黃梨 龍佑梅 夏良斌

武漢大學(xué)人民醫(yī)院婦產(chǎn)科（武漢430060）

在世界范圍內(nèi)，抗癌治療失敗的主要原因之一是腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性，因此，有必要開(kāi)發(fā)具有更好藥理學(xué)和毒理學(xué)特征的新藥物。紫檀芪是一種天然的芪類多酚化合物，為白藜蘆醇的衍生物，主要存在于葡萄、藍(lán)莓、花生和紫檀心材中，它與白藜蘆醇具有相似的藥理學(xué)作用，包括抗炎、抗癌、抗衰老、改善高血糖和血脂異常［1］。但與白藜蘆醇相比，紫檀芪具有更好的親脂性和口服吸收性，更強(qiáng)的細(xì)胞吸收能力和更長(zhǎng)的半衰期等優(yōu)點(diǎn)，在臨床應(yīng)用中具有廣闊的前景［2］。與化療藥物相比，紫檀芪的價(jià)格較低、副作用更小，因此它的優(yōu)勢(shì)引起了越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注和探索。紫檀芪已在多種惡性腫瘤中表現(xiàn)出良好的抗癌功效［3］，單獨(dú)使用紫檀芪或與已批準(zhǔn)的抗癌藥物聯(lián)合應(yīng)用是一個(gè)較新穎的研究方向，在未來(lái)的臨床應(yīng)用中可能具有良好的前景。紫檀芪的抗腫瘤機(jī)制體現(xiàn)在多個(gè)方面，然而，它的確切抗癌機(jī)制尚有待進(jìn)一步研究。本文將針對(duì)紫檀芪抗癌作用機(jī)制的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為抗癌藥物研發(fā)和臨床用藥提供參考。

1 表觀遺傳修飾調(diào)控

表觀遺傳修飾的分子機(jī)制包括DNA 甲基化，組蛋白修飾（包括乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化）和微小RNA（microRNA，簡(jiǎn)稱miRNA）。近年來(lái)，越來(lái)越多的觀點(diǎn)認(rèn)為，表觀遺傳修飾在細(xì)胞周期、增殖、凋亡和細(xì)胞死亡中起重要作用。紫檀芪和白藜蘆醇等具有化學(xué)預(yù)防作用的膳食植物化學(xué)物質(zhì)可通過(guò)改變DNA 甲基化、組蛋白修飾或通過(guò)調(diào)節(jié)miRNA 的表達(dá)，以達(dá)到抗癌目的［4］。

1.1 DNA 甲基化和組蛋白修飾DNA 甲基化和組蛋白修飾密不可分，共同參與腫瘤進(jìn)展，其中，DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT）、組蛋白去乙酰化酶（HDAC）和組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（HAT）在該過(guò)程中起關(guān)鍵作用。據(jù)報(bào)道，基因CpG 位點(diǎn)高甲基化可通過(guò)抑制細(xì)胞分化過(guò)程中的可塑性，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤形成［5］。有研究表明，白藜蘆醇和紫檀芪聯(lián)合使用可通過(guò)時(shí)間依賴性的方式恢復(fù)雌激素受體-α（ERα）陰性乳腺癌細(xì)胞中ERα的表達(dá)，作用機(jī)制主要對(duì)ERα陰性乳腺癌細(xì)胞中的DNA 甲基化和組蛋白乙?；M(jìn)行調(diào)控，顯著改變DNMT、HDAC 和HAT 的活性，從而重新激活ERα，使癌細(xì)胞對(duì)激素療法變得敏感［6］。LUBECKA 等［7］研究發(fā)現(xiàn)包括紫檀芪和白藜蘆醇在內(nèi)的芪類化合物通過(guò)表觀遺傳機(jī)制調(diào)控，重塑乳腺癌細(xì)胞的DNA 甲基化模式，從而減弱致癌NOTCH 信號(hào)，抑制乳腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)和侵襲。此外，紫檀芪和白藜蘆醇聯(lián)合可下調(diào)SIRT1（一種Ⅲ型HDAC）和DMNT 的表達(dá)，顯著抑制乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡和誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯，而對(duì)細(xì)胞活力沒(méi)有顯著影響［8］。由此可見(jiàn)，紫檀芪對(duì)DNA 甲基化和組蛋白修飾具有強(qiáng)大的調(diào)控作用，其與白藜蘆醇聯(lián)合應(yīng)用可能會(huì)產(chǎn)生協(xié)調(diào)作用。轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白1（MTA 1）/HDAC 復(fù)合物是癌癥進(jìn)展相關(guān)的表觀遺傳調(diào)節(jié)因子，參與基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、組蛋白去乙?；腿旧|(zhì)重塑。紫檀芪可下調(diào)肝癌細(xì)胞中MTA1 的表達(dá)并降低HDAC1 和HDAC2 的活性和有效濃度，這導(dǎo)致MTA1/HDAC 復(fù)合物失去穩(wěn)定性，并增加磷酸酶和張力蛋白同源物（PTEN）和P53 的乙酰化，進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯，抑制細(xì)胞的遷移和侵襲［9-10］。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，紫檀芪與HDAC 抑制劑伏立諾他聯(lián)合可通過(guò)下調(diào)MTA1/HIF-1α軸，抑制細(xì)胞增殖和血管生成，阻斷小鼠前列腺腫瘤進(jìn)展，且毒性更?。?1］。此外，在卵巢癌中，紫檀芪可有效抑制STAT3 的磷酸化，抑制細(xì)胞周期進(jìn)程，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤活性，并且，順鉑聯(lián)合紫檀芪在卵巢癌細(xì)胞中顯示出協(xié)同抗增殖活性，同時(shí)降低順鉑毒性和化學(xué)抗性［12］?？梢?jiàn)，紫檀芪與批準(zhǔn)的抗癌藥物共同使用可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)抗癌功效，更重要的是，這種方法可以通過(guò)降低抗癌藥物的有效劑量來(lái)減少毒副作用，這可能是一種有較高臨床效益的用藥方案，未來(lái)需設(shè)計(jì)更多臨床試驗(yàn)去證實(shí)其優(yōu)劣性。

