朱翮嘉
(浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院泌尿外科 浙江 杭州310006)
苦參是豆科植物苦參的干燥根,它的主要化合物成分為生物堿和黃酮類化合物,其中生物堿以苦參堿和氧化苦參堿為主??鄥A是苦參的中草藥主要有效成分,它屬于四環(huán)的喹諾里西啶化合物,分子骨架可看作2個喹嗪啶環(huán)的雜合體。
苦參堿具有廣泛的藥理活性。本文就苦參堿對抗泌尿系統(tǒng)實體瘤方面的研究進行回顧分析,揭示其在泌尿腫瘤抗癌作用機制。
苦參堿具有廣泛的藥理活性,不斷發(fā)現(xiàn)其在抗肝損傷[1]及纖維化[2]、抗腫瘤、抗心血管疾病[3]方面的重要藥理活性:能夠增強心房收縮力,增加冠脈流量,減慢心率,具有對抗心率失常和動脈粥樣硬化;能對抗免疫性肝臟損傷,減輕肝細胞變性壞死及纖維組織增生,抗肝纖維化作用,用于慢性乙型病毒性肝炎的治療;具有多重抗腫瘤活性:抑制肝細胞癌、胃癌的增殖,逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞耐藥,抑制腫瘤細胞與內(nèi)皮細胞的粘附,減少腫瘤的轉(zhuǎn)移。
近年來對于苦參堿活性單體的研究的深入,發(fā)現(xiàn)其他方面的藥理活性和作用,如抑制和殺精的抗生育活性;對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛的作用;降低過敏介質(zhì)的釋放,用于治療免疫性疾病等。
腎癌、膀胱癌和前列腺癌是泌尿系統(tǒng)的三大常見腫瘤。雖然手術(shù)、放化療等綜合治療已獲得相當?shù)寞熜?,但不良反應較大,對進展期和晚期腫瘤,治療結(jié)果仍不甚理想??鄥A是抗腫瘤譜較廣泛的藥物之一,為新型高效低毒抗腫瘤中藥,已證明其對體外腫瘤細胞具有抑制殺傷作用。
(1)人腎透明細胞癌ACHN
本研究[4]應用MTT法,分別用0.3、0.5、0.8、1.0、1.5g/L等不同濃度的苦參堿作用于人腎癌ACHN細胞株24、48、72h,發(fā)現(xiàn)不同濃度均對ACHN細胞株有一定的增殖抑制作用,而細胞生長抑制率隨著苦參堿濃度的增高及作用時間的延長而升高,呈現(xiàn)明顯的量效和時效關(guān)系??鄥A作用ACHN細胞株Bcl-2蛋白表達有下調(diào)趨勢、Bax蛋白表達顯著增強,提示抗腫瘤機制可能與調(diào)節(jié)Bcl-2/Bax蛋白表達比值有關(guān)。
Fu等[5]建立人ACHN腎癌裸鼠皮下移植瘤模型,隨機以50mg/kg、75mg/kg、100mg/kg的劑量腹腔內(nèi)注射苦參堿,并觀察三周發(fā)現(xiàn)對腫瘤的抑制率分別達到19.51%、38.73%、46.08%,說明藥物對人ACHN裸鼠皮下移植瘤具有生長抑制作用。通過光鏡和電鏡發(fā)現(xiàn)不同程度的細胞壞死凋亡,且范圍隨著苦參堿濃度的增加而增大。該研究克服了體外實驗中癌細胞附壁生長缺少腫瘤間質(zhì)的缺陷,能夠更好的觀察藥物循環(huán)擴散后對于腫瘤細胞的影響。
(2)人腎顆粒細胞癌GRC-1
該實驗[6]結(jié)果顯示,GRC-1細胞株呈現(xiàn)明顯的量效和時效的關(guān)系,在0.3、0.5、0.8、1.0、1.5g/L濃度的苦參堿下,72h觀察到細胞抑制率分別達到(14.9±12.8)%、(21.9±6.5)%、(25.4±9.0)%、(29.2±9.5)%和(34.0±4.9)%,而同一濃度也隨著作用時間的延長,細胞抑制率逐步增加。電鏡下可見到凋亡的典型細胞特征性變化。實驗中藥物作用后GRC-1細胞株Bcl-2蛋白表達減弱而Bax蛋白表達增強,提示凋亡可能與此相關(guān)。
(3)人腎母細胞瘤SK-NEP-1
