中藥單體調控PI3K/Akt信號通路干預胰腺癌的研究進展Δ

徐明瑤，黃 靜，沈智文，張曉寧，劉 鑫，尹嘉琪，劉 柱，黎麗群，謝 勝#（.廣西中醫藥大學研究生學院，南寧 53000；.廣西中醫藥大學第一附屬醫院脾胃病科，南寧 53000）

胰腺癌是最具破壞性的惡性腫瘤之一，其發病機制復雜，與遺傳易感性、慢性胰腺炎、信號通路基因突變等因素密切相關，5 年生存率低于5%[1]。2021 年全球報告了495 733 例胰腺癌新發病例和466 003 例胰腺癌死亡病例[2]。胰腺癌的治療方法以手術及放化療為主，但其耐藥性、高復發率仍然是一個巨大的挑戰[3]。因此，尋找新的治療靶點和藥物勢在必行。

中醫認為，胰腺癌歸屬于“積聚”“癥瘕”“伏梁”等范疇，其主要病機為外感濕熱、內傷七情及飲食失節等因素引起的肝脾受損、氣血失和、臟腑功能失調，進而導致氣郁、濕熱、痰濁、瘀毒等實邪積聚，久之則腹中癥瘕結塊[4]。中醫治療胰腺癌以扶正為本，結合疏肝理氣、清熱化濕、化痰祛濁、解毒化瘀、軟堅散結藥物以祛邪治標[5]。磷脂酰肌醇3 激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）信號通路是癌癥發生發展過程中最常發生突變的信號通路之一，參與調節細胞存活、生長和運動等[6]。據報道，PI3K/Akt信號通路可在胰腺癌細胞中被異常激活，進而促進癌細胞的增殖、自噬、侵襲、轉移和新生血管生成，加速胰腺癌的病理進程[7]。因此，抑制PI3K/Akt 信號通路被認為是干預胰腺癌的有效策略。相關研究證實，中藥單體成分在胰腺癌治療中表現出特殊活性，是治療胰腺癌的潛在藥物[8]。然而，目前尚缺乏中藥單體基于PI3K/Akt信號通路干預胰腺癌的相關總結?；诖?，本文通過整理中藥單體調控PI3K/Akt信號通路干預胰腺癌的文獻進行綜述，以期為胰腺癌的治療及新藥研發提供新思路。

1 PI3K/Akt信號通路概述

PI3K/Akt信號通路是細胞內重要的信號轉導途徑，能夠響應細胞外信號刺激以調節代謝、存活、生長和血管生成等多種細胞和分子功能[9]。PI3K 是脂質激酶家族的一員，根據其結構、調控方式和底物特異性可分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，目前有關Ⅰ型的研究最為廣泛。PI3KⅠ可分為ⅠA 類和ⅠB 類，ⅠA 類酶在癌癥的發生發展過程中發揮重要作用[10]。Akt蛋白是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，被認為是PI3K下游最重要的效應激酶之一，也是PI3K/Akt信號通路的核心；不同的基因編碼3種高度同源的Akt 亞型（Akt1、Akt2 和Akt3），每個亞型均包含一個保守的N 末端普列克蛋白（pleckstrin homology，PH）同源結構域、一個中心片段和一個C 末端調節結構域[11]。PI3K在酪氨酸激酶受體（tyrosine kinase receptor，RTK）、細胞因子受體和G 蛋白偶聯受體（G-protein coupled receptor，GPCR）等的觸發下激活，隨即被募集到質膜，催化磷脂酰肌醇4，5-二磷酸（phosphatidylinositol 4，5-bisphosphate，PIP2）的3′-羥基磷酸化，產生第二信使分子磷脂酰肌醇3，4，5-三磷酸（PIP3）。PIP3 在質膜上積累以募集含有PH同源結構域的下游效應蛋白Akt，并與磷脂酰肌醇依賴性激酶1（phosphoinositidedependent kinase 1，PDK1）、PDK2相互作用，促使Akt的Ser473 和Thr308 位點暴露，導致Akt 激活。Akt 蛋白可向多個下游效應器發出信號，如哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）、胱天蛋白酶9（caspase-9）、鼠雙微粒體2（mouse double minute-2，MDM2）、核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）抑制蛋白激酶（inhibitor of NF-κB，IKK）等，以控制不同的細胞功能，進而在多種疾病中失衡表達以加速疾病進程[12]。PI3K/Akt信號通路的調控機制見圖1。

