束 夷,高靜東
(1.南京中醫(yī)藥大學,江蘇 南京 210046;2.蘇州市中醫(yī)醫(yī)院腫瘤科,江蘇 蘇州215009)
肝細胞癌(HCC)在全球范圍內(nèi)為癌癥相關性死亡的第四大原因,我國每年占世界新增發(fā)病病例的一半左右,且其5 年生存率僅有18%,預后不良的很大一部分原因是由于肝癌的復發(fā)轉(zhuǎn)移[1]。
肝癌轉(zhuǎn)移本質(zhì)上是由于癌細胞遺傳特性的改變使得細胞與細胞間、細胞與細胞外基質(zhì)(ECM)間失去黏附力,細胞的運動能力得到增強。同時微環(huán)境的改變提供了更適合的條件,肝癌細胞通過分泌降解ECM的酶從而穿過基底膜和ECM,分泌血管生長因子并穿出血管形成轉(zhuǎn)移灶,達成浸潤增殖轉(zhuǎn)移的連續(xù)行為[2]。
既往研究證實中藥多糖具有包括免疫調(diào)節(jié)、促腫瘤凋亡、降糖調(diào)脂、抗菌抗病毒等不同的生物活性[3],肝癌的發(fā)生發(fā)展正是因為持續(xù)存在的病變促成一系列遺傳及表觀遺傳事件的發(fā)生,為腫瘤細胞提供了侵襲生存的優(yōu)勢[4]。中藥多糖因其豐富的生物活性決定了其非單一靶點的作用,可從多個環(huán)節(jié)參與抑制肝癌細胞的侵襲轉(zhuǎn)移。
實體腫瘤的生長除了機體免疫力的影響,還包括細胞內(nèi)外的微環(huán)境。腫瘤細胞的過增殖使低氧成了微環(huán)境的重要特征,為局部浸潤轉(zhuǎn)移的生物學行為提供了環(huán)境條件。在肝TACE治療中晚期肝癌栓塞時發(fā)現(xiàn),由于不完全引起的肝內(nèi)局部缺血缺氧可促進大量細胞因子炎癥介質(zhì)釋放,致使轉(zhuǎn)移相關的不良預后[5]。
缺氧誘導因子-1(HIF-1)被認為是腫瘤缺氧適應性的核心啟動因子,目前已在多種惡性腫瘤及癌前病變中檢測到HIF-1蛋白的高表達,并提示HIF-1與腫瘤血管新生相關的侵襲轉(zhuǎn)移行為密切相關[6]。Li等[7]發(fā)現(xiàn)槐耳多糖可以通過降低HIF-1的表達改善肝癌微血管密度,并認為這一機制可能是通過HIF-1/VEGF來實現(xiàn)的;翁苓苓等[8]亦通過氯化鈷(CoCl2)化學模擬低氧下培養(yǎng)多種人肝癌細胞株,通過對比常氧環(huán)境發(fā)現(xiàn)天冬多糖在低氧高劑量下最為明顯抑制HIF-1以及VEGF,MMP-9蛋白等表達,提示在低氧環(huán)境下天冬多糖可通過降低缺氧核心因子HIF-1,改善低氧環(huán)境從而抑制了肝癌細胞的侵襲能力。
在低氧環(huán)境中,糖酵解取代有氧循環(huán)成為癌細胞的主要供能途徑,幫助維持細胞的未分化,為增殖和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)提供條件,其產(chǎn)生的乳酸堆積也可使微環(huán)境保持酸性,促進腫瘤細胞對周圍組織的持續(xù)侵襲[9],改善代謝途徑對于降低肝癌侵襲轉(zhuǎn)移能力有一定的意義。
如縮醛酶A(ALDOA)是糖酵解和糖異生途徑中的一個重要代謝酶,調(diào)控著能量代謝過程。曾誠[10]通過臨床肝癌病理組織的篩查,發(fā)現(xiàn)肝癌病人組織中的ALDOA表達量顯著增加,并通過體外及動物實驗證實了ALDOA過表達能增強HepG2細胞的侵襲能力。同時用6種當歸均一性多糖對比,發(fā)現(xiàn)分子質(zhì)量在1.2×106Da以下的多糖具有抗腫瘤活性,為異常能量代謝環(huán)節(jié)的位點選擇與多糖分子構型的選擇提供了依據(jù)。
