趙占學, 劉林勛, 李 帥, 侯曉凡, 楊金煜

1 蘇州大學蘇州醫(yī)學院, 江蘇 蘇州 215123; 2 青海省人民醫(yī)院普通外科, 西寧 810007; 3 青海大學附屬醫(yī)院臨床藥學室,西寧 810001; 4 青海大學研究生院,西寧 810016

胰腺癌是世界上預后最差的癌癥之一,根據(jù)2018年最新的全球癌癥統(tǒng)計,胰腺癌占全球新發(fā)癌癥的2.5%,死亡占所有癌癥死亡的4.5%,其致死率與發(fā)病率幾乎一致,5年總生存率僅約9%[1]。2020年美國癌癥協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)[2]顯示,美國胰腺癌新發(fā)病例數(shù)男性居第10位、女性居第9位,死亡率居惡性腫瘤第3位。在中國,胰腺癌的發(fā)病率逐年上升,在男性中已超過膀胱癌成為排名第7位的腫瘤,且其致死率在全人群癌癥相關死亡中同樣排名第7位[3]。胰腺癌高轉(zhuǎn)移率、高死亡率、化療敏感低一直是困擾醫(yī)學界的難題[4]。

黑種草籽是阿拉伯、南亞、東南亞、地中海、中國和一些非洲國家的傳統(tǒng)植物活性藥材,傳統(tǒng)上被用作預防和治療各種疾病和紊亂,包括支氣管哮喘、濕疹、高血壓、糖尿病、風濕病、咳嗽、支氣管炎、頭痛、發(fā)燒、流感、神經(jīng)紊亂、胃腸道疾病、癌癥和相關炎癥疾病。黑種草籽的成分包括固定油 (22%～38%) 、揮發(fā)油(0.40%～0.45%)、生物堿(0.01%)、氨基酸和蛋白質(zhì)(21%～31%)、碳水化合物(25%～40%)、皂苷(0.013%)、維生素(1%～4%)、礦物質(zhì)(3.7%～7%),以及不同成分的萜類、對異氰酸酯、檸檬烯、硫胺素、煙酸和葉酸。固定油的主要脂肪酸為亞油酸(64.6%)和棕櫚酸(20.4%),氨基酸主要包括半胱氨酸、蛋氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和精氨酸。礦物質(zhì)主要包括鐵、銅、鋅、磷和鈣[5]。揮發(fā)油含有18.4%～24.0%的百里醌(thymoquinone,TQ),是黑種草籽發(fā)揮生物學效應的主要物質(zhì)。

TQ于1960年首次被分離出來,是一種微溶于水的黃色沉積物,分子式為C10H12O2,分子量為164.204 g/mol[6]。它具有一個基本的醌類結構,由一個與苯環(huán)共軛的對取代二酮組成,苯環(huán)上2和5位添加了甲基和異丙基側鏈基團。由于其特殊的化學結構,TQ具有高脂溶性、低疏水性和生物利用度低等特點[7]。當短時間暴露于光下時,TQ會明顯降解。它在堿性條件下是不穩(wěn)定的,其穩(wěn)定性會隨著pH的增加而降低?？诜o藥時,TQ的消除速度快,吸收速度慢[8]。鑒于上述不足尚未對其進行大量研究。然而,隨著納米顆粒技術應用的增加,TQ的藥理作用開始受到更多關注。

