王雪紅　黃照權

摘要：化療是腫瘤的三大傳統(tǒng)療法之一，自從1969年Rosenberg等發(fā)現(xiàn)順鉑具有抗腫瘤活性以來，金屬配合物便開始受到越來越多的重視。隨著對金屬配合物的研究不斷深入，新的具有抗腫瘤活性的金屬配合物不斷涌現(xiàn)出來。筆者綜述了金屬配合物抗肝癌的主要作用機制（包括誘導肝癌細胞凋亡、影響肝癌細胞周期分布、抑制肝癌細胞侵襲和轉(zhuǎn)移）及新型金屬配合物抗肝癌細胞耐藥性的研究進展。

關鍵詞：金屬配合物；抗腫瘤；肝癌

中圖分類號：R735.7 文獻標志碼：A 文章編號：1008-2409（2016）05-0128-07

肝癌作為常見的惡性腫瘤之一，在過去的幾十年里發(fā)病率顯著增加，根據(jù)趨勢估計在接下來的20年里可能會繼續(xù)增加。由于肝癌轉(zhuǎn)移迅速、進展較快，且肝的儲備功能有限，不經(jīng)任何治療的5年生存率只有5%，而外科手術雖對肝癌的治療有效，但也只有10%～15%的患者預后良好，且5年生存率低于50%，其他治療方法由于復發(fā)率較高，效果也不甚理想，因此，尋找一種有效的治療方法依然是人類為之奮斗的目標。

化療是腫瘤的三大傳統(tǒng)治療方法之一，在腫瘤的治療方面起著重要作用，相關化療藥物也在不斷發(fā)展。由于金屬配合物可以為藥物設計提供一個高度靈活的平臺，人們可以由此制造出一系列具有生物活性的物質(zhì)，因此，作為潛在的抗癌藥物受到廣泛關注。自從順鉑1969年被Rosenberg發(fā)現(xiàn)，又于1978年被FDA批準進入臨床應用后，科學家們對順鉑等抗癌藥物關注越來越多，隨著卡鉑、奧沙利鉑等相繼被批準進入臨床，鉑類化療藥物在治療腫瘤方面起著越來越重要的作用。雖然鉑類化療藥物進入臨床應用已經(jīng)多年，對肝癌的治療有不可估量的作用，但是其耐藥性和不良反應也不可小覷，如引起的腎毒性、神經(jīng)毒性、耳毒性、惡心、嘔吐等，嚴重限制了鉑類藥物的應用。目前有關鉑類化療藥物的相關研究已經(jīng)很多，但是其分子機制依然不是很清楚。在隨后的研究中，其他鉑族和非鉑類金屬配合物陸續(xù)問世，都表現(xiàn)出了顯著抑制人和動物腫瘤的效果，少數(shù)已經(jīng)進入早期臨床試驗階段，它們在一定程度上克服了順鉑等鉑類藥物的不良反應及其耐藥性，具有較好的潛在藥用價值，有望用于各種抗肝癌藥物的制備。筆者就近年來金屬配合物在抗肝癌機制方面的研究進展進行闡述。

1金屬配合物抗肝癌的作用機制

1.1誘導肝癌細胞凋亡

化療藥物治療腫瘤主要是通過觸發(fā)癌細胞凋亡來實現(xiàn)的。從低等的真核生物到哺乳動物凋亡的機制類似，都是通過一系列的分子調(diào)控最終引起細胞死亡。雖然凋亡的潛在機制尚不完全清楚，但是已經(jīng)明確經(jīng)典凋亡機制中的主要調(diào)控因素包括死亡受體、半胱天冬酶（caspase）、線粒體等，并且通過研究已經(jīng)確定caspase在凋亡中起著關鍵作用。引起凋亡主要有兩條信號通路：外源性通路和內(nèi)源性通路，外源性通路主要通過死亡受體來介導，而內(nèi)源性通路主要通過線粒體介導來實現(xiàn)。金屬配合物誘導肝癌細胞凋亡的詳細機制包括以下通路。