腫瘤細胞的浸潤轉(zhuǎn)移是一個連續(xù)的生物學行為過程,肝癌細胞通過EMT可逆地付出部分上皮細胞的特性來成為類間充質(zhì)細胞的狀態(tài)以獲得更強的移動侵襲力。EMT的激活使得細胞間連接破壞、基底膜降解以及ECM重組,這些變化有助于腫瘤細胞的擴散,故而探究這一過程對治療腫瘤有重要指導意義。
3.1 抑制表面蛋白不穩(wěn)定性 正常細胞間通過上皮鈣黏蛋白(E-鈣黏蛋白)分子緊密連接使結構穩(wěn)定,當E-鈣黏蛋白的表達被抑制時,其上皮細胞的穩(wěn)定形態(tài)改變,并表達間充質(zhì)狀態(tài)相關的標記物,如神經(jīng)鈣黏蛋白(N-鈣黏蛋白),波形蛋白等。劉云鶴等[11]發(fā)現(xiàn)黨參多糖明顯抑制HepG2細胞侵襲的能力可能是通過上調(diào)E-鈣黏蛋白,下調(diào)N-鈣黏蛋白來實現(xiàn)的;程偉等[12]在缺氧誘導的條件下觀察天冬多糖對人肝癌細胞SK-Hep1和Hep-3B的影響,發(fā)現(xiàn)與常氧組相比,缺氧組人肝癌細胞侵襲能力明顯上升,E鈣黏素表達下調(diào),N鈣黏素和波形蛋白表達上調(diào)。該狀況在加入天冬多糖后又發(fā)生了逆轉(zhuǎn),提示天冬多糖可能通過逆轉(zhuǎn)缺氧誘導的EMT從而阻止人肝癌細胞遷移。
當細胞的黏附降低表型變化時,介導于細胞與ECM之間的MMPs在浸潤轉(zhuǎn)移中起到了關鍵的作用。MMPs幾乎能降解ECM中的各種蛋白成分,破壞各種組織學屏障,被認為是EMT過程中主要的蛋白水解酶。張海英等[13]觀察到桑黃靈芝UE-1多糖抑制人肝癌細胞SMMC-7721的侵襲可能通過抑制MMP-2和MMP-9的表達實現(xiàn)。MMP的水平受到β-catenin蛋白調(diào)控,β-catenin蛋白是Wnt信號通路的關鍵成員,可調(diào)控轉(zhuǎn)錄活性,介導細胞間黏附及相關信號轉(zhuǎn)導,其表達水平與肝癌細胞的增殖和侵襲能力正相關[14],朱云等[15]發(fā)現(xiàn)白術多糖可能是通過下調(diào)β-catenin蛋白表達來抑制MMP-2的表達水平達到抑制肝癌細胞侵襲。
糖基化修飾蛋白質(zhì)及脂類使得細胞表面分子獲得空間折疊,影響新生肽鏈的空間結構、定位及穩(wěn)定性改變生物活性,參與到細胞表型黏附的信號轉(zhuǎn)導受體活化等過程,進而通過EMT、腫瘤血管的生成等環(huán)節(jié)影響到腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移能力[16]。如Cui等[17]在轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)誘導的肝細胞EMT中發(fā)現(xiàn),下調(diào)CD147的GnT-V糖基化修飾可以使肝癌細胞中MMPs的表達減少,從而減弱侵襲潛能;基于對N-乙酰氨基葡萄糖化的相關研究,高靜東等[18]觀察了多個附子多糖組方對N-聚糖中多聚乳糖胺鏈的糖基轉(zhuǎn)移酶存在的作用,發(fā)現(xiàn)熟附子多糖和復方多糖可以通過抑制β3GnT8表達水平來抑制肝癌細胞,為中藥多糖抗癌差異性提供了新靶點。