TQ具有廣泛的藥理活性,包括抗氧化、抗炎、抗纖維化、抗糖尿病、抗組胺、抗癌、抗菌和抗驚厥作用。TQ的抗腫瘤作用主要包括抗增殖、誘導凋亡、抗轉(zhuǎn)移、細胞周期阻滯、活性氧(ROS)等調(diào)節(jié)機制[9]。TQ抑制多種腫瘤細胞的生長,并對正常細胞沒有有害影響,這使得TQ成為一種有前途的抗癌藥物[10]。在動物實驗[11]中,無論注射(5 mg/kg,小鼠;12.5 mg/kg,大鼠)還是口服(100 mg/kg,大鼠),TQ未表現(xiàn)出毒性作用。腹腔注射TQ小鼠的半數(shù)致死劑量為104.7 mg/kg,口服為870.9 mg/kg。腹腔注射大鼠的半數(shù)致死劑量為57.5 mg/kg,口服為794.3 mg/kg。有趣的是,當以小濃度(≤10 mg/kg)給藥時,TQ表現(xiàn)出明顯的抗腫瘤作用。

1 抑制增殖和促進凋亡

早在2006年,研究[12]就證實TQ可以限制胰腺癌細胞系 PANC-1 的增殖,且存在劑量依賴關系。關于TQ對胰腺癌的凋亡機制的研究,Torres提出了以下四種可能[13]:(1)TQ可以通過蛋白酶體途徑下調(diào)黏蛋白4(mucins4, MUC4)表達,從而導致c-Jun NH2末端激酶(c-Jun NH2-terminal kinases,JNK)和p38 絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase,p38 MAPK)通路在胰腺癌細胞中被激活,誘導細胞的凋亡。(2)TQ誘導胰腺癌細胞分泌TGF-β,進而激活TGF-β通路,下調(diào)MUC4,從而誘導胰腺癌細胞凋亡。(3)TQ可能通過刺激胰腺癌細胞中ROS的產(chǎn)生,進而激活JNK通路,導致胰腺癌細胞對Fas介導的凋亡敏感。此外,Narayanan等[14]證實TQ可以抑制PANC-1細胞系的活力并促進其凋亡,這可能與ROS的產(chǎn)生有關。(4)通過局部黏著斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)通路抑制癌細胞的遷移。眾所周知,MUC4 表達的降低與胰腺癌細胞的凋亡增加、運動性降低和遷移減少相關,且Fas 介導的胰腺癌細胞的凋亡與 JNK 和 p38 MAPK 通路的激活相關,故MUC4 的下調(diào)和TQ誘導的細胞凋亡并不是孤立事件,而是通過不同信號通路之間的復雜相互作用誘導細胞凋亡,其中 MUC4 起著主要作用。此外,Relles等[15]證實在胰腺導管細胞腺癌細胞系的MiaPaCa-2和ASPC-1,TQ劑量依賴性地抑制細胞增殖率,抑制細胞生存活力,并引起G0/G1 期停滯,誘導細胞凋亡,并且TQ還可以上調(diào) p53,以不依賴 p53 的方式誘導 p21 表達,誘導Bcl-2相關X蛋白(BCL2-associated X,Bax)的表達,下調(diào)B細胞淋巴瘤/白血病-2 (B cell lymphoma/lewkmia-2,Bcl-2)的表達,增加 Bax/Bcl-2比率。此外,TQ介導了蛋白H4乙酰化的翻譯后修飾,改變了其表觀遺傳狀態(tài),抑制了組蛋白去乙?；?histone deacetylase,HDAC)的表達,并誘導了促凋亡信號通路[16]。與上述研究結果一致的是,Mu等[17]研究也發(fā)現(xiàn)了TQ劑量依賴性地下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xl,上調(diào)促凋亡蛋白Bax,誘導PANC-1、AsPC-1和BxPC-3細胞系線粒體釋放細胞色素C,激活含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase,caspase)家族,導致caspase-3和 caspase-9的裂解活性成分升高,促進細胞地凋亡。此外,另有研究[18]發(fā)現(xiàn),胡桃酮和TQ對MIA PaCa-2 胰腺癌細胞系的毒性作用隨兩者的濃度而改變。在 10%、20% 或 50% 的細胞受到影響的濃度下,胡桃酮和TQ之間存在適度的拮抗關系。在影響 75% 和 90% 細胞的濃度下,幾乎存在累加效應。只有在 95% 的細胞受到影響的濃度下才能看到適度的協(xié)同作用。

