孫英甲，樂利明，荔志云

腦膠質瘤是最常見的顱內原發(fā)惡性腫瘤，來源于神經上皮，約占顱內腫瘤的60%[1]。美國中樞神經系統(tǒng)腫瘤登記組織統(tǒng)計，惡性膠質瘤約占原發(fā)性惡性腦腫瘤的70%，年發(fā)病率約為5/10萬[2-3]。惡性腦膠質瘤5年生存率不足10%[4]。我國膠質瘤的發(fā)病率居顱內腫瘤之首，是所有人體腫瘤中預后較差的腫瘤之一，病死率也高。腦膠質瘤多呈浸潤性生長，侵襲性強，手術難以完全切除，術后放、化療效果差，復發(fā)率高。目前膠質瘤的標準治療方案是在保護神經功能的基礎上，盡可能手術切除腫瘤，術后聯(lián)合放療及烷化劑輔助化療[5]。盡管目前臨床放療手段先進以及研發(fā)各種新型的抗癌藥物，但膠質瘤患者預后仍不佳，患者多明確診斷后1年內死亡[6]。因此研究新的、有效的新型抗癌增敏劑及藥物具有十分重要的意義。

異甘草素(isoliquiritigenin， ISL)是一種黃酮類化合物，主要來源于甘草，具有許多有用的藥理學作用，如抗炎、抗病毒、抗菌、抗氧化、抗癌活性、免疫調節(jié)、肝保護和心臟保護作用[7]。甘草是我國比較常見，且應用較早的中藥材，因其取材較易，價格低廉，藥用價值高，作為輔助治療劑與西藥聯(lián)合應用取得良好的療效，且不良反應小。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，從甘草中分離的ISL具有多途徑、多節(jié)點及選擇性多靶點的抗膠質瘤特性。本文對ISL抗膠質瘤作用機制的最新進展作一綜述，為其作為抗膠質瘤的輔助治療劑的進一步開發(fā)提供思路。

1 ISL

ISL是一種從甘草根及莖中分離得到異甘草苷元，是甘草主要的生物活性成分，廣泛存在于甘草植物，此外還有青蔥和肉豆蔻等[8]。ISL是難溶于水的黃色針狀結晶，可溶于乙醚和DMSO液等極性較小的溶劑。除了具有與甘草相同的基本藥理作用外，還具有抗腫瘤、抗氧化、抗糖尿病、解痙、抗心律失常、抗血管生成等作用[9]。近年對其生物活性進行了大量的研究，其中對膠質瘤的作用是研究中的重點之一。

2 膠質瘤

膠質瘤約占原發(fā)性惡性腦腫瘤的80%，并且膠質瘤的病死率高于其他腦腫瘤[10]。2016年世界衛(wèi)生組織彌漫性神經膠質瘤中樞神經系統(tǒng)腫瘤分類指南基于IDH1或IDH2基因突變和1p/19q編碼的存在或不存在對其分類[11]。新的分類包括少突細胞瘤NOS和間變性少突細胞瘤NOS；在成人患者中，以下是彌漫性膠質瘤的三個主要亞組：IDH-野生型、IDH突變體和1p/19q非編碼型、IDH突變體和1p/19q編碼型。膠質母細胞瘤(高侵襲性Ⅳ級星形細胞瘤)現(xiàn)分為膠質母細胞瘤IDH-野生型和膠質母細胞瘤IDH-突變型。膠質母細胞瘤患者的治療極具挑戰(zhàn)性，因為完全手術切除腫瘤非常困難，大多數(shù)膠質母細胞瘤在目前的化療和放療方案后往往會復發(fā)，其主要原因為膠質瘤細胞耐受化療是治療失敗的關鍵。膠質瘤干細胞(glioma stem cells， GSCs)是膠質瘤耐化療、拒放療以及復發(fā)的根源[12]。GSCs具有自我更新、分化、無限增殖和致瘤的能力，在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過程中起著決定性的作用[13]。研究開發(fā)用于膠質瘤及GSCs的臨床治療藥物及手段均有重要的意義。