1.1.1外源性通路 外源性通路又稱為死亡受體通路，目前發(fā)現(xiàn)細胞膜表面的死亡受體主要有CD95（又稱為Fas）和TNF受體（TNFR），而化療藥物可通過刺激Fas或TRAIL，使得帶有死亡結(jié)構(gòu)域的Fas相關蛋白（FADD）和caspase-8結(jié)合，激活caspase-8，再通過一系列的蛋白酶級聯(lián)反應，最終激活執(zhí)行凋亡的蛋白caspase-3，完成凋亡過程。最近，Oramas-Royo等發(fā)現(xiàn)用銅配合物處理肝癌細胞（HepG2），caspase-8和caspase-3的活性明顯增加，這就證明了銅配合物可以通過外源性通路促進肝癌細胞的凋亡。還有Okamura等[3]發(fā)現(xiàn)順鉑也可以通過激活caspase-8誘導肝癌細胞凋亡。

1.1.2內(nèi)源性通路 線粒體為內(nèi)源性信號通路介導的細胞凋亡調(diào)控中心，在金屬配合物引起的細胞凋亡中起著重要作用。內(nèi)源性凋亡信號通路主要通過Bcl-2家族蛋白影響線粒體膜，使其通透性增加，導致細胞色素C（cytochrome C）從線粒體膜間隙釋放到細胞漿中，與Apaf-1和caspase-9形成凋亡復合體，最后復合體激活caspase-3，觸發(fā)DNA破碎，致使細胞死亡，并且在此過程中，線粒體膜電位會下降或消失。

Anbu等利用熒光實驗發(fā)現(xiàn)雙核鋅配合物處理肝癌細胞（R-HepG2）時，caspase-3和caspase-9的活性明顯增加，但是caspase-8的活性并沒有發(fā)生改變，這表明雙核鋅配合物是通過內(nèi)源性通路促進肝癌細胞的凋亡。而Shao等發(fā)現(xiàn)鋅（Ⅱ）的酞菁配合物聯(lián)合射線照射處理肝癌細胞時，Caspase-3和Caspase-9的活性明顯升高，說明鋅（Ⅱ）的酞菁配合物聯(lián)合射線照射也可以通過內(nèi)源性通路促進肝癌細胞凋亡。Thati等用比色蛋白酶實驗發(fā)現(xiàn)用銅的配合物處理肝癌細胞株后，caspase-3和-9的活性明顯升高，這說明銅的配合物也可以通過內(nèi)源性通路促進肝癌細胞株（HepG2）凋亡。另外，Gudey等發(fā)現(xiàn)鈷的配合物在處理人類肝癌細胞后，caspase-3活性有輕微的升高，這說明鈷配合物有較弱的通過內(nèi)源性促凋亡通路來促進肝癌細胞凋亡的能力。

金屬配合物在使肝癌細胞株凋亡時會出現(xiàn)線粒體膜電勢降低或消失，Zhang等將鉍結(jié)合二氨基硫脲的配合物處理肝癌細胞（HepG2），細胞凋亡數(shù)目明顯增加，然后利用熒光染料羅丹明123標記線粒體的內(nèi)外膜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)綠色熒光明顯減少，這表明該配合物誘導細胞凋亡中線粒體膜電位是降低的。而Lin等利用JC-1探針標記用釕（Ⅱ）配合物3處理過的肝癌細胞株BEL-7402的線粒體膜，發(fā)現(xiàn)隨著藥物濃度增加，線粒體膜電位明顯呈降低的趨勢，這說明釕（Ⅱ）配合物3誘導肝癌細胞株BEL-7402的細胞凋亡與線粒體膜電位的降低有關。Li等利用鉑（Ⅱ）配合物處理肝癌細胞（BEL-7404），使其凋亡時發(fā)現(xiàn)線粒體膜電位的消失。Hearn等將銥配合物處理肝癌細胞株，利用JC-10探針熒光標記，發(fā)現(xiàn)線粒體膜電勢降低。

1.1.3其他凋亡通路 兩條經(jīng)典的內(nèi)源性和外源性通路可以誘導細胞凋亡已經(jīng)公認，而MAPK和P13-AKT通路可以影響細胞凋亡也已經(jīng)被證明。Liu等通過研究發(fā)現(xiàn)JNK信號通路可以抑制肝癌細胞株（HepG2）對順鉑的敏感性，若抑制該信號通路，可使得肝癌細胞的凋亡增加，而Yang等發(fā)現(xiàn)順鉑在誘導經(jīng)IER5（早期反應基因5）轉(zhuǎn)染的肝癌細胞株（HepG2）凋亡過程中，磷酸化的AKT減少，這說明AKT凋亡通路參與了順鉑誘導的肝癌細胞凋亡。