目前,TQ介導的胰腺癌細胞凋亡的機制包括:與MUC4下調(diào)相關的JNK和p38 MAPK通路的激活;ROS介導的JNK通路的激活;細胞周期阻滯;組蛋白H4乙?；姆g后修飾以及caspase家族的激活(圖1)。在Torres的研究[13]中,尚未直接證實TQ是否導致TGF-β通路的激活和隨后MUC4的下調(diào)。然而,TGF-β被確定為細胞外基質(zhì)形成和TQ經(jīng)典抗纖維化作用的關鍵分子。TQ激活TGF-β下調(diào)MUC4在理論上是可能的,但需要進一步證實。Relles等[15]進一步證實了TQ在基因水平(p53和p31)和表觀遺傳水平(H4乙?；g后修飾)上介導的胰腺癌細胞凋亡。與幾乎不可能逆轉(zhuǎn)的遺傳突變相反,表觀遺傳變化是可逆的,因此可以接受藥物干預。HDAC抑制劑(HDAC-i)已被證明在多種腫瘤類型中表現(xiàn)出抗腫瘤活性,抑制細胞生長并誘導凋亡。由此可見,TQ可能在不久的將來作為抗腫瘤藥物在臨床上使用。TQ可以影響細胞周期并促進胰腺癌細胞的凋亡,這可能與TQ的親脂性促進其與細胞和亞細胞結構的相互作用有關[19]。令人驚訝的是,在低濃度下,胡桃酮和TQ之間存在拮抗關系[18]。這可能是由于TQ在低濃度下作為抗氧化劑(自由基清除劑),在高濃度下作為促氧化劑。胡桃酮在癌細胞中誘導的細胞毒性通常涉及通過氧化還原激活產(chǎn)生ROS,這可能是胡桃酮和TQ之間拮抗作用的潛在機制。

2 抑制侵襲與轉(zhuǎn)移

關于TQ與胰腺癌侵襲轉(zhuǎn)移關系的研究,Wu等[20]發(fā)現(xiàn)TQ可濃度依賴性抑制胰腺癌細胞系Panc-1 的遷移和侵襲, 同時下調(diào)NF-κB和基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metallopeptidase 9,MMP-9)的表達。另外,TQ可明顯抑制荷瘤小鼠中胰腺癌的轉(zhuǎn)移, 并下調(diào) CD34、NF-κB 和 MMP-9 在胰腺腫瘤組織中的陽性表達。Narayanan等[14]還證實TQ通過降低MMP-9的水平來抑制PANC-1細胞的遷移。眾所周知,基質(zhì)金屬蛋白酶家族在促進腫瘤細胞遷移、細胞外基質(zhì)降解和腫瘤遠處轉(zhuǎn)移等生物學行為過程中發(fā)揮了關鍵作用,其中 Ⅳ 型膠原酶 MMP-9 在降解細胞外基質(zhì)蛋白中扮演著重要角色, 可調(diào)控血管內(nèi)皮生長因子 (vascular endothelial growth factor,VEGF),從而影響腫瘤血管的形成、侵襲和轉(zhuǎn)移。NF-κB 作為一種轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族,能在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控 MMP-9 基因, 直接影響 MMP-9 蛋白的表達。總之, TQ可以通過下調(diào)NF-κB和MMP-9及它們之間的相互作用來抑制體內(nèi)外胰腺癌的轉(zhuǎn)移。與此相一致的是,王詠梅[21]發(fā)現(xiàn)TQ具有抑制胰腺癌裸鼠原位移植瘤生長和轉(zhuǎn)移的作用,此作用機制可能與抑制X連鎖凋亡抑制劑(XIAP)和MMP-9的表達有關。慕剛剛等[22]研究發(fā)現(xiàn)TQ能明顯下調(diào)胰腺癌BxPC-3細胞系中FAK的表達,抑制細胞磷酸化Akt的激活,誘導FAK 彌散分布于胞質(zhì),抑制黏著斑形成和F激動蛋白(F-actin)的聚合集化,通過抑制黏附斑激酶/磷脂肌醇3-激酶/蛋白激酶B(focal adhesion kinse/phosphoinositide 3 kinase/proteion kinase B,FAK/PI3K/AKt)通路的信號轉(zhuǎn)導和激酶活性,濃度依賴性地抑制胰腺癌細胞的體外運動和侵襲(圖2)。