圖1 PI3K/Akt信號通路的調控機制

2 PI3K/Akt信號通路在胰腺癌中的作用

胰腺癌的發病機制尚未明確，多種信號通路在其發病過程中呈異常表達。PI3K/Akt 信號通路是腫瘤中活動最頻繁的信號通路之一。研究發現，磷酸化PI3K（p-PI3K）和磷酸化Akt（p-Akt）蛋白在胰腺癌細胞系中高度表達[13]。眾多研究證實，PI3K、p-Akt水平與胰腺癌的預后及生存率顯著相關，并且PI3K/Akt信號通路的基因甲基化水平可用于診斷和預測胰腺癌患者的臨床結果[14—16]。mTOR 復合物作為PI3K/Akt 信號通路的關鍵下游靶標，其被激活后可通過誘導上皮-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）增強胰腺癌細胞的遷移率，并通過增強細胞自噬，減弱細胞凋亡信號，進而促進細胞耐藥[17—18]。此外，相關研究發現，PI3K/Akt信號通路可與神經源性位點缺口同源蛋白、絲裂原活化蛋白和NF-κB信號通路等多個信號級聯相互作用，形成高度相互依賴的信號網絡，以協同調節癌細胞的多種細胞功能，并通過增強細胞增殖、遷移、侵襲來加速胰腺癌的進程[19—20]。

由上可知，PI3K/Akt信號通路在胰腺癌的疾病進程中起關鍵作用，有望成為胰腺癌潛在治療靶點。故抑制PI3K/Akt 信號通路可減少胰腺癌細胞的增殖、侵襲、遷移和血管生成，調節癌細胞的自噬和凋亡程度，進而遏制胰腺癌的進展。

3 各類中藥單體調控PI3K/Akt 信號通路干預胰腺癌

3.1 生物堿類單體

陳偉毅等[21]研究發現，青藤堿可降低胰腺癌細胞中間質樣N-鈣黏蛋白（N-cadherin）、波形蛋白表達水平和p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt 的比值，升高E-鈣黏蛋白（Ecadherin）表達水平，并在胰島素生長因子1 處理后逆轉青藤堿對E-cadherin、N-cadherin、波形蛋白表達的作用。Zhang 等[22]采用白鮮堿干預胰腺癌細胞發現，白鮮堿具有顯著的抗EMT作用，這提示白鮮堿可通過抑制PI3K/Akt 信號通路介導的EMT，進而抑制胰腺癌細胞增殖、侵襲和轉移等。相關研究采用蝙蝠葛堿、血根堿分別干預胰腺癌細胞發現，兩者均能顯著降低胰腺癌細胞中PI3K、Akt、Bcl-2蛋白和mRNA表達水平，這提示蝙蝠葛堿、血根堿均能通過抑制PI3K/Akt信號通路誘導胰腺癌細胞凋亡[23—24]。還有研究證實，小檗堿能夠顯著上調胰腺癌吉西他濱耐藥胰腺導管腺癌細胞中Bcl-2相關X蛋白（Bcl-2-associated X protein，Bax）、細胞周期蛋白D1（cyclin D1）mRNA 的表達，下調Bcl-2、生存素蛋白、PI3K、Akt、p-Akt蛋白的表達，這提示小檗堿可通過抑制PI3K/Akt 信號通路發揮抗胰腺癌作用[25]。Hong 等[26]研究發現，吳茱萸堿能夠抑制胰腺癌PANC-1 和SW1990細胞中p-Akt 和微管相關蛋白輕鏈3 Ⅱ（lipidated microtubule-associated light chain 3-Ⅱ，LC3-Ⅱ）蛋白的表達，增強p62蛋白的表達，這提示吳茱萸堿可通過抑制PI3K/Akt 信號通路促進細胞凋亡，并抑制細胞自噬。Song等[27]研究發現，粉防己堿可升高胰腺癌吉西他濱耐藥細胞中Bcl-2、caspase-3蛋白的表達水平，降低生存素蛋白、p-PI3K、p-Akt、p-mTOR 蛋白的表達水平，且上述結果在mTOR激動劑作用下顯著逆轉，這提示粉防己堿可通過抑制PI3K/Akt/mTOR 信號通路促進胰腺癌細胞凋亡。還有研究證明，采用槐定堿能夠抑制胰腺癌SW1990細胞的生長，升高細胞中LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值和自噬效應蛋白Beclin-1 的表達水平，降低p-PI3K、p-Akt和p-mTOR 蛋白的表達水平；經槐定堿+自噬抑制劑混合處理后，SW1990 細胞中LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值降低，pmTOR 蛋白表達水平升高，這提示槐定堿可通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路影響細胞自噬，進而抑制胰腺癌細胞增殖[28]。