Mao等[7]在實驗中分別用0.5、1.0、1.5mg/ml不同濃度的苦參堿干預人母細胞瘤SK-NEP-1細胞株,采用MTT法觀察到藥物對細胞的抑制率分別為(20.79±6.20)%、(31.2±5.07)%、(51.15±12.70)%,呈劑量依賴性。采用流式細胞儀進行細胞凋亡率的檢測,發(fā)現(xiàn)隨著藥物濃度的增加,細胞凋亡率逐漸提高。CXCR4是腫瘤細胞表達最為普遍的趨化因子受體,與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),在腎母細胞瘤細胞中常常高表達。實驗中采用RT-PCR,觀察不同濃度苦參堿干預SK-NEP-1細胞,檢測CXCR4 mRNA在細胞中表達,發(fā)現(xiàn)均明顯下降且有藥物劑量依賴。
(1)人膀胱癌EJ細胞株
該實驗中[8],體外培養(yǎng)人膀胱癌EJ細胞株,并分別用0.5、1.0、2.0mg/ml的苦參堿作用24h、48h、72h,并對細胞生長抑制率進行對比,72h時三組的抑制率分別為(33.66±3.31)%、(41.05±1.94)%、(50.65±2.78)%,呈現(xiàn)明顯的量效關(guān)系。同樣以1.0mg/ml組為例,在24h、48h、72h時的抑制率分別為(11.67±0.54)%、(30.11±2.48)%、(41.05±1.94)%,表明苦參堿在體外對EJ細胞株的增殖抑制有時效關(guān)系。Bcl-2基因可特異性阻止增殖期細胞凋亡,延長非增殖期細胞的存活時間。研究證實隨著苦參堿作用于細胞的濃度和時間的增加,Bcl-2蛋白表達下降,從而誘導凋亡。
(2)人膀胱癌BIU-87細胞株
Yao等[9]在該研究中探討了苦參堿對人膀胱癌BIU-87細胞增殖的抑制作用及其機制。分別以不同濃度苦參堿分別作用于人膀胱癌BIU-87細胞,用MTT法檢測細胞增殖抑制率,用流式細胞術(shù)檢測細胞周期和凋亡率,得出了與前一個實驗類似的結(jié)果。Western blot法檢測細胞中生存素、天冬氨酸半胱氨酸蛋白酶(Caspase)-3及Caspase-7蛋白的表達。發(fā)現(xiàn)細胞中生存素蛋白表達減弱、Caspase-3及 Caspase-7蛋白表達增強。證明苦參堿可抑制人膀胱癌BIU-87細胞的增殖、阻滯細胞周期、誘導細胞凋亡,可能與調(diào)控細胞中生存素及Caspase-3、Caspase-7的表達有關(guān)。
(3)人膀胱癌T24細胞株
Survivin因子在膀胱癌T24細胞中普遍表達,與膀胱癌細胞的病理分級、腫瘤浸潤程度及淋巴結(jié)癌轉(zhuǎn)移的發(fā)生顯著相關(guān)。實驗中用不同濃度的苦參堿作用于T24細胞,用RT-PCR檢測細胞凋亡相關(guān)基因survivin及caspase-3轉(zhuǎn)錄水平的改變。免疫印跡法檢測survivin和caspase-3蛋白的表達情況。在本實驗中[10]主要觀察苦參堿對膀胱癌T24細胞增殖及凋亡的影響,推斷苦參堿可能通過抑制survivin、上調(diào)caspase-3表達誘導膀胱癌T24細胞發(fā)生凋亡。
DU145和PC3、Li等[11]用6.0g/L的苦參堿處理72h后的雄激素非依賴性前列腺癌細胞DU145和PC3,觀察到藥物抑制率達到了88%。信號轉(zhuǎn)導通路是一個細胞間信號蛋白相互作用組成高度有序的一個調(diào)控網(wǎng)絡,通過細胞內(nèi)以蛋白質(zhì)為主的物質(zhì)發(fā)生變化的多酶級聯(lián)反應,已有研究表明苦參堿參與細胞信號傳導通路的干擾。采用免疫印跡的方法進行研究,檢測細胞中的P65、p-P65、IKKα/β,p-IKKα/β,IKBα和p-IKα的水平,發(fā)現(xiàn)其表達均降低,表明苦參堿發(fā)揮抗腫瘤機制可能通過NF-kB信號轉(zhuǎn)導通路有關(guān)。
苦參堿對泌尿系統(tǒng)腫瘤細胞已被證明有其藥理活性,作用機制包括干擾細胞周期、調(diào)節(jié)基因和蛋白表達、干擾信號傳導通路等。但我們也應該看到一些缺陷:均為體外腫瘤細胞或者動物模型研究,作用于人體的效果尚且缺乏數(shù)據(jù)支撐;往往需要高水平及較長作用時間,藥物的安全性還需要進一步評估。
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