胰腺癌的轉(zhuǎn)移是一個多步驟和多因素的過程,包括上皮細胞極性、腫瘤細胞黏附、遷移率增加、癌細胞對基底膜的滲透等一系列變化[23]。轉(zhuǎn)移的一個關鍵步驟是腫瘤細胞依賴于黏著斑黏附到細胞外基質(zhì)上,并破壞基底膜侵入血管或淋巴管。FAK是一種參與黏著斑形成的關鍵激酶。FAK表達的下調(diào)可導致與腫瘤侵襲和遷移相關的廣泛信號調(diào)節(jié)蛋白的變化,如細胞外基質(zhì)中MMP-9活性的下調(diào)、PI3K/Akt/NF-κB信號通路抑制和F激動蛋白的解聚[24]。總之,上述研究表明,TQ可以抑制幾個關鍵分子,如FAK、Akt、NF-κB和MMP-9,這些分子以級聯(lián)方式相互作用,影響胰腺癌的轉(zhuǎn)移。因此,TQ可以通過多個靶點在多個水平上調(diào)節(jié)胰腺癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。

3 增加化療藥物敏感性

誘導細胞凋亡和細胞活力的喪失是傳統(tǒng)化療藥物殺死癌細胞的兩種主要機制,不幸的是,由于對正常組織的劑量限制毒性和化療耐藥的增加,以吉西他濱為基礎的化療藥物對胰腺癌控制的影響有限。為了解決吉西他濱耐藥問題,慕剛剛等研究發(fā)現(xiàn)TQ預處理顯著增強了吉西他濱對胰腺癌的凋亡和生長抑制作用[17,25],其可能的機制為:(1)TQ通過抑制神經(jīng)源性基因Notch同源蛋白1/Tensin Homolog磷酸酶(neurogenic locus notch homolog protein 1/phosphatase and tensin homolog,Notch1/PTEN)通路,增強胰腺癌對吉西他濱的敏感性。活化的Notch1減少和PTEN蛋白水平降低預示著較強的化療耐藥性,吉西他濱可以誘導胰腺癌細胞中Notch1的上調(diào),特別是Notch胞內(nèi)區(qū)(notch intraCellular domain,NICD)的表達升高。TQ預處理顯著降低了吉西他濱誘導的Notch1和NICD 的上調(diào),還可以恢復吉西他濱抑制的PTEN蛋白。(2)磷脂肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(phosphoinositide 3 kinase/proteion kinase B/mammalian target of rapamycin, PI3K/AKT/mTOR)信號通路參與了胰腺癌細胞的所有生存和化療耐藥的信號調(diào)節(jié),該通路的激活和下游效應分子S6核糖體蛋白的表達可實現(xiàn)其化療增敏及促進胰腺癌細胞凋亡的功能。TQ預處理明顯減弱了由于吉西他濱導致的mTOR、S6和上游Akt的磷酸化。(3)NF-κB及其下游分子的失活是TQ增強吉西他濱誘導的體內(nèi)抗腫瘤活性的分子機制之一。眾所周知,NF-κB的激活是導致胰腺腫瘤細胞對化療藥物的凋亡作用產(chǎn)生特征性抵抗的原因之一,XIAP和生存素作為細胞凋亡抑制蛋白家族的成員,被NF-κB所調(diào)控,因?qū)δ[瘤細胞的縱容而被視為治療靶點,尤其是在化療耐藥、細胞增殖和血管生成方面。研究[21]發(fā)現(xiàn),與單純吉西他濱治療相比,TQ聯(lián)合吉西他濱治療的荷瘤小鼠NF-κB的DNA結合活性、p65的結構性磷酸化顯著降低。此外,TQ還可以明顯影響NF-κB下游的分子,如Bcl-2、Bcl-cl、XIAP和生存素的下調(diào)以及與凋亡相關的caspase-3和caspase-9的活性上調(diào)。TQ聯(lián)合吉西他濱可以顯著抑制胰腺癌組織中XIAP和MMP-9的表達,從而影響腫瘤的生長與轉(zhuǎn)移。(4)TQ可以通過對細胞周期G1期阻滯的增加顯示出比單用吉西他濱更強的凋亡功效。此外,與單純吉西他濱或TQ治療相比,TQ和吉西他濱聯(lián)合治療可以導致荷瘤小鼠的腫瘤重量顯著降低,且通過體質(zhì)量減輕的評估,沒有觀察到嚴重的毒性增加。