由上可知，青藤堿、白鮮堿、蝙蝠葛堿、血根堿、小檗堿、吳茱萸堿、粉防己堿、槐定堿等生物堿類單體可通過抑制PI3K/Akt 信號通路抑制胰腺癌細胞的增殖、侵襲、遷移和自噬，并促進細胞凋亡。

3.2 萜類單體

Shi 等[29]研究證實，柴胡皂苷A 可顯著升高胰腺癌BxPC-3、Mia PaCa-2 細胞中caspase-3、Bax 蛋白的表達水平，降低Bcl-2、細胞增殖蛋白Ki67、磷酸化人表皮生長因子受體（phosphorylated epidermal growth factor receptor，p-EGFR）、p-Akt和p-PI3K蛋白的表達水平，這提示柴胡皂苷A可通過靶向EGFR/PI3K/Akt信號通路，發揮抗胰腺癌活性。Xu 等[30]研究表明，經烏藥內酯處理后，胰腺癌細胞中Bax、多腺苷二磷酸核糖聚合酶1[poly（ADP-ribose）polymerase1，PARP1]蛋白的表達水平升高，cyclin A2、cyclin D1、cyclin E1、Bcl-2、PARP1、caspase-3、p-PI3K和p-Akt蛋白的表達水平降低。進一步實驗發現，烏藥內酯與PI3K/Akt激活劑YS-49共同處理后能有效逆轉烏藥內酯對p-PI3K 和p-Akt 的抑制作用，這表明烏藥內酯可通過抑制PI3K/Akt信號通路，降低胰腺癌細胞活性。Zhang 等[31]研究證實，異土木香內酯能夠下調胰腺癌細胞中磷酸化表皮生長因子（phosphorylated epidermal growth factor，p-EGF）、磷酸化S 期激酶相關蛋白2（phosphorylated S-phase kinase associated protein 2，p-SKp2）和p-Akt 蛋白的表達，上調caspase-3 和Bax蛋白的表達，這提示異土木香內酯可通過阻斷EGF/PI3K/SKp2/Akt信號軸抑制胰腺癌的病理進程。相關研究發現，丹參酮ⅡA可降低胰腺癌Mia PaCa-2 細胞中PI3K、Akt 和mTOR 蛋白的表達水平，這提示丹參酮ⅡA可通過阻斷PI3K/Akt/mTOR信號通路，抑制胰腺癌細胞的生長[32]。還有相關研究證實，去甲斑蝥酸鈉能夠抑制胰腺癌PANC-1 細胞活力，降低細胞中p-PI3K、p-Akt 和Bcl-2 蛋白的表達水平，升高Bax、caspase-3 蛋白的表達水平，這提示該成分可通過抑制PI3K/Akt 信號通路，促進胰腺癌細胞凋亡[33]。

