發提供切入點。中醫藥在治療急性髓系白血病有其優勢，這使得近年來中藥對髓系白血病細胞株HL-60抗腫瘤作用機制的研究層出不窮。本研究以“HL-60”和“機制”“急性髓系白血病”為搜索檢索詞，檢索知網、萬方等數據庫，檢索時間為近10年。通過閱讀題目和摘要，選取與中藥治療AML相關的文獻作以綜述。通過總結中藥對HL-60細胞株的作用及機制的相關研究，以期為篩選出抗急性髓系白血病新藥提供借鑒。

1 中藥對HL-60細胞的作用及機制

1.1 誘導HL-60細胞凋亡

細胞凋亡是腫瘤機制研究的常見方向與切入點。所謂細胞凋亡就是指細胞程序性的死亡，也就是說細胞受到一定的基因調控，按照一定的程序進行自殺性的死亡[4]。細胞凋亡不是病理性細胞死亡，而是另一種生理過程。正常情況下，細胞凋亡使機體細胞數量保持一定的相對平衡，維持著人體穩態。細胞凋亡機制受到一定的抑制時，就會相對的導致細胞增殖的過度。在AML的發病與進展中，白血病細胞的失控性增殖是造成病情迅速惡化與進展的主要原因，而化療藥物一般就是通過誘導凋亡來抑制白血病細胞的過度增殖。中藥干預HL60細胞，誘導其凋亡，主要與PI3K / Akt 通路、Wnt / β-catenin通 路、Fas / CD95通 路、RaF/MEK/ERK通 路、ERK/MAPK通路等細胞凋亡的信號轉導系統發揮作用[5-6]。其中 PI3K / Akt 通路、Wnt / β-catenin 通路為目前在腫瘤中研究最為廣泛的信號通路，通過藥物手段或基因干擾抑制該兩條通路的活化均具有較好的抗腫瘤效果[7-8]。這些通路通常與 caspase 激活（包括Caspase-3、-8、-9 活性變化）、BAX 蛋白表達、BCL-2 蛋白表達、Cyt-C蛋白表達、c-myc蛋白、DR5的表達等相關。通過對文獻的閱讀發現大部分中藥都是多靶點的誘導細胞凋亡，通過對不同蛋白、基因的表達來調控信號通路誘導細胞凋亡。

1.2 調控HL-60細胞周期

細胞周期是一個細胞從一次分裂完成開始到下次細胞分裂結束所經歷的過程。細胞分裂過程異常可能導致腫瘤的發生，細胞的快速生長和分裂是所有腫瘤細胞的共同特征。而細胞周期蛋白是細胞周期調控因子中最重要的蛋白之一，這些周期調控蛋白包括CDC2、CDC7、CDC23、MCAK、mki67a和拓撲異構酶Ⅱ等[9]。他們不僅是正常細胞功能所需的，而且是癌細胞增殖過程中的重要參與者，他們的異常表達可能引發腫瘤。在AML中，miR-375-HOXB3-CDCA3/DNMT3B調節通路在疾病進展中起重要作用，在該通路中敲低HOXB3表達可降低CDCA3表達，從而抑制白血病細胞增殖[10]。丁淑敏等研究發現As2O3對 HL-60 細胞有顯著的抑制增殖作用，其機制與上調 Mad2 表達，下調 Cdc20 表達有關[11]。

1.3 誘導HL-60細胞分化

誘導分化就是指腫瘤細胞在體內外分化誘導劑的作用下，向正常或接近正常細胞方向分化逆轉的現象。中藥干預HL-60細胞，誘導其分化機制，可能是中藥有效成分影響細胞周期，使細胞周期的G0/G1期比例增加而G2/M期或S期比例下降，影響腫瘤細胞的增殖與分化；使腫瘤細胞內cAMP水平增高，cAMP-PKA系統下調，抑制腫瘤細胞增殖，促進分化；調控細胞內酶的活性，可能和細胞內的ROS有關，通過調節一些靶分子的氧化為各先關信號通路的活化提供必要的磷酸化條件，為腫瘤細胞分化提供途徑；也和端粒酶的酶活性相關。端粒酶的活性與腫瘤細胞的生長與增殖相關[12]。有研究示中藥紫草素有誘導HL-60細胞的作用，NBT還原能力與CD11b表面抗原的表達有明顯的組別差異，Nrf2/ARE下游的靶基因也有劑量依賴性增長[13]。杜垚森[14]發現小柴胡湯、黃芩、柴胡以及黃芩柴胡配伍在體外均有誘導 HL-60 細胞分化作用。