與上述研究結果一致的是,Banerjee等[26]研究發(fā)現(xiàn)TQ與吉西他濱或奧沙利鉑聯(lián)合使用可產(chǎn)生更大的抗腫瘤活性。這些結果與腫瘤提取物中NF-κB活性及其下游蛋白如生存素、Bcl-xL和XIAP的下調(diào)相關。此外,TQ處理可以導致胰腺癌細胞中出現(xiàn)裂解的caspase-3、caspase-9和聚-ADP-核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase,PARP)的活性成分,激活半胱天冬酶級聯(lián)反應的上游事件,釋放細胞色素C,從線粒體途徑誘導細胞的凋亡。不僅如此,研究還發(fā)現(xiàn)TQ抑制環(huán)氧合酶2 (cyclooxygenase 2,COX-2)的表達和其引起的前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)的積累。其中,COX-2在胰腺癌中抑制細胞凋亡、增強細胞生長和血管生成,因此其被認為是藥物開發(fā)的推定靶標。此外,該研究還發(fā)現(xiàn),TQ聯(lián)合吉西他濱處理可以導致G0-G1 期的細胞群增加,而TQ聯(lián)合奧沙利鉑卻增加了 S 期的阻滯及G2-M期的細胞比例降低。此外,TQ與吉西他濱或奧沙利鉑的組合顯著減低荷瘤小鼠腫瘤的重量,并抑制局部侵襲和淋巴結轉(zhuǎn)移。

另外,Pandita等[27]的研究也證實,與單用吉西他濱相比,TQ與吉西他濱聯(lián)合應用可讓胰腺癌細胞存活率下降50%以上。在胰腺癌異種移植模型中,TQ與吉西他濱的聯(lián)合應用對腫瘤重量的影響產(chǎn)生了更高的效率(約80%)。此外,聯(lián)合用藥也可降低胰腺癌細胞丙酮酸激酶同工酶(pyruvate kinase isozyme type M2,PKM2)的表達,而PKM2是胰腺癌產(chǎn)生 “Warburg 效應”的關鍵酶,以促進對葡萄糖攝取和減少氧消耗,從而保證胰腺癌細胞的生長。另外有學者在TQ、小分子RNA和吉西他濱三者之間的關系上做了初步研究發(fā)現(xiàn),低劑量的吉西他濱細胞毒性和凋亡潛力通過轉(zhuǎn)染miR-101與miR-24-2或聯(lián)合應用TQ,在吉西他濱敏感細胞系和耐藥細胞系均起到了協(xié)同作用。這兩種 microRNA 以及TQ在癌細胞系中的協(xié)同機制涉及Pro-caspase-3和PARP表達的增加以及PKM2活性的下降[28]。另外,吳志豪等[29]也發(fā)現(xiàn)TQ可有效增強吉西他濱對胰腺癌細胞增殖的抑制作用,其協(xié)同作用以誘導細胞凋亡方式為主(圖3)。

