異硫氰酸苯乙酯抗腫瘤及調(diào)節(jié)放化療敏感性的研究進(jìn)展*

丁皓，付橋粉，李榮清

650032 昆明，昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 放療科

惡性腫瘤已成為世界上導(dǎo)致人類疾病死亡的第三大主要原因。目前常見(jiàn)的腫瘤治療方法有手術(shù)治療、化學(xué)治療、放射治療、靶向治療以及免疫治療［1］。雖然腫瘤的治療手段在不斷進(jìn)步，但放化療依舊是多種進(jìn)展期（晚期）腫瘤治療的基石［2］。化療藥物無(wú)靶向性的特點(diǎn)，使得化療藥物在進(jìn)入人體后不僅攻擊腫瘤細(xì)胞，也會(huì)攻擊人體正常細(xì)胞，產(chǎn)生毒副作用［3］。然而，即使能夠耐受化療的毒副作用，經(jīng)過(guò)多期化療后大部分患者仍會(huì)出現(xiàn)化療耐藥現(xiàn)象，這給治療進(jìn)程的順利推進(jìn)及患者的生存預(yù)后造成了很大影響。如何克服癌癥患者的化療耐藥問(wèn)題，成為了一個(gè)臨床亟待解決的難題。在腫瘤治療中，放射治療也是至關(guān)重要的組成部分，其原理是通過(guò)高能X線直接造成細(xì)胞的DNA雙鏈損傷或是使人體組織產(chǎn)生水電離作用，生成氧自由基，進(jìn)而達(dá)到殺傷細(xì)胞的作用［4］。由于單獨(dú)采用放療療效有限，臨床上放療和化療常同時(shí)給予，即同步放化療。同步放化療雖然可以極大提高療效，但其毒性也較單一治療明顯增加，嚴(yán)重毒副作用的出現(xiàn)使患者不得不中斷治療，而連續(xù)治療的中斷對(duì)患者的生存預(yù)后造成了很大影響。因此，臨床上急需研制具有治療性的新型放射增敏劑或能減輕放化療毒副作用的新型藥物。

異硫氰酸苯乙酯（phenethyl isothiocyanate，PEITC）來(lái)源于天然植物十字花科蔬菜。流行病學(xué)研究顯示，食用PEITC可以降低多種癌癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)［5］。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，PEITC對(duì)肺癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等腫瘤均有抑制作用，并可影響細(xì)胞周期進(jìn)程且與細(xì)胞凋亡相關(guān)，提示PEITC可能是一種潛在的抗腫瘤天然化合物［6-8］。本研究主要對(duì)PEITC增加化療及放療敏感性的特性進(jìn)行綜述，進(jìn)一步探討PEITC作為腫瘤治療藥物或逆轉(zhuǎn)放化療耐受藥物的可能性。

1 PEITC

具有抗癌活性的異硫氰酸酯（isothiocyanates， ITC）廣泛存在于十字花科蔬菜中，是該類蔬菜中的主要生物活性化合物。ITC是硫代葡萄糖苷的代謝產(chǎn)物，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為（RN = C = S）［9］。ITC 可以通過(guò)黑芥子酶的作用從硫代葡萄糖苷中釋放出來(lái)，通過(guò)切割或咀嚼蔬菜來(lái)激活，加熱蔬菜則會(huì)破壞ITC活性［10］。ITC包含了多種化合物， PEITC是其中研究較為廣泛的一種。Conaway等［11］采用各類不同癌細(xì)胞誘導(dǎo)的動(dòng)物學(xué)模型研究發(fā)現(xiàn)，PEITC具有化學(xué)預(yù)防活性。Wang等［12］的研究發(fā)現(xiàn)，異硫氰酸酯可以與β-微管結(jié)合并使之降解，進(jìn)而提高順鉑的功效。

越來(lái)越多的證據(jù)表明 PEITC 可以抑制多種培養(yǎng)的癌細(xì)胞生長(zhǎng)并誘導(dǎo)其凋亡，提示其具有治療價(jià)值，或可作為潛在的抗癌藥或當(dāng)前癌癥療法的輔助劑［13］。近年來(lái)多項(xiàng)關(guān)于PEITC抗腫瘤效應(yīng)機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，PEITC發(fā)揮效應(yīng)的活性機(jī)制是多種多樣的，其中比較公認(rèn)的有兩種，分別為細(xì)胞周期阻滯和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［14-15］，另外也有研究顯示其具有抗血管生成/促進(jìn)自噬等作用［16］。