由上可知，柴胡皂苷A、烏藥內酯、異土木香內酯、丹參酮ⅡA、去甲斑蝥酸鈉等萜類單體可通過抑制PI3K/Akt信號通路，降低胰腺癌細胞活性。

3.3 酚類單體

Jiang 等[34]采用6-姜酮酚處理胰腺癌Mia PaCa-2、SW1990 細胞，發現其可降低兩種細胞中Ki67、EGFR、N-cadherin、波形蛋白、p-Akt和p-PI3K蛋白的表達水平，升高E-cadherin 蛋白的表達水平；進一步以EGFR 抑制劑厄洛替尼與6-姜酮酚共同處理后作用更為顯著，表明6-姜酮酚可通過EGFR/PI3K/Akt 信號通路抑制胰腺癌細胞的增殖、侵襲和遷移。相關研究發現，姜黃素可下調胰腺癌BxPC-3、PANC-1 細胞中p-Akt、p-NF-κB、Ncadherin 和波形蛋白的表達，上調E-cadherin 的表達，表明姜黃素可通過阻斷PI3K/Akt/NF-κB信號通路，抑制胰腺癌轉移[35]。相關研究證實，尿石素A可減少胰腺癌細胞遷移，下調細胞中p-Akt、磷酸化核糖體蛋白S6 激酶、PDK1、磷酸化GSK3β（p-GSK3β）的表達，表明尿石素A可通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路，抑制胰腺癌細胞增殖，并促進其凋亡[36]。還有研究發現，紫檀芪可上調Mia PaCa-2 細胞中Bax、自噬相關蛋白5（autophagy protein5，Atg5）、Beclin-1和LC3-Ⅱ的表達，下調B細胞淋巴瘤xl蛋白（B-cell lymphoma-xl protein，Bcl-xl）、晚期糖基化終末產物受體、多藥耐藥蛋白1（multidrug resistance protein1，MDR1）、p-PI3K和p-Akt的表達，表明紫檀芪可通過抑制PI3K/Akt 信號通路，誘導胰腺癌細胞自噬、凋亡[37]。

由上可知，6-姜酮酚、姜黃素、尿石素A、紫檀芪等酚類單體可通過抑制PI3K/Akt信號通路，抑制胰腺癌細胞的增殖、侵襲和遷移，進而遏制胰腺癌的病理進程。

3.4 黃酮類單體

研究表明，胰腺癌PANC-1、Patu-8988細胞在非瑟酮干預后，細胞中Ki67、基質金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）、MMP-9、p-Akt、p-mTOR 和PI3K蛋白的表達水平均顯著降低，cleaved-PARP、caspase-3和caspase-8蛋白的表達水平升高，這提示非瑟酮可通過靶向PI3K/Akt/mTOR 信號通路，抑制胰腺癌細胞增殖、浸潤和遷移，從而遏制胰腺癌的發展[38]。有學者用山柰酚或山柰酚+厄洛替尼處理PANC-1、BxPC-3細胞后，細胞中p-EGFR、p-Akt、p-ERK1/2和Bcl-2蛋白的表達水平降低，cleaved-caspase-9、cleaved-PARP 和Bax 蛋白的表達水平升高，這提示山柰酚可通過抑制PI3K/Akt信號通路，增強胰腺癌細胞對厄洛替尼的敏感性，進而遏制胰腺癌的發展[39]。Lan等[40]使用槲皮素聯合吉西他濱干預胰腺癌Mia Paca-2 細胞，發現細胞中Atg5、LC3-Ⅱ、caspase-3、NF-κB p65 蛋白表達水平升高，癌細胞的平均熒光強度值上調，晚期糖基化終產物受體（receptor for advanced glycation endproducts，RAGE） mRNA 和蛋白的表達水平降低，這提示槲皮素可通過抑制PI3K/Akt信號通路，促進胰腺癌細胞自噬、凋亡。