紫檀芪成為多種癌癥潛在的輔助或維持化療有吸引力的無(wú)毒替代物，其與化療藥物聯(lián)合使用產(chǎn)生協(xié)同作用的機(jī)制尚不清楚。鑒于紫檀芪的生物學(xué)安全性及其腫瘤學(xué)細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果，未來(lái)需要開(kāi)展更多的臨床試驗(yàn)來(lái)闡明其合理的治療劑量及其作為輔助劑在化療和放療效果中的確切作用。今后需要更多的研究來(lái)探索這種聯(lián)合治療的臨床潛力，這也將成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

1.2 對(duì)miRNA 的調(diào)控越來(lái)越多的證據(jù)表明，包含miRNA 的表觀遺傳機(jī)制失調(diào)是癌癥在內(nèi)各種疾病進(jìn)展的關(guān)鍵因素，miRNA 可以促進(jìn)或抑制腫瘤生長(zhǎng)。紫檀芪可通過(guò)直接下調(diào)肝癌細(xì)胞中miR-19a 來(lái)增加PTEN 的表達(dá)，從而導(dǎo)致細(xì)胞增殖受到抑制，細(xì)胞周期停滯于S 期，細(xì)胞凋亡增加，細(xì)胞侵襲減少［13］。另外，紫檀芪可呈劑量依賴性地作用方式抑制子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞活力，并通過(guò)下調(diào)miR-663b 在體外誘導(dǎo)人子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞凋亡［14］。在前列腺癌中，紫檀芪在體內(nèi)和體外均可下調(diào)miR-17 家族成員，從而發(fā)揮抗腫瘤作用［15］。miRNA 可以作為生物標(biāo)志物并且在癌癥診斷和預(yù)后中具有重要意義，它可能成為紫檀芪抗癌的重要靶點(diǎn)。綜上，表觀遺傳一直是各類癌癥研究的重點(diǎn)，紫檀芪是一種有效的表觀遺傳調(diào)節(jié)劑，值得更深入的研究和探討。與遺傳不同，基因的表觀遺傳過(guò)程是可逆的，可被某些內(nèi)在和外在因素所改變，因此，表觀遺傳成為治療各種疾病有吸引力的靶點(diǎn)。紫檀芪通過(guò)表觀遺傳發(fā)揮抗癌作用為原發(fā)性或轉(zhuǎn)移性惡性腫瘤的治療開(kāi)辟了新的途徑。

2 增強(qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號(hào)

