于 然 金琳博 魏 強 金桂花

(延邊大學醫(yī)學院免疫學與病原生物學教研室，延吉 133002)

國際癌癥研究機構(IARC)發(fā)布的全球癌癥數(shù)據(jù)表明，癌癥的發(fā)病人數(shù)和死亡人數(shù)正在逐年增高，惡性腫瘤已經(jīng)成為人類主要死亡原因之一[1]。由于中藥具有多靶點、毒性低、來源廣泛等特點，中藥單體化合物抗腫瘤作用已成為國內(nèi)外學者的研究熱點。隨著對中藥研究的深入，越來越多具有抗腫瘤活性的中藥單體化合物被發(fā)現(xiàn)，例如姜黃素，芹菜素，青蒿素(artemisinin,ARS)等[2-6]。ARS是中國科學家從傳統(tǒng)中藥黃花蒿中提取的一種具有高效抗瘧疾活性的中藥單體，由于其對抑制瘧原蟲生長具有100%有效率，被廣泛應用于瘧疾治療。近來研究表明，ARS還有抗腫瘤、抗寄生蟲、抗炎等多種生物學效應[4-8]。雙氫青蒿素(dihydroartemisinin,DHA)是ARS的衍生物之一。近年來，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，DHA對多種腫瘤均有抑制作用，且作用位點廣、毒性低。Jansen等[9]對10位3期或4期宮頸癌患者口服給予DHA，用藥28 d，無明顯副作用，并觀察到細胞增殖標志物Ki-67表達降低，腫瘤血管生成減少，患者生存期顯著延長。本文將對DHA抗腫瘤分子機制的研究進展進行綜述，為DHA抗腫瘤的后續(xù)研究提供參考。

1 DHA抑制腫瘤生長

DHA是一種含有過氧橋的倍半萜內(nèi)酯類化合物，其發(fā)揮抗腫瘤作用主要依靠過氧橋結構。在腫瘤細胞內(nèi)，DHA中的過氧化物基團裂解，產(chǎn)生大量活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)，并引起氧化應激反應，最終導致腫瘤細胞死亡[10-12]。Wang等[13]發(fā)現(xiàn)，DHA可以顯著增加髓系白血病K562細胞內(nèi)ROS含量，并促進ROS依賴的自噬效應，進而導致腫瘤細胞死亡。Odaka等[14]證實DHA抑制橫紋肌肉瘤細胞mTOR磷酸化，導致細胞周期阻滯、抑制腫瘤細胞增殖，并促進細胞凋亡。

DHA在小鼠異種腫瘤移植模型中同樣可以顯著減緩腫瘤生長，延長小鼠存活時間。Zhang等[15]證實DHA在體外和體內(nèi)均可發(fā)揮抗腫瘤活性，顯著抑制肝細胞癌生長。Zhang等[16]給予胃癌細胞BGC-823 荷瘤小鼠DHA[15 mg/(kg·d)和30 mg/(kg·d)]灌胃治療后，與模型組相比，治療組小鼠荷瘤體積顯著減少。說明DHA可以抑制小鼠體內(nèi)腫瘤細胞增殖。

2 DHA抑制腫瘤轉移

腫瘤轉移是導致手術治療失敗和腫瘤患者死亡的主要原因，腫瘤轉移與腫瘤血管形成、腫瘤微環(huán)境中基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)和上皮間質轉化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)密切相關。腫瘤細胞過度生長需要大量養(yǎng)分供應，腫瘤細胞自身可以產(chǎn)生多種蛋白，促進腫瘤微環(huán)境內(nèi)血管生成，如血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、低氧誘導因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)等。已有研究證實，DHA通過減少腫瘤細胞VEGF表達，抑制VEGF與其受體連接，新生抑制血管生成，進而抑制腫瘤增殖與轉移[17-19]。Dong等[20]發(fā)現(xiàn)DHA通過抑制核因子κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)活性，增加IκB活性，減少血管內(nèi)皮生長因子受體2的表達，抑制人臍靜脈內(nèi)皮細胞生成血管。Li等[21]證實DHA抑制NF-κB/HIF-1α/VEGF通路，增強食管癌細胞Eca109對光動力療法的敏感性，從而抑制腫瘤細胞增殖，減緩小鼠移植瘤模型中腫瘤生長。

腫瘤組織通常會過表達一種或幾種MMPs，消化降解腫瘤組織附近的細胞外基質，促進腫瘤轉移。Que等[22]研究證實DHA能顯著減少膠質母細胞瘤細胞系U87細胞和U251細胞中MMP7和MMP9的表達，并降低酶活性，從而起到抑制腫瘤細胞轉移的效果。EMT與上皮來源腫瘤細胞的轉移能力密切相關。上皮來源腫瘤細胞經(jīng)EMT過程后，細胞失去極性，獲得間質細胞特性，運動能力增強，易于穿過基底膜[23]。Li等[24]給予PDGFRα陽性卵巢癌細胞DHA治療后，上皮組織標志E-鈣黏蛋白表達增多，間質組織標志N-鈣黏蛋白、波形蛋白等表達減少，腫瘤細胞EMT被顯著抑制。

