黃酮類化合物對三陰性乳腺癌腫瘤微環(huán)境的改善

鄒雨霏，韓 彬，余小平

成都醫(yī)學院公共衛(wèi)生學院，成都 610000

三陰性乳腺癌(TNBC)是乳腺癌中侵襲性高和復發(fā)風險大的一種亞型，發(fā)病率占乳腺癌病例總數(shù)的15%～20%[1]。由于TNBC缺乏雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)和人類表皮生長因子受體-2(HER-2)表達，化療仍是目前主要的治療方案，但常規(guī)的術(shù)后輔助放化療療效較差[2-3]。植物化學物質(zhì)能夠促使乳腺癌細胞遺傳、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)組學發(fā)生改變[4]。在膳食植物化學物質(zhì)防治腫瘤的研究中，黃酮類化合物因其毒性低和療效好，已成為研究熱點。而腫瘤微環(huán)境(TME)通過調(diào)節(jié)原發(fā)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移，對乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。本研究就黃酮類化合物如何通過影響TME改善TNBC做以下綜述。

1 黃酮類化合物

1.1 黃酮類化合物的分類

黃酮類化合物是一種天然多酚，現(xiàn)已在水果、蔬菜和茶中發(fā)現(xiàn)，其基本結(jié)構(gòu)為C6-C3-C6，根據(jù)化學結(jié)構(gòu)可分為10類，其中黃酮類(flavones)、黃烷酮類(flavanones)、異黃酮類(isoflavones)、黃酮醇類(flavonol)、黃烷類(flavanes)和花色素類(anthocyanidins)在人類飲食中最為常見[5]。

1.2 黃酮類化合物抗乳腺癌的機制

黃酮類化合物具有抗炎、抑菌、抗病毒、抗腫瘤和抗氧化性等多種生物活性[6]。抑制腫瘤細胞增殖和促進腫瘤細胞凋亡是黃酮類化合物抗乳腺癌的主要機制。淫羊藿苷是從中國傳統(tǒng)藥用植物淫羊藿中提取的天然黃酮苷，CHENG X等[7]研究發(fā)現(xiàn)，其通過顯著下調(diào)細胞周期蛋白(cyclin)D1、周期蛋白依賴性激酶(CDK)2、CDK4、B細胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、微管相關(guān)蛋白1輕鏈3-Ⅰ(LC3-Ⅰ)、微管相關(guān)蛋白1輕鏈3-Ⅱ(LC3-Ⅱ)、DNA烷基轉(zhuǎn)移酶(AGT)5和Bcl-2同源結(jié)構(gòu)域蛋白(Beclin-1)的表達，上調(diào)半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、多聚ADP核糖多聚酶(PARP)和p62蛋白的表達水平，誘導細胞周期G0/G1期阻滯和細胞凋亡，抑制細胞自噬。花青素主要通過促進癌細胞凋亡和調(diào)節(jié)信號通路實現(xiàn)抗腫瘤作用[8]。

PARAMANANTHAM A等[9]從紫葛葡萄果實中分離的花青素，能夠通過抑制腫瘤壞死因子-α(TNF-α)誘導的核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)活性，從而抑制人乳腺癌細胞MCF-7增殖、侵襲、黏附和血管生成。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，飛燕草素(delphinidin)可能通過caspase依賴性凋亡，調(diào)控蛋白激酶B/雷帕霉素靶蛋白(AKT/mTOR)通路誘導乳腺癌細胞產(chǎn)生自噬，發(fā)揮抗癌作用[10]。以上結(jié)果證實，黃酮類化合物主要通過抑制細胞增殖、遷移、血管生成和調(diào)節(jié)多種信號通路發(fā)揮抗乳腺癌作用。

2 TME與TNBC

2.1 TME的組成

TME是由腫瘤細胞和周圍的免疫細胞、成纖維細胞、細胞外基質(zhì)(ECM)、內(nèi)皮細胞和以上細胞分泌產(chǎn)物組成的一個綜合系統(tǒng)。TME中的免疫細胞主要包括腫瘤浸潤淋巴細胞(TILs)、腫瘤相關(guān)中性粒細胞(TANs)和腫瘤相關(guān)巨噬細胞(TAMs)[11]。

