謝鑫 姜廷樞 劉文君

狼毒大戟始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和中醫(yī)學(xué)研究均發(fā)現(xiàn)其有抗腫瘤作用。在臨床上用以治療腫瘤已有多年歷史,常用來治療肺癌及消化系統(tǒng)惡性腫瘤等。前期大量研究表明,狼毒大戟中提取的多種單體化合物對多種惡性腫瘤及白血病有較好的治療效果,且未發(fā)現(xiàn)長期化療的不良反應(yīng)［1,2］。狼毒大戟根部含有二萜類、三萜類、黃酮和揮發(fā)油等多種化合物,其中的二萜類化合物抗腫瘤作用研究最多。JB 是從狼毒大戟根部分離得到的二萜類化合物,分子式是C20H26O4,分子量330.42,見圖1。其抗腫瘤作用及機制逐漸成為熱點的研究。大量研究表明,JB 對乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等實體腫瘤及白血病具有顯著的抑制作用,可用于惡性腫瘤的治療。故通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻,對JB 抗腫瘤的作用機制進行綜述。

圖1 JB 分子結(jié)構(gòu)式

1 抑制腫瘤細胞增殖

周珊珊等［3］用JB 處理人卵巢癌Skov3 細胞,研究結(jié)果表明JB 可抑制Skov3 細胞的增殖。王曉麗等［4］用巖大戟內(nèi)酯的4 種活性單體：巖大戟內(nèi)酯A、17-羥-巖大戟內(nèi)酯A、JB、17-羥-巖大戟內(nèi)酯B(HJB)分別處理人腦膠質(zhì)瘤U251 細胞,結(jié)果顯示JB 和HJB 對U251 細胞的增殖均具有抑制作用。有研究采用人乳腺癌MCF-7 細胞建立裸鼠移植瘤模型,觀察JB 對細胞生長抑制及其對PI3K/AKT/mTOR 信號通路的影響,p-PK3K、p-AKT 表達降低,mTOR 表達增高,結(jié)果表明JB 可以抑制MCF-7 細胞,并可能與抑制PI3K/AKT/mTOR 信號通路有關(guān)［5,6］。林宇等［7］研究JB 對乳腺癌MDA-MB-231 細胞的生長抑制率,證實JB 可抑制MDA-MB-231 細胞生長,并且對處理后的DA-MB-231細胞進行細胞周期分析,發(fā)現(xiàn)JB 抑制MDA-MB-231細胞增殖可能是通過將細胞阻滯在G1期(DNA 合成前期)。此外,JB 對乳腺癌Bcap37、肺癌細胞A549 和95D 等均具有生長抑制作用［8］。

2 激活細胞凋亡途徑,促進細胞調(diào)亡

大量研究表明,JB 可以通過多種途徑抑制腫瘤細胞增殖,誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡,發(fā)揮其抗腫瘤作用。

2.1 抑制線粒體途徑相關(guān)信號傳導(dǎo)通路

2.1.1 抑制PI3K/Akt 信號通路 研究表明,PI3K/AKT 在多數(shù)的腫瘤細胞中呈激活狀態(tài),該通路中的核心分子AKT 通過自身介導(dǎo)的磷酸化過程調(diào)節(jié)下游分子活性,對于腫瘤細胞的增殖、凋亡、存活和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用［9］。周珊珊等［3］發(fā)現(xiàn),JB 處理Skov3 細胞后,KT(Ser473)及p-KT(Ser473)/KT 均降低,提示JB 可抑制KT(Ser473) 磷酸化位點的活化。p-AKT (Ser473)是AKT 蛋白的活化形式之一,其免疫組化染色,在卵巢癌及交界腫瘤組織中,呈彌漫的棕黃色或棕褐色,在正常卵巢及良性腫瘤組織中呈弱陽性。上述表達差異提示p-AKT(Ser473)在卵巢癌中過表達,可能參與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展［10］。JB 也可通過抑制上述信號通路誘導(dǎo)乳腺癌MDA-MB-231 細胞、U937(組織細胞淋巴瘤)細胞凋亡［11-13］。

2.1.2 抑制JAK2/STAT3 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 JAK-STAT信號通路是由JAK、STAT 蛋白家族組成的信號通路。在JAK 的催化下STAT 蛋白發(fā)生磷酸化被激活,進入細胞核內(nèi)與靶基因結(jié)合,調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄,完成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)［14］。STAT3 是表皮生長因子受體下游信號通路JAK-STAT3 的關(guān)鍵因子,p-STAT3 可直接或間接上調(diào)Bcl-2、Bcl-XL 和cyclin D1/D2 等抑亡基因表達［15,16］。王貽兵等［17］研究JB 處理人前列腺癌細胞系PC-3 細胞后在不同時間點JAK2/STAT3 信號通路的表達；證實JB 可抑制JAK2/STAT3 活化,誘導(dǎo)PC-3 細胞凋亡。另有研究發(fā)現(xiàn),JB 能夠下調(diào)Janus 酪氨酸蛋白激酶2(JAK2)/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子及轉(zhuǎn)錄激活因子 (STAT) 及bcl-2表達,上調(diào)Bax 表達誘導(dǎo)人白血病HL-60 細胞凋亡［18］。