1.2影響肝癌細胞的周期分布

細胞周期的研究在最近幾十年已經(jīng)引起了很大的關注，主要是因為它在抗癌方面的重要作用。筆者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)細胞周期是一個嚴格調(diào)控的過程，包括了多個檢查點：①檢查細胞外生長信號。②檢測細胞大小。③評估每個周期DNA的完整性，并且細胞周期被細胞周期依賴性激酶（CDK）調(diào)控，而每個CDK都有一個能被調(diào)節(jié)亞基激活的催化亞基，這些復合物能在周期中的特殊時間段內(nèi)被激活，也能被外源性因子誘導和調(diào)控，也就是說細胞周期的過程是可以被各種各樣的外源性因子調(diào)控的，包括生長因子和其他細胞外因子，比如活性氧（ROS），Boonstra等已經(jīng)證明ROS在細胞周期進程中發(fā)揮著重要作用。

金屬配合物可以影響肝癌細胞的細胞周期，Shao等發(fā)現(xiàn)金屬酞菁聯(lián)合放射線處理肝癌細胞株（HepG2），通過產(chǎn)生活性氧，將HepG2的周期阻滯在G2/M期，誘導細胞凋亡，而且他們發(fā)現(xiàn)活性氧對細胞周期的影響效果取決于活性氧暴露的量和持續(xù)的時間。另有研究表明外源性生長因子通過細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)來刺激細胞周期進程或者阻滯細胞周期來發(fā)揮作用。目前已有學者研究發(fā)現(xiàn)釕、鉑、鈀、銅、釩等金屬的配合物可以阻滯肝癌細胞的細胞周期，從而發(fā)揮其抗增殖的作用，抑制腫瘤細胞的生長。

Lin等發(fā)現(xiàn)釕（Ⅱ）的配合物可以分別將人肝癌細胞株HepG一2和BEL-7402阻滯在S期，并且可以將細胞株BEL-7404.的細胞周期阻滯在G2/M期。Yu等分別發(fā)現(xiàn)鉑與去甲斑蝥素結(jié)合形成的配合物以及鈀（Ⅱ）與甲酸鹽結(jié)合形成的配合物可以將人的肝癌細胞株HepG2阻滯在G2/M期。另外Li等[11]發(fā)現(xiàn)鉑（Ⅱ）與鵝掌楸堿結(jié)合形成的配合物可以將肝癌細胞株BEL-7404的細胞周期阻滯在G2/M和s期，Thati等發(fā)現(xiàn)用銅與香豆素結(jié)合的配合物處理人肝癌細胞株HepG-2時，S期的細胞數(shù)明顯增多。而Fu等發(fā)現(xiàn)釩的配合物——乙酰丙酮氧釩可以通過激活ERK和AKT信號通路，尤其是激活ERK，將肝癌細胞株HepG-的細胞周期阻滯在G1/S期的效果更為明顯。

1.3抑制肝癌細胞轉(zhuǎn)移和侵襲

肝癌是全球最致命的疾病之一，研究表明其極高的病死率主要與原發(fā)性肝癌的癌細胞轉(zhuǎn)移和侵襲能力較強有關，因此，探索肝癌的轉(zhuǎn)移和侵襲機制對于研究新的金屬配合物對肝癌的診斷和治療意義重大。

Lum等通過微陣列研究發(fā)現(xiàn)金（Ⅲ）配合物一金-1a有能力改變與血管生成、侵襲有關的基因轉(zhuǎn)錄，但是由于腫瘤細胞的遷移和侵襲在腫瘤的轉(zhuǎn)移中起著重要作用，他們進一步研究了金-1a是否能抑制腫瘤細胞的遷移和侵襲，結(jié)果證實了金-1a確實有抑制作用。Clark等曾在1999年證明了RhoC基因在腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移中扮演著重要的角色，后來馮覺平等發(fā)現(xiàn)奧沙利鉑在抑制肝癌細胞株的轉(zhuǎn)移和侵襲作用時，RhoC基因的mRNA和蛋白表達均有下降，提示奧沙利鉑在抑制肝癌細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲時可能與RhoC基因的表達改變有關。