TQ增加化療敏感性的主要作用機制包括阻斷Notch1/PTEN、PI3K/Akt/mTOR和NF-κB信號通路、降低PKM2表達和抑制Warburg效應。有趣的是,mTOR阻斷劑依維莫司可以通過阻斷PI3K/Akt/mTOR信號通路來抑制Warburg效應,從而降低胰腺癌細胞對吉西他濱的敏感性[30]。這表明TQ還可能通過介導PI3K/Akt/mTOR信號通路抑制Warburg效應,從而影響吉西他濱的敏感性,但需要進一步的實驗證實,這也反映了TQ在吉西他濱敏感性中的作用機制是多靶點且相互關聯(lián)的。此外,在評估促進胰腺癌細胞凋亡的機制時發(fā)現(xiàn),TQ也可以影響細胞周期并調(diào)節(jié)Bax和Bcl-2的表達,這表明TQ與吉西他濱在促進細胞凋亡的機制方面發(fā)揮協(xié)同作用。值得注意的是,TQ聯(lián)合吉西他濱可以增加G0～G1期的細胞數(shù)量。然而,當與奧沙利鉑聯(lián)合使用時,TQ可以增加S期的細胞周期阻滯。TQ阻止細胞周期M期的進展是由抑制生存素導致的,并引起細胞凋亡。然而,關于吉西他濱和奧沙利鉑不同阻滯周期的原因研究有限,推測不同的化療藥物可能在細胞分裂周期中具有不同的靶點。

4 抗炎作用

TQ劑量和時間依賴性地顯著降低單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)、TNF-α、白細胞介素和Cox-2在胰腺導管細胞癌中的合成。關于MCP-1的研究,其可以促進單核細胞或巨噬細胞的募集,而TQ主要通過抑制其啟動子的內(nèi)源活性來降低MCP-1的表達。NF-κB和TNF-α與癌癥進展有關,腫瘤內(nèi)的免疫細胞或其他基質(zhì)細胞會釋放這些炎性細胞因子,從而導致MCP-1的產(chǎn)生并放大單核細胞的募集,而TQ通過抑制胰腺癌細胞中組成型NF-κB和TNF-α對其介導的活化及從細胞質(zhì)到細胞核的轉(zhuǎn)運,來抑制這些因子發(fā)揮作用[31]。TQ對NF-κB、TNF-α和其他炎癥介質(zhì)的強效抗炎作用有望成為胰腺癌的預防和治療策略(圖4)。

MCP-1是引發(fā)炎癥的關鍵趨化因子之一,也是惡性腫瘤免疫反應的關鍵因素。MCP-1在炎癥和免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮雙重作用。目前已發(fā)現(xiàn)較高的血清MCP-1水平與胰腺癌組織的巨噬細胞浸潤增加以及良好的預后和總生存率相關。胰腺癌和惡病質(zhì)患者的MCP-1水平也很高,并成為胰腺癌的預后指標之一[32]。TQ對MCP-1的抑制作用從抗炎和免疫調(diào)節(jié)兩方面抑制胰腺癌的發(fā)生和發(fā)展。

5 抑制血管生成

關于TQ與腫瘤血管生成的關系,研究[33]發(fā)現(xiàn)TQ可能通過抑制Ki-67、CD34 和 VEGF 在胰腺癌細胞與組織中的表達,來抑制體外血管內(nèi)皮祖細胞小管的形成,從而影響胰腺癌血管的生成。另外,TQ可下調(diào)胰腺癌細胞MMP-9的表達,而MMP-9還可調(diào)控VEGF, 從而影響腫瘤血管的生成[20,21](圖5)。