2.2 誘導(dǎo)死亡受體介導(dǎo)的外部凋亡途徑 細胞凋亡主要途徑之一是死亡受體途徑,當受到外界刺激使死亡受體的表達失衡時,即可誘導(dǎo)細胞發(fā)生凋亡［19］。周珊珊等［3］分析JB 處理后Skov3 細胞中Bax、Caspase-3蛋白和Bcl-2 蛋白水平,Bax、Caspase-3 表達增高,Bcl-2 表達降低,指出JB 可激活Skov3 細胞的死亡受體途徑發(fā)揮其抗腫瘤作用。

2.3 啟動細胞凋亡的內(nèi)部線粒體途徑 當細胞受到其內(nèi)部凋亡刺激因子作用時,可激活線粒體凋亡途徑,使細胞凋亡。相關(guān)研究表明［4］,JB 除了抑制U251 細胞的增殖,還能引起細胞毒性和早期凋亡率升高；研究檢測Bax、Bcl-2、cleaved-caspase-3 蛋白表達,表明JB 能夠促進線粒體介導(dǎo)的細胞凋亡途徑誘導(dǎo)U251 細胞凋亡［20］。有研究發(fā)現(xiàn)JB 使Bcap37 細胞凋亡率增加伴細胞內(nèi)游離鈣及caspase-3 增高,因此認為JB 通過啟動Bcap37 細胞內(nèi)的內(nèi)源性線粒體凋亡途徑誘導(dǎo)其凋亡［8］。

2.4 B 粒酶信號途徑介導(dǎo)的細胞凋亡 細胞毒性淋巴細胞可通過細胞表面表達的Fas L 可結(jié)合靶細胞表面的Fas,激活靶細胞的外部凋亡途徑。Fas 與Fas L 結(jié)合,誘導(dǎo)人神經(jīng)鞘磷脂酶(SMase)的活化,將鞘磷脂(SM)分解生成神經(jīng)酰胺(CM),CM 激活第二信使途徑,使胞內(nèi)Ca2+濃度升高最終誘導(dǎo)凋亡［21,22］。白雪等［23］在JB誘導(dǎo)耐阿霉素白血病細胞株HL-60/ADR 細胞凋亡中的作用發(fā)現(xiàn),隨著JB 作用時間的延長,Fas/Fas L 表達、caspase-8 及caspase-3 活性均增加,HL-60/ADR 細胞凋亡率增加,發(fā)揮抗白血病作用。

3 阻滯細胞周期,誘導(dǎo)細胞凋亡

細胞周期順利進行和完成的基礎(chǔ)是一系列調(diào)節(jié)因子的相互作用。許惠玉等［6］用JB 處理MCF-7 細胞,分析細胞周期、檢測凋亡情況；結(jié)果表明JB 將MCF-7 細胞阻滯在S 期,影響其向G2/M 期轉(zhuǎn)化,使細胞凋亡率增加。此外,也有研究表明,JB 通過上述途徑誘導(dǎo)人乳腺癌細胞MDA-MB-435S 細胞凋亡［24］。

4 細胞自噬

自噬是一種細胞程序性死亡方式,已被證實其與細胞凋亡共同調(diào)控細胞死亡,二者相互關(guān)聯(lián),互為調(diào)控［25］。自噬標志物LC3,在細胞中存在LC3-Ⅰ和LC3-Ⅱ兩種剪切形式,LC3-Ⅱ/Ⅰ反映了自噬水平的高低［26,27］。抑癌基因Beclin 1 的表達強度與自噬活性密切,大量研究證實,Beclin 1 在抑制腫瘤發(fā)生、發(fā)展,誘導(dǎo)細胞死亡中有重要作用［28,29］。王佳賀等［30］研究JB 不同時間點處理人白血病細胞系HL-60 細胞,發(fā)現(xiàn)隨著JB 濃度及作用時間的增加Beclin-1、LC3-Ⅱ表達均升高,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ增大,表明LC3-Ⅱ和Beclin-1參與JB 誘導(dǎo)HL-60 細胞的自噬性死亡過程。

5 討論

近年來,JB 抗腫瘤作用的研究成為熱點,結(jié)合以往大量研究數(shù)據(jù),證實JB 有較好的抗腫瘤作用。針對其抗腫瘤作用機制,結(jié)合先前國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),JB 通過抑制細胞增殖,激活細胞凋亡途徑誘導(dǎo)細胞凋亡,阻滯細胞周期誘導(dǎo)凋亡,啟動細胞自噬途徑,抑制腫瘤組織周圍血管新生等多種途徑發(fā)揮其抗腫瘤作用。上述過程涉及多種細胞因子、癌基因、抑癌基因等,構(gòu)成一個復(fù)雜龐大的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),共同調(diào)控腫瘤細胞的增殖、分化及死亡等。部分研究通過檢測細胞數(shù)及凋亡率等證實JB 對腫瘤細胞具有抑制增值,誘導(dǎo)凋亡等作用,但具體機制尚不明確。JB 還能夠抑制多種白血病細胞增殖,促進白血病細胞凋亡。透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)巖大戟內(nèi)酯B 能夠明顯促進乳腺癌MDA-MB-435S 細胞核固縮,空泡變性,染色體凝集、邊集,并可見凋亡小體,誘導(dǎo)細胞發(fā)生凋亡［31］。因此,對JB 抗腫瘤作用機制展開深入研究,將具有非常重要的意義及廣泛的應(yīng)用前景。