包括多酚化合物在內(nèi)的多種天然化合物可誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS）相關(guān)的癌細(xì)胞死亡［16］。在非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系中，紫檀芪治療可刺激ERS 并上調(diào)一系列ERS 相關(guān)分子（即p-PERK，IRE1，ATF4，CHOP）并促進(jìn)Ca2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外流至細(xì)胞質(zhì)，增強(qiáng)活性氧（ROS）信號(hào)傳導(dǎo)，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡，并減弱非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的遷移和黏附力［17］。FENG 等［18］在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，紫檀芪誘導(dǎo)ERS介導(dǎo)的ROS-線粒體依賴性促凋亡機(jī)制有助于其在人食管癌細(xì)胞中發(fā)揮抗癌作用，并抑制細(xì)胞增殖、侵襲和黏附能力。腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體（TRAIL）是腫瘤壞死因子（TNF）配體家族的成員，其通過(guò)與死亡受體DR4 和DR5 的相互作用啟動(dòng)癌細(xì)胞的細(xì)胞凋亡，它特異性地靶向癌細(xì)胞，同時(shí)不傷害正常細(xì)胞，因此TRAIL 被認(rèn)為是一種有吸引力的化學(xué)治療劑［19］。然而，TRAIL療法受到最主要的限制是多數(shù)癌癥對(duì)TRAIL 產(chǎn)生抗性并發(fā)生免疫逃逸。近期，有研究發(fā)現(xiàn)，紫檀芪可通過(guò)誘導(dǎo)ROS/ERS 信號(hào)傳導(dǎo)途徑上調(diào)三陰乳腺癌細(xì)胞對(duì)TRAIL 誘導(dǎo)凋亡的敏感性，同時(shí)上調(diào)DR4 和DR5 的表達(dá)［20］。可見(jiàn)，紫檀芪增強(qiáng)ERS 信號(hào)在TRAIL 誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡中的重要作用。

總的來(lái)說(shuō)，紫檀芪對(duì)ERS 的調(diào)控作用在腫瘤治療中具有潛在意義，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于紫檀芪對(duì)各類癌癥ERS 影響的研究尚不多見(jiàn)，其具體機(jī)制尚有待進(jìn)一步研究，這將是一個(gè)有廣闊前景的研究方向。

3 抗氧化應(yīng)激

目前的觀點(diǎn)認(rèn)為氧化應(yīng)激與腫瘤進(jìn)展和化療藥物耐藥密切相關(guān)，而植物化學(xué)物質(zhì)的抗氧化特性可通過(guò)抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的DNA 損傷在癌癥化學(xué)預(yù)防中起關(guān)鍵作用［21］。核轉(zhuǎn)錄因子E2 相關(guān)因子2（Nrf2）是一種細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，Nrf2 途徑的快速激活對(duì)于預(yù)防人類疾病如癌癥具有重要意義，據(jù)報(bào)道，紫檀芪是一種比白藜蘆醇更有效的Nrf2 激活劑［22］。紫檀芪可有效激活PI3K 信號(hào)通路，隨后促進(jìn)Nrf2 核轉(zhuǎn)位，并誘導(dǎo)抗氧化酶的表達(dá)，從而保護(hù)永生化人角質(zhì)形成細(xì)胞免受紫外線B（UVB）照射誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和DNA 損傷［23］。此外，CHEN 等［24］研究也表明紫檀芪具有預(yù)防慢性UVB 誘導(dǎo)的皮膚癌發(fā)生的作用，其抗癌作用與維持皮膚抗氧化防御系統(tǒng)和抑制UVB 誘導(dǎo)的氧化損傷有關(guān)，且這也可能是通過(guò)調(diào)節(jié)Nrf2 信號(hào)通路介導(dǎo)的。

因此，抑制氧化應(yīng)激是減少癌變潛在的重要保護(hù)手段，需要進(jìn)一步研究以更好地確定紫檀芪抗氧化應(yīng)激相關(guān)的具體分子機(jī)制，以便早日將其開(kāi)發(fā)為有效的抗癌藥物應(yīng)用于臨床。