2 PEITC抗腫瘤以及調(diào)節(jié)化療敏感性的研究進(jìn)展

目前比較主流的研究觀點(diǎn)認(rèn)為，PEITC對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用與細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡相關(guān)。細(xì)胞有絲分裂受到細(xì)胞周期點(diǎn)的調(diào)控，當(dāng)細(xì)胞周期不受調(diào)控開(kāi)始無(wú)限增殖時(shí)，凋亡機(jī)制可以限制細(xì)胞無(wú)限增殖，而惡性腫瘤細(xì)胞之所以可以無(wú)限增殖，其中一個(gè)原因就是其抗凋亡的機(jī)制。因此，找到可以促進(jìn)凋亡作用的藥物，也許就可以進(jìn)一步阻止癌細(xì)胞的無(wú)限增殖，進(jìn)而起到抗腫瘤的作用。Chen等［17］的研究表明，在人口腔鱗癌HSC-3細(xì)胞中， PEITC通過(guò)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)周期中的G0/G1相停滯和線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。Boyanapalli等［18］的研究則發(fā)現(xiàn)，PEITC可重新激活RASSF1A，通過(guò)抑制前列腺癌細(xì)胞中G2/M細(xì)胞周期進(jìn)程和促進(jìn)凋亡，從而發(fā)揮抗前列腺癌作用。Lv等［19］的體外實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)骨肉瘤細(xì)胞時(shí)加入PEITC，可以使G2/M期的細(xì)胞周期停滯，生成活性氧ROS，進(jìn)而通過(guò)ROS介導(dǎo)的MAPK通路增加細(xì)胞凋亡。因此，PEITC對(duì)ROS的生成有促進(jìn)作用，而ROS有促進(jìn)凋亡機(jī)制的作用，故PEITC或可通過(guò)此途徑下的多種不同機(jī)制對(duì)癌細(xì)胞產(chǎn)生促凋亡作用，進(jìn)而發(fā)揮抑制惡性腫瘤的增殖效應(yīng)［20-21］。此外，PEITC對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用還可以通過(guò)P53來(lái)實(shí)現(xiàn)。Aggarwal等［22］在前列腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)， PEITC可抑制 P53 突變細(xì)胞的增殖和恢復(fù)P53的反式激活功能，并且動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，PEITC對(duì)LAPC-4前列腺異種移植瘤具有抗腫瘤活性。

化療在腫瘤治療中占有重要地位，如何增加化療藥物的敏感性，提高化療的有效率，是各方學(xué)者一直關(guān)心的問(wèn)題。Shoaib等［23］的研究發(fā)現(xiàn)，PEITC可以誘導(dǎo)HeLa細(xì)胞凋亡，更重要的是，PEITC可與順鉑在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡方面表現(xiàn)出協(xié)同作用，這種協(xié)同作用被 MEK1/2 抑制劑 U0126 治療特異性阻斷，表明PEITC在宮頸癌中增加順鉑敏感性的機(jī)制涉及ERK 通路激活。Yang等［24］的研究發(fā)現(xiàn)，在脂質(zhì)體中加入PEITC可以增強(qiáng)脂質(zhì)體對(duì)于順鉑耐藥細(xì)胞的殺傷作用。Sun等［25］關(guān)于非小細(xì)胞肺癌的研究也發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)使用順鉑處理的A549細(xì)胞存活率低于單獨(dú)使用 PEITC處理組，而采用順鉑+ PEITC組合處理時(shí)，A549 細(xì)胞的存活率遠(yuǎn)低于單獨(dú)使用其中任意一種藥物，由此提示PEITC不僅對(duì)肺癌細(xì)胞有殺傷作用，還可以增加肺癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性。這項(xiàng)研究也進(jìn)一步證實(shí)了Yang等之前提出的猜想，即對(duì)于順鉑耐藥的非小細(xì)胞肺癌，PEITC可以從一定程度上彌補(bǔ)因耐藥機(jī)制造成的療效減退。

PEITC不止對(duì)順鉑具有化療增敏作用，其他化療藥物的體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)PEITC可以增加化療敏感性。有研究發(fā)現(xiàn)，PEITC和紫杉醇的組合顯示出協(xié)同作用，可以增加乳腺癌細(xì)胞的細(xì)胞凋亡和阻滯細(xì)胞周期進(jìn)展［26］。PEITC對(duì)紫杉醇的增敏機(jī)制目前尚未有定論，目前大部分學(xué)者認(rèn)為和PEITC對(duì)細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡作用相關(guān)。例如，F(xiàn)lores等［27］的研究證實(shí)，在乳腺癌組織中，PEITC與紫杉醇聯(lián)用可以促進(jìn)細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮抗腫瘤作用。總體而言，PEITC對(duì)化療的增敏作用可能存在多種機(jī)制，而這些機(jī)制是否僅在特定幾種化療藥物中存在或是對(duì)各類化療藥物普遍適用，還有待進(jìn)一步的研究。