3.2 降低基質(zhì)中細胞的誘導 基質(zhì)中的免疫細胞因其與腫瘤細胞鄰近,可起到激活EMT的作用。免疫應答中常涉及到的CD8+T細胞以及巨噬細胞,最近研究[19]表明它們與誘導EMT相關,這可能與其能夠釋放相關細胞因子有關。這些因子如TGF-β能通過抑制上皮細胞標志性蛋白表達,促進間充質(zhì)細胞特性蛋白表達,被認為是誘導EMT最重要的因子。Wu等[20]將復方黃芪丹參提取物(其中包括黃芪多糖)作用于TGF-β刺激的HCC纖維化模型,發(fā)現(xiàn)該復方可有效地抑制HCC的反應與纖維化,提高細胞分化;李安等[21]在人參多糖和奧沙利鉑聯(lián)合治療組中發(fā)現(xiàn),相較于單一奧沙利鉑組,聯(lián)合用藥提示HepG2肝癌細胞侵襲能力減弱,其機制可能是因人參多糖可降低TNF-α的表達。
腫瘤相關成纖維細胞(CAFs)也是ECM中的重要成分,在ECM重塑中發(fā)揮重要作用。CAFs可分泌一系列細胞因子和生長因子協(xié)同誘導腫瘤EMT,如基質(zhì)成纖維細胞可分泌TGF-β,并形成自分泌信號回路,導致腫瘤進展中肌成纖維細胞形成,而這種肌成纖維細胞分泌的TGF-β更高[22]。顧艷玲等[23]在人肝癌細胞HepG2條件性誘導間充質(zhì)干細胞(MSC)轉(zhuǎn)化CAFs的過程中加入樟芝多糖并檢測成纖維細胞活化蛋白、特異蛋白及TGF-β等表達水平,發(fā)現(xiàn)樟芝多糖可抑制CAFs轉(zhuǎn)化。再如肝星狀細胞是肝細胞EMC重要的組成部分,可以被腫瘤細胞誘導而在其周圍產(chǎn)生大量的生長因子、細胞趨化因子,在EMT過程中亦處于重要地位[24]。付月月等[25]通過觀察夏枯草硫酸多糖對TGF-β誘導活化大鼠肝星狀細胞-T6的影響,發(fā)現(xiàn)夏枯草硫酸多糖可以明顯降低其α-平滑肌肌動蛋白的表達,提示其可以減少EMC的生成從而減緩EMT的進程。
HCC作為一種血管富集的實體瘤,血管生成在侵襲轉(zhuǎn)移過程中尤為重要??寡苌稍谂R床應用的藥物與免疫檢查點抑制劑聯(lián)合應用已在晚期肝癌中顯示出良好效果[26]。因其機制具有血道相關的特異性,提示我們今后可以考慮在具有止血活血,祛瘀生新的中藥中篩選適合的多糖來源。
目前關于中藥多糖與血管生成相關通路的研究主要集中在血管內(nèi)皮生長因子家族及其受體(VEGF/VEGFR)。VEGF作為最有效的促血管生長因子在肝癌局灶中呈高表達,它通過細胞表面受體內(nèi)化作用介導多信號傳導通路從而促進血管淋巴管生成,能增強血管的滲透性,誘導血管及內(nèi)皮細胞生長;同時其高表達與侵襲相關蛋白MMP-2和MMP-9水平的升高有關。
張多強等[27]發(fā)現(xiàn)枸杞多糖可通過抑制SMMC-7721肝癌細胞的VEGF表達使其侵襲力減弱,同時使用小分子干擾RNA沉默VEGF檢測MMP-2、MMP-9水平,發(fā)現(xiàn)VEGF在侵襲相關蛋白的表達中呈正相關性,這表明枸杞多糖通過降低VEGF的表達削弱了細胞基質(zhì)相關轉(zhuǎn)化的通路;Cheng等[28]發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖具有抑制肝癌的遷徙和血管入侵的作用,并發(fā)現(xiàn)可能是通過HIF-1/VEGF來實現(xiàn)的。陳濤等[29]將珠子參多糖與5-Fu于小鼠H22肝癌細胞造模對比發(fā)現(xiàn),珠子參組除了可以增強免疫外,小鼠外周血血清中VEGF含量和小鼠生命延長率均高于5-Fu組;于英君等[30]探討了半枝蓮多糖單獨使用以及輔助環(huán)磷酰胺時下調(diào)H22小鼠血清中VEGF含量的增強作用,其中以中低劑量明顯,高劑量組時反而無意義。這提示我們植物多糖的特性還有待于進一步發(fā)掘。