由上可知，非瑟酮、山柰酚、槲皮素等黃酮類單體通過抑制PI3K/Akt 信號通路，進而抑制胰腺癌細胞的增殖、浸潤和遷移。

3.5 醌酮類單體

Zeng等[41]研究發現，β-羥基異戊酰紫草素處理胰腺癌PANC-1 細胞后，可下調細胞中p-PI3K、p-Akt 蛋白表達，這提示該成分可通過抑制PI3K/Akt 信號通路，抑制胰腺癌細胞活性。Liu 等[42]研究表明，大黃酸處理胰腺癌PANC-1、Mia PaCa-2 細胞后，細胞中PTEN、Akt、PDK1和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶的磷酸化水平均降低。以PI3K/Akt 特異性抑制劑LY294002 處理后，可促進大黃酸的作用效果；反之以激動劑740Y-P 處理后，可抑制大黃酸的作用效果，這提示大黃酸可通過抑制PI3K/Akt信號通路，誘導胰腺癌細胞凋亡。Chen 等[43]研究發現，赤芝酮能夠下調胰腺癌Mia PaCa-2細胞中Atg5、Beclin-1、LC3-Ⅱ、PI3KⅢ、Bcl-xl、高遷移率族蛋白B1、RAGE、p-PI3K、p-Akt和MDR1蛋白的表達，且在耐藥細胞中的表現更顯著，這提示赤芝酮可通過抑制PI3K/Akt/MDR1信號通路增強胰腺癌細胞的化學敏感性。

由上可知，β-羥基異戊酰紫草素、大黃酸、赤芝酮等醌酮類單體可通過抑制PI3K/Akt信號通路，抑制胰腺癌細胞活性，誘導凋亡并提高化學敏感性，進而遏制胰腺癌的病理進程。

3.6 其他單體

Yan等[44]研究表明，纈草三酯衍生物Amcp可顯著抑制胰腺癌BxPC-3、SW1990 細胞中p-Akt、p-mTOR 和髓系細胞白血病1 蛋白的表達，上調caspase-3 蛋白的表達，這提示Amcp 可通過抑制PI3K/Akt 信號通路，促進胰腺癌細胞凋亡。Marelia等[45]研究證實，知母皂苷AⅢ可降低胰腺癌PANC-1、BxPC-3 細胞中mTOR、Akt 的磷酸化水平，升高caspase-3 表達水平，這提示該成分可通過抑制PI3K/Akt 信號通路，抑制胰腺癌細胞增殖并誘導其凋亡。Li 等[46]研究發現，濱蒿內酯可降低胰腺癌Capan-2、SW1990 細胞中MMP9、Bcl-2、Akt1 和p-Akt 蛋白的表達水平，升高Bax、cleaved-caspase-3 和絲裂原活化蛋白激酶蛋白的表達水平，這提示濱蒿內酯可通過調控PI3K/Akt 信號通路，抑制胰腺癌細胞的遷移和侵襲，并誘導細胞凋亡。

由上可知，纈草三酯衍生物Amcp、知母皂苷AⅢ、濱蒿內酯等其他類單體可通過抑制PI3K/Akt信號通路，誘導癌細胞凋亡來抑制胰腺癌的病理進程。

4 結語

胰腺癌作為一種惡性程度高的癌癥，其預后差、病死率高，嚴重影響患者的身心健康。中醫藥在防治胰腺癌上有著獨特的優勢，大量中藥單體能夠通過抑制PI3K/Akt信號通路，阻斷胰腺癌的進展。本文就近年來中藥單體調控PI3K/Akt 信號通路干預胰腺癌的研究進行總結，發現生物堿類（如青藤堿、白鮮堿、蝙蝠葛堿等）、萜類（如柴胡皂苷A、烏藥內酯、異土木香內酯等）、酚類（如6-姜酮酚、姜黃素、紫檀芪等）、黃酮類（如非瑟酮、山柰酚、槲皮素等）、醌酮類（β-羥基異戊酰紫草素、大黃酸、赤芝酮等）等中藥單體，可通過抑制PI3K/Akt信號通路，抑制胰腺癌細胞增殖、侵襲、遷移，調節自噬和凋亡，進而抑制胰腺癌的病理進程。

綜上可知，PI3K/Akt信號通路能夠與多個信號級聯相互作用，協同抑制胰腺癌細胞的增殖、侵襲和遷移，但具體作用機制尚未闡明，故PI3K/Akt信號通路與其他信號通路間的交叉機制有待進一步挖掘。此外，中藥單體研究多停留在細胞實驗層面，因此其作用于胰腺癌的動物研究和臨床研究仍須繼續探索，以期為胰腺癌的治療及中藥單體的臨床轉化提供依據。