3 DHA誘導腫瘤細胞凋亡

細胞凋亡是多種基因相互作用的結果，同時也是化療藥物抑制腫瘤細胞的主要方式。Lee等[25,26]使用DHA處理慢性髓系白血病細胞后觀察到，DHA增加白血病細胞釋放細胞色素c(cytochrome c,Cyt c)，進而活化半胱氨酸天冬酶9(caspase-9)和半胱氨酸天冬酶3(caspase-3)，引起白血病細胞發(fā)生線粒體途徑凋亡，并推測DHA引起的白血病細胞凋亡與細胞中NF-κB表達減少有關。Qin等[27]發(fā)現(xiàn)DHA導致多種肝癌細胞中的促凋亡蛋白Bax、 Bim和Bak表達增高，Cyt c釋放增加，進而激活caspase級聯(lián)，導致腫瘤細胞發(fā)生線粒體途徑凋亡。DHA還能誘導惡性腫瘤細胞發(fā)生死亡受體途徑凋亡和內(nèi)質網(wǎng)應激途徑凋亡。Ji等[28]發(fā)現(xiàn)DHA對多種骨肉瘤細胞均有抑制作用，并可上調Fas，促進其與Fas配體結合，進而將外源凋亡信號傳入細胞內(nèi)，引起腫瘤細胞凋亡。Chen等[29]發(fā)現(xiàn)在肺癌細胞ASTC-a-1和A549中，DHA使Bim轉移到內(nèi)質網(wǎng)，并激活內(nèi)質網(wǎng)應激途徑凋亡。

4 DHA誘導腫瘤細胞鐵死亡

鐵死亡是程序性死亡的另一形式，主要機制為細胞內(nèi)過多的亞鐵離子與脂質氧化物反應導致ROS積聚[30]。鐵參與DNA合成等多種重要生理過程，是細胞正常生存不可缺少的元素。由于腫瘤細胞分裂異?；钴S，故腫瘤細胞表面有更多的轉鐵蛋白受體，導致腫瘤細胞內(nèi)鐵含量多于一般細胞。Du等[31]研究發(fā)現(xiàn)DHA可加速細胞內(nèi)鐵蛋白降解，增加不穩(wěn)定鐵池，增加細胞內(nèi)ROS的含量，最終導致細胞鐵死亡。Lin等[32]發(fā)現(xiàn)DHA可以抑制多種頭頸部鱗癌細胞生長，在給予去鐵胺后，這種抑制作用被消除。以上結果均提示，DHA可通過誘導鐵死亡的方式抑制腫瘤細胞增殖。

5 DHA誘導腫瘤細胞自噬

近年來有研究發(fā)現(xiàn)，在惡性腫瘤發(fā)生的早期階段，自噬起到抑制腫瘤的作用。Beclin-1是一種重要的自噬調節(jié)蛋白，其通過在自噬過程中招募胞漿蛋白為自噬小體提供膜成分，發(fā)揮促進細胞自噬作用[33]。Jia等[12]發(fā)現(xiàn)，DHA可以增加胰腺癌細胞BxPC-3和PANC-1中Beclin-1的含量，進而促進細胞自噬發(fā)生，起到抑制腫瘤的作用。微管相關蛋白1輕鏈3-Ⅱ(microtubule-associated protein 1 light chain 3-Ⅱ,LC3-Ⅱ)是自噬的標志性蛋白，LC3-Ⅱ的出現(xiàn)一般被視作自噬過程的發(fā)生。Wang等[13]給予髓系白血病K562細胞DHA治療后，發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞被顯著抑制并伴有LC3-Ⅱ表達增高，證明DHA可以促進K562腫瘤細胞發(fā)生自噬，進而抑制腫瘤。

6 DHA阻滯腫瘤細胞周期

腫瘤細胞過度增殖與其細胞周期失控有關，調節(jié)腫瘤細胞內(nèi)細胞周期蛋白(cyclins)和細胞周期依賴性激酶(cyclin-dependent kinase,CDKs)的水平，可以將細胞周期阻滯在G1期檢測點或G2期檢測點，達到抑制腫瘤細胞增殖的目的。Du等[34]發(fā)現(xiàn)DHA抑制食道癌細胞Eca109和Eca9706中cyclin E、CDK2和CDK4的表達，進而阻滯細胞于G0/G1期。Chen等[35]發(fā)現(xiàn)，不論體外還是在小鼠移植瘤模型中，DHA均可抑制胰腺癌細胞BxPC-3和AsPC-1的cyclin E、CDK2和CDK4表達，并上調CDKs抑制蛋白p21的表達，進而將細胞周期阻滯于G0/G1期。此外，DHA還具有阻滯細胞于G2/M期的能力。Zhang等[15]發(fā)現(xiàn)在小鼠肝癌細胞系和小鼠移植瘤模型中，DHA均可減少M期關鍵蛋白cyclin B表達，并增加蛋白p21表達，從而將細胞周期阻滯在G2/M期。

7 展望

綜上所述，DHA對多種腫瘤細胞增殖等生物學行為呈現(xiàn)明顯抑制作用，且其作用機制多樣、不易產(chǎn)生耐藥性，是一種具有抑癌潛力的中藥單體化合物。還有許多問題需要進一步探索，例如，研究DHA抑癌效果的實驗多局限在細胞株，通過動物實驗系統(tǒng)深入探討DHA的抑癌作用及具體調節(jié)機制卻鮮有報道，尚未有DHA與化療藥物聯(lián)合使用在動物體內(nèi)實驗和臨床腫瘤患者治療中的報道[36]。因此，DHA作為抗腫瘤藥物應用于臨床還需要進一步實驗評估。