成纖維細胞生長因子及其受體(FGF/FGFR)也受到關注。FGF可維持內(nèi)皮細胞的修復,但也能促進HCC的局灶及轉(zhuǎn)移灶的形成,其機制除了與前文的EMT相關,也與FGF能夠促進新血管形成有關。王雅楠等[31]通過在Bel-7402人肝癌細胞接種的小鼠模型中對比夏枯草硫酸多糖以及香菇多糖對肝癌細胞中血管生成因子堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)等的影響,結果顯示夏枯草硫酸多糖能夠額外抑制bFGF,從而更好地減少瘤組織中微血管密度。趙劍[32]在臨床選取經(jīng)導管肝動脈栓塞化療術的患者106 例,對隨機對照加用香菇多糖,發(fā)現(xiàn)術后應用香菇多糖治療與對照組相比始終能夠降低機體血漿內(nèi)毒素以及VEGF水平;魯玉娟等[33]亦有相似的臨床研究,并對比治療前后的TGF-β1、bFGF的表達水平,發(fā)現(xiàn)采用香菇多糖聯(lián)合肝動脈化療栓塞術通過顯著降低患者血清中的TGF-β1、bFGF水平,促進患者預后。
目前免疫聯(lián)合血管治療日益受到重視,但仍存在較為明顯的副作用。而這些研究表明多糖除了傳統(tǒng)的提高免疫之外也可抗血管生成,對于臨床治療有一定的意義。
近年來肝癌的治療有著可喜的進展,但亦有報道表明早期肝癌在接受手術后,5 年復發(fā)率接近70%[34],且尚無任何經(jīng)證明的可以減少轉(zhuǎn)移復發(fā)的輔助治療[4]。這些空缺也許正需要中藥輔助治療來填補。
通過上文的總結可以發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有研究已較好地在肝癌細胞各個轉(zhuǎn)移發(fā)生的環(huán)節(jié)中證實了補益類、解毒類等中藥來源多糖的作用。除此之外還有對中藥的改性修飾或作為載體的研究:如趙文萃等[35]選用3種取代度的疏水改性白芨多糖自組裝載紫杉醇納米粒子觀察其對小鼠H22肝癌的治療作用,并發(fā)現(xiàn)高取代度組對H22細胞有更明顯的抑制作用。多糖似乎還可以作為一個“引經(jīng)藥”,使治療發(fā)揮更好的作用。
不足之處在于目前收集的文獻中較少選用了不同轉(zhuǎn)移特性的肝癌細胞作為對照。如馮兵等[36]選用兩種不同轉(zhuǎn)移潛能的肝癌細胞從甲基化的角度來觀察,結果顯示羅勒多糖缺氧條件下對高轉(zhuǎn)移潛能肝癌細胞MHCC97H組蛋白H3K9me2甲基化的調(diào)節(jié)與組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶G9a和去甲基化酶JMJD1A有關,而對低轉(zhuǎn)移潛能肝癌細胞MHCC97L組蛋白H3K9me2甲基化的調(diào)節(jié)則并沒有被證實從該途徑發(fā)揮作用,表明不同的肝癌細胞具有的特征性使得同一種多糖作用的相關機制可能相同。這提示了肝癌分型的臨床意義與中西醫(yī)治療之間的關系是否可以逐漸被明確。
隨著科技的發(fā)展以及對中西醫(yī)關聯(lián)進一步的研究與思考,相信這些已有的進展和沒有完全闡明的存在將為未來中藥多糖抗肝癌轉(zhuǎn)移方面的研究提供基礎。