1.4 抑制HL-60細胞轉移

浸潤、轉移是惡性腫瘤的本質特征，是造成患者死亡的重要原因之一。與實體瘤相同，白血病的髓外浸潤轉移也是一個多步驟、多因素參與的復雜的過程。有研究表明中藥單體及復方可以通過影響MMP通路、信號轉導和轉錄因子、血管內皮生長因子通路來抑制HL-60細胞的浸潤與轉移。其中，基質金屬蛋白酶是一大類在結構上具有同源性的蛋白酶，在腫瘤生長及轉移中起到重要作用。有研究[15-16]顯示，AML患者骨髓中大量原始細胞在MMP-2和MMP-9的作用下穿過血管內皮細胞的基底膜，從而對全身各器官、組織進行侵襲浸潤。孫偉玲等[17]發現中藥復方定清片通過降低MMP-2和 MMP-9蛋白表達，抑制HL-60細胞浸潤轉移能力。張偉等[18]發現苦參堿能抑制HL-60細胞的浸潤轉移能力，其機制可能與下調MMP-2和MMP-9mRNA的表達有關。

1.5 逆轉HL-60細胞耐藥性

白血病多藥耐藥性（MDR）是影響白血病患者臨床預后的最主要因素，也是導致患者化療失敗及死亡的重要原因。已知明確的MDR發生的主要因素有：1）腫瘤細胞膜表面ATP結合蛋白表達增加，活性增強，將抗腫瘤細胞藥物排除細胞膜外，主要與P-糖蛋白（p-gp）、多藥耐藥相關蛋白（MRP）等相關；2）谷胱甘肽轉移酶蛋白激酶等酶介導的機制；3）腫瘤細胞自身抗凋亡能力的增強。總之MDR發生是一個復雜的過程。中藥主要通過降低耐藥相關基因的轉錄表達來逆轉HL60細胞的耐藥性。劉思等[19]發現解毒化瘀方逆轉 HL60/VCR 白血病細胞耐藥株多藥耐藥與其能下調p-gp的表達有關。陳英玉等[20]發現大黃素具有逆轉HL-60 /ADR細胞多藥耐藥作用，其作用機制可能與下調耐藥相關基因表達水平，增加細胞內化療藥物蓄積和促進細胞凋亡作用有關。熊新等[21]發現蟾蜍注射液逆轉HL60/ADR細胞的多藥耐藥性可能是通過下調MRP、GST-π的表達，上調NF-κB、i NOS的表達，促進HL60/ADR細胞凋亡，從而增加HL60/ADR細胞對藥物的敏感性。

2 中藥復方對HL-60細胞的作用機制

中藥復方是由多味中藥配伍而成，含有多種生物活性的成分，抗腫瘤作用廣泛，既能抑制腫瘤細胞的增殖、凋亡和誘導分化，又可以增強宿主免疫功能，抑制腫瘤浸潤和轉移，還可以減少化療的不良反應，抑制耐藥性。同時中藥復方中的多種有效成分之間相互協同、多靶點作用于腫瘤細胞。國內對于中藥復方抗白血病的作用及相關機制的研究也越來越深入。總結相關研究，可以發下雖然中藥復方的辨證論治，多種中藥組合符合腫瘤多因素、多環節致病的機理，但是部分中藥復方的抗白血病機制尚不是清晰，常常作為白血病治療的輔助手段。見表1。

表1 中藥復方對HL-60細胞的作用及機制

3 中藥單體的作用及機制

中藥單體是指從單味中藥中提取的單一的有效活性成分。與復方中藥不同，中藥單體作用機制明確，藥物有效劑量易控，且中藥提取技術日益成熟，為中醫藥的規范化、標準化供基礎。研究表明中藥單體從不同方面，不同機制對HL-60細胞產生體外抗癌作用。見表2。

表2 中藥單體對HL-60細胞的作用及機制

續表2

4 結語

綜上所述，中藥單體與中藥復方均可以抑制HL-60增殖、促進分化、誘導凋亡、抑制其侵襲與轉移，逆轉耐藥性。通過上述總結發現中藥復方作用于白血病細胞的機制研究尚不清晰，這和中藥復方制劑是由多味中藥組合而成，各個有效成分之間相互協同，多靶點作用于白血病細胞有著一定的關系。中藥單體相對于復方的機制研究更深入，更明確。中藥單體與復方是互不可分、相輔相成的，都為中醫藥抗白血病的研究奠定一定的理論依據。