2.2 TME在TNBC中的作用

TILs作為TME的重要組成成分，對乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展起促進作用，其中腫瘤細胞程序性細胞死亡配體1(PD-L1)的表達和TILs的結(jié)合，為TNBC提供了潛在的生物標志物[12]。TANs能通過生成基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)釋放促血管生成生長因子(VEGF)來激活血管生成[13]。同時，還可參與腫瘤生長、浸潤和轉(zhuǎn)移過程，介導腫瘤免疫逃逸[14]。TAMs是通過抑制細胞因子的分泌和激活T細胞中抑制性免疫檢查點蛋白，促進腫瘤細胞增殖、血管生成和免疫耐藥，誘導并維持TME的免疫抑制狀態(tài)[15-16]。腫瘤相關(guān)成纖維細胞(CAFs)通過在TME中分泌多種細胞因子和調(diào)節(jié)不同信號通路，促進癌細胞的增殖、侵襲和血管生成[17]。腫瘤相關(guān)脂肪細胞(CAAs)通過提供能量、生長因子和抑制藥效促進腫瘤細胞生長[18]。而ECM是由膠原蛋白、纖維連接蛋白、層黏連蛋白、糖蛋白和酶組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，ECM的重塑和新生血管形成使癌細胞容易發(fā)生轉(zhuǎn)移[19]。TME中的細胞因子和趨化因子對整個腫瘤的發(fā)生、發(fā)展起著重要的調(diào)控作用[20]。以上眾多研究證明，TME與腫瘤轉(zhuǎn)移誘導、免疫系統(tǒng)抑制、免疫逃逸檢測和耐藥有關(guān)。

3 黃酮類化合物通過影響TME對TNBC的作用

3.1 黃酮類化合物阻滯TNBC細胞周期

細胞周期進程由cyclins和CDKs決定[21]。早期研究發(fā)現(xiàn)，柚皮苷(naringin)通過抑制β連環(huán)蛋白(β-catenin)信號通路調(diào)控p21，下調(diào)cyclin D1、cyclin E和磷酸化Rb蛋白(p-Rb)的表達，誘導細胞凋亡和G1期阻滯[22]。藍玉米花青素和卡來可黃素(alycopterin)對細胞周期和生存能力也有影響，能降低細胞活性，將細胞周期阻滯至G1期[23-24]。最新研究證明，柚皮素、山柰酚和漆黃素都能引起人乳腺癌MDA-MB-231細胞在G2/M期發(fā)生阻滯，降低細胞活性，誘導細胞凋亡[25-27]。但有不同觀點表示，柚皮素也可誘導人乳腺癌MDA-MB-231細胞G0/G1期阻滯并抑制細胞增殖[28]。染料木素除可降低CDK1的表達、誘導G2/M細胞周期阻滯外，還能參與有絲分裂、DNA復制和細胞分裂[29]。TSENG T H等[30]研究發(fā)現(xiàn)，芹菜素(apigenin)不僅能通過抑制蛋白cyclin A、cyclin B和CDK1的表達，使腫瘤細胞呈劑量依賴性增加，阻滯在G2/M期，還可上調(diào)細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑(CKI)家族成員p21WAF1/CIP1基因，并增加p21WAF1/CIP1基因與增殖細胞核抗原(PCNA)的相互作用，抑制細胞周期的進展。另外，IRITI M等[31]用20、50 μmol·L-1蘆丁(rutin)分別作用于人乳腺癌MDA-MB-231細胞48 h后，發(fā)現(xiàn)細胞周期阻滯至G0/G1期和G2/M期，促進腫瘤細胞凋亡。

3.2 黃酮類化合物減少TNBC細胞侵襲與轉(zhuǎn)移

TME中的調(diào)控因子與腫瘤細胞相互作用，是聯(lián)系TME與腫瘤細胞的關(guān)鍵靶點，不同的調(diào)控因子或其產(chǎn)物對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展作用不同。REN G等[32]研究發(fā)現(xiàn)，雞豆黃素A和人參皂苷Rh2聯(lián)合處理能增強人乳腺癌MDA-MB-231細胞p53蛋白、p38蛋白和凋亡信號調(diào)節(jié)激酶(ASK)1磷酸化水平，下調(diào)腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(TRAF2)表達，抑制人乳腺癌MDA-MB-231細胞遷移和侵襲。最新研究表明，圓葉葡萄皮提取物花青素不僅能降低人乳腺癌MDA-MB-468細胞活性，還能促進該細胞凋亡，但對非致瘤性MCF-10A細胞無影響。研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，其可抑制不同TNBC細胞系中鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子Snail和同源框CUT樣蛋白1(CUX-1)的表達，從而減少細胞的侵襲和遷移[33]。

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是腫瘤轉(zhuǎn)移的重要生物學過程，使癌細胞能夠獲得間質(zhì)特性而更具有侵襲性[34]。SONG L等[35]研究發(fā)現(xiàn)，淫羊藿苷可上調(diào)沉默調(diào)節(jié)蛋白6(SIRT6)的表達水平，進而抑制NF-κB的活性和EMT，減少乳腺癌細胞的遷移和侵襲。另外，淫羊藿苷通過調(diào)節(jié)腫瘤免疫抑制TME，在人乳腺癌MDA-MB-231細胞腫瘤小鼠模型中表現(xiàn)出明顯的腫瘤生長抑制和抗肺轉(zhuǎn)移作用。LIN D等[36]通過建立人源性腫瘤異種移植模型發(fā)現(xiàn)，攜帶TNBC細胞的小鼠肺表面可見明顯的轉(zhuǎn)移性結(jié)節(jié)，木犀草素治療后，下調(diào)β-catenin的表達，上調(diào)波形蛋白(vimentin)和鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子Slug的表達，與前期體內(nèi)觀察結(jié)果一致，木犀草素可有效抑制TNBC細胞的侵襲和遷移，逆轉(zhuǎn)EMT并抑制EMT相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子。