3 ISL抗膠質瘤的作用機制

ISL在膠質瘤中的抗癌機制主要包括誘導自噬，促進細胞凋亡，影響細胞周期，誘導細胞分化和抑制細胞增殖，抑制腫瘤細胞的轉移和侵襲，抗腫瘤細胞的多重耐藥性等。

3.1誘導自噬機制 自噬是廣泛存在于真核細胞中的一種較保守的進化過程，與細胞的正常增殖進程及疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關。作為Ⅱ型程序性死亡，與凋亡相互作用，參與細胞的穩(wěn)定狀態(tài)維持和疾病發(fā)生過程。研究發(fā)現(xiàn)，自噬還可從細胞周期、凋亡相關因子、腫瘤形成過程及腫瘤血管生成等方面影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。姜拓之等[14]研究發(fā)現(xiàn)，經ISL處理的SHG44腦膠質瘤細胞，透射電鏡下可見SHG44細胞內部出現(xiàn)自噬小泡及自噬溶酶體；在熒光顯微鏡下可見細胞內出現(xiàn)自噬及凋亡相關蛋白的免疫熒光顆粒；與自噬相關的LC3-Ⅱ/Ⅰ比值顯著增加。ISL可通過誘導SHG44細胞自噬影響膠質瘤細胞增殖，且呈時間和劑量依賴性。

3.2促進細胞凋亡機制 細胞凋亡是基因控制的細胞主動死亡過程，又稱為細胞程序性死亡，其細胞的形態(tài)特征為染色質固縮、核碎裂、胞質濃縮，出現(xiàn)凋亡小體[15-16]。磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)與下游分子絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(Akt)組成的PI3K/Akt信號通路在腫瘤進展中具有重要作用。該通路的一些成分發(fā)生突變后能夠誘使細胞發(fā)生轉化，還可誘使腫瘤細胞增殖或凋亡，與腫瘤侵襲和轉移也密切相關[17-20]。周國勝[21]研究發(fā)現(xiàn)，ISL能夠在體外實驗中通過下調抗凋亡蛋白Akt磷酸化程度促進U87膠質瘤細胞凋亡。姜拓之等[14]研究發(fā)現(xiàn)，ISL可通過下調抗凋亡因子Bcl-2，上調調亡相關因子Caspase-3促進SHG44人腦膠質瘤細胞凋亡。Zhou等[22]發(fā)現(xiàn)ISL通過半胱天冬酶和誘導線粒體死亡促使U87細胞凋亡。鄧云秋[23]用不同濃度ISL處理U251膠質瘤細胞，可以促進其凋亡，具體機制不清。孫瑞麗等[24]進一步研究發(fā)現(xiàn)，用逆轉錄-聚合酶鏈反應測定經ISL處理的U251膠質瘤細胞中的轉錄因子叉頭框轉錄基因M1的mRNA表達水平隨著ISL濃度的增加而降低，進而推測其凋亡機制可能是ISL通過阻滯轉錄因子叉頭框轉錄基因M1 mRNA基因的表達實現(xiàn)的。

3.3影響細胞周期機制 腫瘤細胞生長過程中，在細胞周期過程受多種基因表達調控，這其中p21及p27表達比較常見。p21基因可編碼一種細胞周期蛋白依賴性激酶的抑制蛋白，進而調控細胞周期，參與細胞生長、分化、衰老及死亡的全過程[25-26]。p27蛋白為細胞周期負性調控因子，其水平隨著細胞周期進程的改變而改變[27-29]。Zhou等[22]研究發(fā)現(xiàn)，ISL能夠在體外阻滯U87膠質瘤細胞增殖周期，其作用機制可能是通過上調p21表達使其停滯于G2/M期，上調細胞周期負性調節(jié)因子p27表達使其停滯于S期。孫紅軍等[30]研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度ISL作用于SHG44膠質瘤干細胞時，與對照組相比，ISL組G0/G1期細胞比例顯著增加，且隨著濃度增加G0/G1細胞比例也隨之增加，說明ISL能使細胞發(fā)生G0/G1阻滯。