腫瘤轉(zhuǎn)移和侵襲離不開血管生長，因為血管是腫瘤運輸必需營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的管道，任何實體瘤沒有自己的新鮮血液供應，將很難生長，轉(zhuǎn)移、侵襲更難發(fā)生，所以，控制腫瘤血管生長就可以抑制腫瘤轉(zhuǎn)移和侵襲。血管生成是一個復雜的過程，需要多個生長因子和細胞因子參與。Yang等研究發(fā)現(xiàn)8-羥基喹啉釕（Ⅱ）配合物可以通過抑制bFGF來抑制肝癌細胞株的血管生長。另外，Yoshii等則發(fā)現(xiàn)銅的螯合物曲恩汀也能明顯抑制老鼠肝癌細胞（BNL-HCC）的新生血管生長。

2新型金屬配合物抗肝癌細胞耐藥性的作用機制

自從順鉑被發(fā)現(xiàn)后，鉑類抗腫瘤藥物成了肝癌臨床化療的主要選擇之一，對肝癌的治療有很大的幫助，但是由于肝癌細胞的耐藥性，限制了其抗腫瘤活性，這成為鉑類臨床應用的主要障礙。目前認為鉑類耐藥性的原因主要是：①藥物的流出增加。②藥物的失活。③改變了藥物作用的靶點。④修復了藥物造成的DNA損傷。⑤減少了因藥物引起的凋亡。這些機制可以單獨也可以聯(lián)合起作用，但是藥物濃度的降低是阻止順鉑和目標DNA反應的基本條件。Kellend也發(fā)現(xiàn)順鉑的細胞內(nèi)靶點是DNA，而各種各樣的加合物在同一條鏈的DNA上或DNA兩股鏈之間形成，所以他們認為耐藥性的產(chǎn)生是由于：①結(jié)合后引起DNA損傷或者DNA損傷之后的其他損傷。②和DNA結(jié)合不夠充分，藥物攝取量較少或者在含硫物質(zhì)的作用下失活。③改變了DNA的修復路徑。此外，還有研究證明各種藥物的轉(zhuǎn)運體系，如多聚納米粒子、金納米粒子、多孔二氧化硅納米顆粒、脂質(zhì)體等，可以減少藥物從不同腫瘤細胞中的流出量，而且攜帶有化療藥物的納米載體滲透性更強，能夠準確運輸藥物到靶點。

Wang等證明了釕的配合物與碳納米管結(jié)合后，便具有了抵抗肝癌細胞（R-HepG2）的多藥耐藥的能力，能夠更好地發(fā)揮抗腫瘤的作用。Zeng等合成的半乳糖胺/冰片納米硒通過抑制ABC（ATP-binding cassette）家族蛋白的表達從而使藥物聚集和保留的時間增加，達到克服人肝癌耐藥細胞株多藥耐藥性的目的。

另外，也有研究證明，雙核鋅配位化合物可以通過誘導線粒體介導的細胞凋亡或者觸發(fā)線粒體破碎，克服耐藥肝癌細胞株（R-HepG2）的耐藥性。而Ohmichi等證明了鉑類化療藥物的耐藥性是由于MAPK和P13K的參與引起，有望成為化療藥物的新靶點，并且MAPK和H3K-Akt的抑制劑正在進行臨床試驗中。

越來越多的研究表明，誘導肝癌細胞凋亡、影響肝癌細胞周期分布、抑制肝癌細胞轉(zhuǎn)移和侵襲是金屬配合物抗肝癌的主要機制，另外，新型金屬配合物抗肝癌的耐藥性也引起了人們的關注。隨著對肝癌認識的深入以及越來越多的具有抗肝癌活性的金屬配合物問世，給肝癌的化療帶來了新的希望。盡管第一代金屬配合物順鉑在治療腫瘤方面存在著耐藥性、靶點不精確、在體內(nèi)穩(wěn)定性較差等不足之處，但它為人類健康做出的貢獻是不可磨滅的，在治療肝癌的進程中也發(fā)揮了重要作用，也由此拉開了各種新型金屬配合物抗肝癌研究的序幕，近年來，已經(jīng)證明鉑的新型配合物、銠的二價和三價配合物以及釕、銅、鋅、金、硒等金屬配合物在抗肝癌方面有顯著作用，并且可以在一定程度上克服順鉑的不足，但是其臨床應用大部分尚在試驗階段，其作用機制有待進一步探索，期待這些藥物能在治療肝癌方面有所作為，為人類健康做出貢獻。