3.3 黃酮類化合物抑制TNBC新血管生成

血管生成是TME的重要組成部分，對腫瘤生長、侵襲和轉(zhuǎn)移具有重要作用。與其他乳腺癌相比，TNBC的血管生成更為常見，LUAN Y Y等[37]通過建立人乳腺癌HCC1937細胞模型來檢測葡萄籽原花青素(GSPs)對腫瘤血管生成擬態(tài)信息的影響，在HCC1937細胞中發(fā)現(xiàn)了管狀網(wǎng)絡(luò)，100 μg·mL-1GSPs組和200 μg·mL-1GSPs組的小鼠血管通道數(shù)顯著減少(P<0.001)，說明GSPs可抑制人乳腺癌HCC1937細胞中血管通道的形成。

腫瘤細胞通過分泌多種VEGF促進腫瘤新血管生成，導致腫瘤內(nèi)具有較高的微血管密度[38]。研究表明，矢車菊素-3-O-葡萄糖苷(C3G)通過上調(diào)miR-124抑制轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)表達，影響VEGF的分泌和表達，從而降低TNBC細胞新血管生成[39]。一項關(guān)于TNBC潛在血管生成抑制劑的研究發(fā)現(xiàn)，在人乳腺癌MDA-MB-231和人乳腺癌MDA-MB-468細胞系中，漢黃芩苷通過抑制VEGF-mRNA表達和VEGF啟動子活性，降低小鼠腫瘤組織VEGF的表達[40]。MU J等[41]研究發(fā)現(xiàn)，光甘草定(GLA)通過下調(diào)miR-148a阻斷Wnt/β-catenin信號通路，從而減少新血管形成，進而減少VEGF的分泌。以上研究證明，miRNA參與TME中VEGF及其信號通路的調(diào)控。另外，也有研究發(fā)現(xiàn)，染料木素可以通過下調(diào)低氧誘導因子-1α(HIF-1α)表達，抑制缺氧環(huán)境下人乳腺癌MDA-MB-231細胞的新血管生成[42]。

3.4 黃酮類化合物誘導TNBC細胞凋亡

黃酮類化合物具有促進乳腺癌細胞凋亡的作用。在TME中，凋亡細胞可通過釋放細胞因子，誘導巨噬細胞表達組織修復相關(guān)基因，促進免疫耐受的形成[43]。而另一種方式是通過大量炎癥細胞的浸潤和激活引起炎癥反應(yīng)，抑制機體抗腫瘤免疫反應(yīng)[44]。NF-κB和STAT3的激活也可促進TNBC細胞增殖和抑制凋亡，ABD EL-HAFEEZ A A等[45]研究發(fā)現(xiàn)，去甲漢黃芩素(norwogonin)能激活STAT3，降低人乳腺癌MDA-MB-231細胞NF-κB的表達和信號轉(zhuǎn)導，誘導細胞凋亡。水飛薊素(silymarin)和STAT3在抑制細胞凋亡中也有重要作用[46]。

SHRIVASTAVA S等[47]研究發(fā)現(xiàn)，小豆蔻素(CD)在BT-549細胞中，顯著上調(diào)E-鈣黏蛋白(E-cadherin)的表達，下調(diào)Snail、Slug和vimentin的表達。并證明CD可以通過調(diào)節(jié)Bcl-2、Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)、細胞色素C(Cyt-C)、cleaved-caspase-3和PARP，誘導TNBC細胞凋亡。CAO L等[48]用10 μmol·L-1槲皮素-3-甲基醚(Q-3-ME)作用于MDA-MB-231細胞48 h后，發(fā)現(xiàn)抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xl水平下調(diào)，細胞發(fā)生凋亡。此外，Q-3-ME還降低了Notch1的表達，并增加了磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)和絲-蘇氨酸蛋白激酶(AKT)的磷酸化水平，顯著抑制細胞生長。沒食子兒茶素-3-沒食子酸(EGCG)和辛二酰苯胺異羥肟酸(SAHA)能降低凋亡抑制蛋白2(cIAP2)的表達水平，增加caspase-7的表達，使組蛋白修飾發(fā)生變化，導致細胞凋亡增加[49]。

4 總結(jié)

綜上所述，黃酮類化合物通過不同的抗腫瘤作用及其作用機制，改善TNBC的TME。目前，雖然有大量研究證實，黃酮類化合物在TME中的抗腫瘤活性，但臨床試驗有限，需要擴展基于細胞和體內(nèi)實驗的知識和數(shù)據(jù)。未來可以加強對黃酮類化合物多種指標成分的定量分析研究[50]，增強其生物利用率。利用基因組學、蛋白質(zhì)組學和代謝組學等方法，進一步研究黃酮類化合物如何靶向TME，并將其作為TNBC潛在的治療靶點，為研發(fā)新型靶向抗腫瘤治療奠定基礎(chǔ)，雖然需要很長時間，但仍值得人們做進一步的研究。