3.4誘導細胞分化和抑制細胞增殖 Pierce和Verney[31]研究發(fā)現(xiàn)，通過應用誘導分化藥物可使胚胎癌細胞分化為正常的骨、軟骨、肌肉組織及腦組織等。因此，開發(fā)新型有效、低毒性誘導藥物成為腫瘤治療研究的熱點。李雅娟等[32]研究發(fā)現(xiàn)，ISL可誘導C6膠質瘤細胞向星形膠質細胞分化，進而抑制其增殖，考慮可能是通過調節(jié)細胞內氧化還原狀態(tài)而實現(xiàn)，具體機制尚不清楚。孫紅軍等[30]研究發(fā)現(xiàn)ISL能誘導膠質瘤干細胞向星形膠質細胞和神經元分化，且隨濃度增加誘導作用增強。荔志云等[33]研究發(fā)現(xiàn)，ISL能誘導SHG44人腦膠質瘤干細胞向星形膠質細胞和神經元細胞分化，且能抑制其增殖，可能與下調Notch1信號通路中的Notch1、RBP-JK及Hes1有關。

3.5抑制腫瘤細胞轉移及侵襲機制 腦膠質瘤單純手術治療預后差的主要原因是其具有高度的侵襲性。癌細胞侵襲到正常腦組織，術者肉眼難以分辨，即使隨著科技的發(fā)展顯微手術及熒光標記投入臨床使用，但單純手術治療效果仍不佳。因此，開發(fā)有效、低毒、價廉的抑制腫瘤侵襲的藥物非常必要。有學者研究發(fā)現(xiàn)，基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase， MMP)參與細胞外基質的降解過程，且MMP高表達與惡性膠質瘤的侵襲程度呈正相關[34-35]。Zhou等[22]研究發(fā)現(xiàn)，ISL可以降低膠質瘤細胞U87的侵襲水平，這可能與MMP-2和MMP-9的下調有關，但其中的具體機制需進一步研究。 黨瑩等[36]研究表明，通過transwell實驗發(fā)現(xiàn)ISL可以抑制膠質瘤干細胞的遷移和侵襲能力，且隨著ISL濃度的增加其抑制作用增強。

3.6抗膠質瘤多重耐藥性機制 腦膠質瘤的耐藥性是其復發(fā)的主要因素之一，這其中GSCs的存在至關重要。術后標準放療聯(lián)合烷化劑輔助化療，效果仍不佳，這其中對放療不敏感進而耐受，以及對標準烷化劑替莫唑胺化療耐受均是腦膠質瘤術后復發(fā)的關鍵因素。因此，開發(fā)新型放療、化療增敏劑及化療輔助用藥是近年抗膠質瘤研究的熱點。林瑜亮等[37]研究發(fā)現(xiàn)，ISL能夠增加GSCs的放射敏感性，抑制Noch1信號通路，上調NF-κB和Caspase-3的表達，參與X線對GSCs的損傷過程。孫紅軍等[30]研究發(fā)現(xiàn)，ISL聯(lián)合替莫唑胺對SHG44腦膠質瘤干細胞的抑制作用明顯強于單藥，可能是由于ISL誘導SHG44腦膠質瘤干細胞進入分化狀態(tài)，從而增強了替莫唑胺的化療敏感性。

4 小結

ISL對膠質瘤的抗癌機制是多方面的，主要包括誘導自噬、促進細胞凋亡、影響細胞周期、誘導細胞分化和抑制細胞增殖、抑制腫瘤細胞的轉移和侵襲、抗腫瘤細胞的多重耐藥性等。ISL的來源甘草作為我國常見的中藥材，具有取材方便，價格低廉，應用廣泛，不良反應小，制備工藝多樣等優(yōu)點。此外，馬啟珍等[38]運用反溶劑沉淀法制備ISL納米結晶，改善了ISL體外釋放速度。這些都為未來膠質瘤的治療帶來新的希望。但是ISL抗膠質瘤的關鍵機制是什么？如何將ISL應用于膠質瘤的臨床治療和預防，還需要進一步研討。