如果腫瘤的大小超過1～2 mm,就需要持續(xù)的血液供應來維持其生長。一旦腫瘤細胞具有誘導血管生長的能力,腫瘤生長就會變得具有侵略性,并促進腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。內(nèi)皮祖細胞是多種內(nèi)皮細胞的前體,是來源于骨髓的干細胞,具有增殖和分化為成熟內(nèi)皮細胞的能力。內(nèi)皮祖細胞在腫瘤血管生成中起重要作用。TQ不僅在分子水平上降低了VEGF的表達,而且在體外直接抑制腫瘤血管生成。因此,TQ可以用作腫瘤治療中的新血管生成抑制劑。

6 TQ類似物和載體

Banerjee等[34]采用了不同的策略,先合成 3-氨基TQ作為初始構件,然后分別與2,3,4-三羥基苯甲醛和2,3,4-三氟苯甲醛合成其衍生物ATQTHB與ATQTFB。與TQ相比,TQ衍生物分別表現(xiàn)出與COX-2的活性位點對接的最佳結合效能,并且對腫瘤細胞具有更優(yōu)越的抑制作用。TQ類似物TQ-4A1、TQ-5A1和TQ-2G比親本TQ對胰腺癌細胞的凋亡更有效,并可以導致NF-κB的DNA結合效應下調(diào),抑制NF-κB活性及其下游蛋白如生存素、Bcl-xL和XIAP,影響細胞周期(G2/M細胞周期停滯),此外還可以有效抑制COX-1和COX-2酶活性,提高caspase-3的活性并釋放細胞色素C。此外,從奧沙利鉑和吉西他濱的敏感性方面,TQ類似物 TQ-2G 和 TQ-5A1 相對于類似物 TQ-4A1 顯示出更好的效果,并且也優(yōu)于親本TQ增強化療藥物敏感性的效果。另有研究[35]發(fā)現(xiàn),以D1T (TQ的陽離子脂質(zhì)體制劑)作為載體,TQ可在體內(nèi)有更大的吸收率、更高的血漿濃度和生物利用度、更小的分布容積和更容易的清除率,顯著提高了對胰腺腫瘤的抑制作用。

圖4 TQ在胰腺癌中抗炎作用示意圖

為了提高TQ的生物利用度,其載體逐漸發(fā)展起來,并且不僅僅局限于胰腺癌方面。由于TQ的生物利用度和疏水性較差,Ballout等[36]將TQ封裝在納米顆粒中以改善其傳遞效率,發(fā)現(xiàn)TQ納米顆粒制劑顯示出了明顯改善的抗癌和抗炎活性。為了提高TQ的臨床效率,研究人員制定了一種包含TQ和固體脂質(zhì)納米粒子(SLN)的膠體載體,在大鼠亨廷頓病的治療中,TQ負載的固體脂質(zhì)納米粒子(TQ SLN)表現(xiàn)出比TQ更強的效果[37]。此外,與TQ懸浮液相比,TQ SLN在治療撲熱息痛誘導的肝硬化方面具有更強的療效和更好的藥物穩(wěn)定性[38]。TQ負載的納米結構脂質(zhì)載體(TQ NLC)具有比TQ更強的抗增殖活性和誘導乳腺癌及宮頸癌細胞周期停滯的能力[39]。TQ NLC還可以提高TQ的胃黏膜保護活性,并防止乙醇誘導的潰瘍的形成[40]。TQ負載的磷脂納米結構(PNC)已證明顯著增強了肝臟保護作用[41]。使用可生物降解的親水聚合物[如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙二醇(PEG)]合成TQ包封的納米顆粒,以克服TQ的水溶性差、熱和光敏感性以及最小的全身生物利用度,可以大大提高抗腫瘤的功效[42]。為了在沒有任何毒性的情況下利用TQ的抗氧化性能,Verma合成了對氨基苯基-1-硫代-β-吡喃半乳糖苷包覆的N-異丙基丙烯酰胺納米顆粒,然后將TQ包封在其疏水核中,該方法大大提高了TQ的效率[43]。此外,負載環(huán)糊精納米顆粒也可以改善TQ的溶解度及抗腫瘤增殖活性[44]。上述研究表明,使用納米顆粒作為TQ載體可以顯著提高TQ的生物利用度并保持其穩(wěn)定性。此外,脂質(zhì)也可以作為TQ載體。一項關于TQ和乳腺癌的研究[45]發(fā)現(xiàn),將TQ包封在脂質(zhì)體中可以保持其穩(wěn)定性,提高其生物利用度,并增強抗癌活性。