4 誘導(dǎo)自噬

近期，研究發(fā)現(xiàn)在多發(fā)性骨髓瘤中，紫檀芪通過(guò)誘導(dǎo)自噬發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)，并且它對(duì)腫瘤模型小鼠的心臟、肝臟和腎臟均沒(méi)有明顯的毒性作用［25］。CHANG 等［26］研究紫檀芪對(duì)順鉑耐藥人口腔癌細(xì)胞的抗癌作用，結(jié)果表明，用紫檀芪處理后，細(xì)胞表現(xiàn)出明顯的收縮、細(xì)胞膜破裂和自噬囊泡形成，自噬相關(guān)蛋白表達(dá)增加，紫檀芪還以時(shí)間和濃度依賴性方式有效抑制細(xì)胞活力并抑制細(xì)胞融合。另一項(xiàng)研究顯示，紫檀芪在多重耐藥肺癌細(xì)胞中亦可引起自噬和細(xì)胞凋亡，此外，紫檀芪與自噬抑制劑聯(lián)合使用可以加強(qiáng)化療藥物對(duì)化療敏感和耐藥細(xì)胞的療效，這對(duì)于多重耐藥的肺癌患者的臨床管理可能具有較大價(jià)值［27］。就目前的研究來(lái)看，紫檀芪通過(guò)誘導(dǎo)自噬發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)，療效高且副作用小，它的有效性和安全性表明其具有開(kāi)發(fā)為有效的抗癌藥物和應(yīng)用于臨床的潛力。但紫檀芪抗腫瘤效應(yīng)在人體中的有效濃度和劑量尚不清楚，未來(lái)需要更多大規(guī)模的臨床研究去探究。

5 促衰老

近年來(lái)，促衰老療法成為治療癌癥的新型療法。人類端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（hTERT）的活性降低在腫瘤細(xì)胞衰老中具有重要作用，抑制hTERT 會(huì)顯著誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞衰老并抑制細(xì)胞增殖［28］。最近，CHEN 等［29］研究發(fā)現(xiàn)較低濃度的紫檀芪可通過(guò)下調(diào)hTERT 蛋白表達(dá)和端粒酶活性，誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞衰老，從而發(fā)揮抗腫瘤作用。有文獻(xiàn)報(bào)道，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞衰老所需的化學(xué)藥物濃度遠(yuǎn)低于殺死細(xì)胞所需的濃度，因此，促衰老療法是一種有效且安全的方式，它的優(yōu)點(diǎn)在于既增強(qiáng)了治療功效，又減少了抗癌治療的副作用［30］。除此以外，紫檀在生理濃度下處理乳腺癌細(xì)胞，可抑制細(xì)胞增殖，并以時(shí)間和劑量依賴性的方式下調(diào)hTERT 和端粒酶水平［31］。

總之，通過(guò)靶向hTERT 誘導(dǎo)細(xì)胞衰老是癌癥治療有希望的潛在方法，但紫檀芪促衰老的具體機(jī)制還需開(kāi)展廣泛研究，這是一種較為新穎的抗癌途徑，也將成為未來(lái)研究的熱點(diǎn)。

6 抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化

眾所周知，上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）促進(jìn)細(xì)胞遷移和侵襲，進(jìn)而推動(dòng)腫瘤細(xì)胞從原發(fā)部位擴(kuò)散、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。最近有文獻(xiàn)報(bào)道，紫檀芪對(duì)EMT 有預(yù)防或抑制作用［32］。但在腫瘤中，目前僅報(bào)道紫檀芪抑制乳腺癌的EMT 過(guò)程。在人乳腺癌細(xì)胞中，紫檀芪處理可抑制細(xì)胞增殖和EMT，增加細(xì)胞凋亡、自噬和ER 應(yīng)激［33］。另一項(xiàng)研究顯示，紫檀芪抑制三陰性乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲潛力，并伴隨著EMT 標(biāo) 志 物E-cadherin 的 上 調(diào) 及Snail、Slug、Vimentin 和ZEB1 的下調(diào)［34］。以上結(jié)果為今后更深入的研究提供了有力的基礎(chǔ)理論，EMT 在癌癥轉(zhuǎn)移過(guò)程中起重要作用，并且可作為藥物開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵靶點(diǎn)，紫檀芪靶向EMT 為癌癥治療提供了新的視角。然而，紫檀芪在其他癌癥中是否可抑制EMT 尚未見(jiàn)報(bào)道，需要研究人員進(jìn)行更大量的基礎(chǔ)研究去探索。