3 PEITC調(diào)節(jié)腫瘤放射治療敏感性的研究進(jìn)展

放射治療是使用高能 X射線束的一種治療方式，通過(guò)分次傳遞高能X線在目標(biāo)腫瘤組織中產(chǎn)生高反應(yīng)性自由基，并進(jìn)一步通過(guò)脂質(zhì)過(guò)氧化或氧化性細(xì)胞呼吸導(dǎo)致 DNA 損傷［28］。輻射誘導(dǎo)的損傷激活了多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，其主要作用是導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯和 DNA修復(fù)的基因組損傷。如果發(fā)生實(shí)質(zhì)性損傷，則會(huì)觸發(fā)細(xì)胞的內(nèi)源性凋亡機(jī)制，以抑制受損 DNA的進(jìn)一步復(fù)制［29］。谷胱甘肽是細(xì)胞內(nèi)的主要抗氧化劑，可以消除人體內(nèi)的自由基；而PEITC被證實(shí)可以消耗谷胱甘肽，通過(guò)減少抗氧化劑含量影響細(xì)胞存活［30］。由于放射治療主要通過(guò)自由基的形式誘導(dǎo) DNA損傷，PEITC的這一能力使得人體內(nèi)本該由谷胱甘肽消除的自由基繼續(xù)存在，進(jìn)而增加了放射線對(duì)DNA的損傷，有助于增加腫瘤放射治療的敏感性。

研究發(fā)現(xiàn)，PEITC可調(diào)節(jié)健康和癌性乳腺細(xì)胞的代謝組，影響磷脂和氨基酸代謝以及調(diào)節(jié)這些細(xì)胞的能量代謝和抗氧化狀態(tài)，而這些擾動(dòng)與細(xì)胞周期停滯、DNA 損傷和癌細(xì)胞中的細(xì)胞活力受損同時(shí)發(fā)生［31-33］。有多項(xiàng)研究表明，PEITC可以作用于這些細(xì)胞代謝活動(dòng)，發(fā)揮放療增敏作用。Nguyen等［34］在抗輻射三陰性乳腺癌細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)，PEITC可以下調(diào)metadherin表達(dá)，減弱細(xì)胞對(duì)放療的抵抗。Giallourou等［35］發(fā)現(xiàn)，PEITC可以調(diào)節(jié)生物合成途徑的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)合成并導(dǎo)致細(xì)胞生物能量學(xué)的變化，進(jìn)而增強(qiáng)了乳腺癌細(xì)胞對(duì)放射線的敏感性，增加了癌癥殺傷過(guò)程的有效性。這些研究提示，對(duì)于乳腺癌，PEITC是潛在的放療增敏劑。

目前在臨床常見(jiàn)腫瘤中對(duì)PEITC增加放射線敏感性的研究較少，除了上述在乳腺癌中有學(xué)者證實(shí)PEITC加入后增加了放射線對(duì)乳腺癌細(xì)胞株的殺傷作用，另外有研究顯示，攜帶P53突變的腫瘤細(xì)胞對(duì)放射線的抵抗增強(qiáng)，是由于其調(diào)節(jié)了編碼凋亡相關(guān)蛋白的基因轉(zhuǎn)錄，啟動(dòng)了細(xì)胞凋亡途徑［36］。如前文所述，當(dāng)加入PEITC使得細(xì)胞周期停滯在細(xì)胞對(duì)射線敏感的時(shí)期時(shí)，就可以提高放射線治療的敏感性。Aggarwal團(tuán)隊(duì)［37］的研究為證實(shí)PEITC可以增加放射敏感性提供了一個(gè)非常好的思路及方向。他們發(fā)現(xiàn)，在前列腺癌細(xì)胞中，PEITC可以誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生G2期阻滯，進(jìn)而增加腫瘤細(xì)胞對(duì)放射線的敏感性。對(duì)于PEITC對(duì)增加放射敏感性的研究目前仍較少，多是體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，由于缺乏理想的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停琍EITC對(duì)放射增敏的作用及機(jī)制有待進(jìn)一步的研究。

4 總 結(jié)

PEITC作為從十字花科蔬菜中可提取的天然化合物，經(jīng)過(guò)多方實(shí)驗(yàn)證實(shí)，具有抗腫瘤以及化療放療增敏作用。PEITC的抗腫瘤作用機(jī)制是多種多樣的，可通過(guò)影響細(xì)胞周期、增殖以及細(xì)胞凋亡、自噬發(fā)揮抗腫瘤特性。聯(lián)合用藥是一種較為常見(jiàn)的干預(yù)模式，可以一定程度上解決耐藥性的問(wèn)題，目前已有多項(xiàng)體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)了PEITC在與以順鉑為代表的部分常規(guī)化療藥物聯(lián)用時(shí)，可以解決常規(guī)化療藥物耐藥的問(wèn)題，具有化療增敏作用。在PEITC與放射治療聯(lián)用時(shí)，國(guó)外也有研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)PEITC具有放射增敏作用，但該領(lǐng)域仍待進(jìn)一步深入的研究。PEITC作為一種天然化合物，相較于其他藥物而言對(duì)人體的毒性作用可能較小，然而由于存在藥物代謝的相互作用，對(duì)臨床患者的實(shí)際應(yīng)用，還需要更多的研究證據(jù)。基于PEITC抗腫瘤作用的廣譜性，待上述領(lǐng)域中的空白得以填補(bǔ)，PEITC有望成為臨床腫瘤治療的新希望。

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