盡管TQ具有很好的抗癌作用,但其臨床應用主要受限于其疏水性、生物利用度差、溶解度低、對光和pH敏感以及與血漿蛋白結合的能力低,這阻止了其到達靶向腫瘤部位。為了克服這些限制,目前已經(jīng)開發(fā)了基于納米粒子的載體,包括聚合物、脂質(zhì)體和鈮體載體、SLN和NLC。納米顆粒具有許多優(yōu)點,包括增強生物降解性、可控或持續(xù)釋放、體積小以及與組織和細胞的生物相容性,這使它們成為TQ最適合的載體。此外,納米顆粒對TQ的包裹提供了化合物熒光標記的可能,這將允許追蹤其進入途徑、轉(zhuǎn)運機制和細胞內(nèi)分布。鑒于這些優(yōu)勢,TQ納米顆粒制劑會比TQ更有可能應用于臨床。

7 討論

多年來,胰腺癌的高死亡率和化療藥物耐藥性一直是威脅人類健康的一大難題,而胰腺癌的外科治療已經(jīng)發(fā)展到瓶頸階段且并未達到理想的治療效果,因此迫切需要發(fā)現(xiàn)一種藥物能夠控制胰腺癌的進展[46-48]。在過去的二十年里,生物學家從植物中提取有效成分來治療癌癥已經(jīng)獲得了顯著的進展,而TQ就是最典型的代表之一。在對人體正常細胞沒有任何有害的前提下,TQ在多種癌癥中顯示出了卓越的抗腫瘤作用, 其中對胰腺癌的研究更引起了廣泛的關注[49]。

TQ可以通過抑制癌細胞增殖、促進癌細胞凋亡、抑制侵襲與轉(zhuǎn)移、增強化療藥物敏感性、抗炎等方面發(fā)揮對胰腺癌的抗癌作用。TQ的這些抗癌機制主要涉及NF-κB通路、PI3K/AKT通路、Notch通路、TGF-β通路、JNK和p38 MAPK等多通路分子之間的相關作用,以及調(diào)控細胞周期、影響MMP-9表達和PKM2活性等。有興趣的是,在這些不同的抗癌機制中,存在著許多相似的關聯(lián)。例如在TQ促進凋亡、抑制侵襲和轉(zhuǎn)移、增加化療敏感性及抗炎機制上,均與抑制NF-κB及其下游分子有關。在促進凋亡和增加吉西他濱化療敏感性的機制中都離不開對G0/G1細胞周期的阻滯。在抑制侵襲轉(zhuǎn)移和血管生成上,又均與對MMP-9和VEGF的調(diào)控有關。這些都說明了TQ對胰腺癌的抗癌作用既是多方位卻又相互關聯(lián)的。TQ對藥物的協(xié)同作用也可能有助于解決耐藥性。目前,對TQ和胰腺癌的研究主要局限于對其分子機制的實驗室研究;然而TQ載體的發(fā)現(xiàn)為其臨床應用鋪平了道路。預計在不久的將來,TQ的研究將從實驗階段轉(zhuǎn)向臨床試驗。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻聲明：趙占學負責課題設計,資料分析,撰寫論文;李帥、侯曉凡參與收集數(shù)據(jù),修改論文;劉林勛、楊金煜負責擬定寫作思路,指導撰寫文章并最后定稿。