7 腫瘤干細(xì)胞

腫瘤干細(xì)胞（CSCs）是一類具有自我更新和分化能力的癌細(xì)胞，它被認(rèn)為是腫瘤耐藥、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的根本原因，因此通過(guò)調(diào)節(jié)CSCs 可塑性或治療敏感性靶向CSCs 可能為癌癥的治療提供新思路［35-36］。近年來(lái)，由于常規(guī)化療和放療有許多相關(guān)的副作用，研究人員已經(jīng)證明了植物化學(xué)物質(zhì)在干擾CSCs 自我更新過(guò)程中的作用，使用膳食植物化學(xué)物質(zhì)靶向CSCs 的研究出現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)，其中包括多酚化合物［37］。有研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇和紫檀芪可通過(guò)多種信號(hào)通路靶向癌癥CSCs，包括乳腺癌、結(jié)直腸癌、白血病、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、肺癌等［38］。此外，紫檀芪呈劑量依賴性方式地抑制M2-TAMs（極化為M2 表型的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞）共培養(yǎng)的肺癌細(xì)胞的自我更新能力和CSCs 基因表達(dá)水平，其機(jī)制可能是通過(guò)下調(diào)促癌基因粘蛋白（MUC1）的表達(dá)，抑制M2 極化并減少CSCs 富集［39］。另有文獻(xiàn)報(bào)道，包括紫檀芪在內(nèi)的多種植物化學(xué)物質(zhì)，因具有廣泛的安全性而受到極大的關(guān)注，可通過(guò)靶向乳腺癌CSCs 及其關(guān)鍵信號(hào)通路而達(dá)到抗癌目的［40］?？傊?，探索CSCs 和植物化學(xué)物質(zhì)之間的相互作用，包括關(guān)鍵信號(hào)傳導(dǎo)途徑和分子靶點(diǎn)，將有助于新型抗癌藥物的開(kāi)發(fā)和今后進(jìn)行的臨床試驗(yàn)。

天然植物化合物，因其靶向癌細(xì)胞和CSCs 異質(zhì)群體的能力及抑制關(guān)鍵信號(hào)傳導(dǎo)途徑而備受關(guān)注。研發(fā)靶向CSCs 的藥物可能是治療癌癥，控制復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移更好的選擇。因此，紫檀芪有較大潛力被開(kāi)發(fā)為CSCs 及其信號(hào)傳導(dǎo)途徑的抗癌藥物，此方向具有良好的研究前景。許多針對(duì)CSCs 的藥物目前處于開(kāi)發(fā)的早期階段，由于腫瘤發(fā)生的復(fù)雜性，CSCs 靶向藥物與手術(shù)、化療、放療、免疫療法或腫瘤微環(huán)境靶向藥物的組合可能是更有希望的腫瘤治療策略。

8 總結(jié)與展望

惡性腫瘤是慢性疾病，復(fù)發(fā)較為常見(jiàn)，臨床管理的長(zhǎng)期目標(biāo)包括維持患者生活質(zhì)量和延長(zhǎng)生存期。近年來(lái)，隨著醫(yī)療成本上升，研究人員對(duì)具有強(qiáng)大抗腫瘤特性的天然植物化合物的興趣逐漸增加。

紫檀芪是慢性癌癥治療中具有吸引力的新型治療化合物，其與常規(guī)化學(xué)療法或放射療法具有協(xié)同作用，并且使常規(guī)療法劑量降低，從而減少毒副作用。紫檀芪通過(guò)其表觀遺傳調(diào)控，增強(qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，抗氧化應(yīng)激，增強(qiáng)自噬，促衰老，抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，靶向腫瘤干細(xì)胞等活性，成為一種強(qiáng)效的潛在抗癌藥物而受到越來(lái)越多的關(guān)注。此外，紫檀芪可靶向多種途徑，使惡性腫瘤細(xì)胞中不同的異常細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程受損，將有助于殺死癌細(xì)胞，產(chǎn)生耐藥性的機(jī)會(huì)較小，這給未來(lái)腫瘤的治療帶來(lái)了希望。雖然紫檀芪幾乎沒(méi)有毒性作用，但其溶解度和穩(wěn)定性較差，未來(lái)的臨床試驗(yàn)，可通過(guò)將紫檀芪與納米顆粒結(jié)合，將其包裝并運(yùn)送到腫瘤組織，這會(huì)有助于紫檀芪更好地應(yīng)用于癌癥治療領(lǐng)域。因此，將紫檀芪作為補(bǔ)充和替代藥物可能是治療惡性腫瘤的一種重要策略。然而，紫檀芪抗腫瘤的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究仍相對(duì)較少，臨床治療研究證據(jù)尚有待補(bǔ)充，在廣泛應(yīng)用于臨床之前，研究者還需進(jìn)行更多的基礎(chǔ)研究對(duì)其潛在的抗癌活性，及有效性和安全性進(jìn)行探索。