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齊墩果烷三萜類化合物的抗腫瘤活性及機(jī)制研究進(jìn)展

2011-08-06 00:56張珍珍
藥學(xué)進(jìn)展 2011年8期
關(guān)鍵詞:通透性線粒體色素

張珍珍, 趙 氚, 陳 思, 季 暉*

(1.中國藥科大學(xué)藥理學(xué)教研室,江蘇 南京 210009;2.海軍總醫(yī)院藥劑科,北京 100048)

三萜類化合物為一類基本母核由30個碳原子組成的萜類化合物,其結(jié)構(gòu)根據(jù)異戊二烯定則可視為6個異戊二烯單位聚合而成。該類化合物廣泛分布于自然界,在菌類、植物和動物中均有存在,其生物合成途徑是由鯊烯通過不同環(huán)化方式轉(zhuǎn)變而來。研究顯示,三萜類化合物具有多種生理活性,如溶血、抗腫瘤、抗炎、抗菌、抗病毒、降膽固醇及抗生育等。目前,從自然界中分離獲得的三萜類化合物已超過2萬種,其中多種化合物,如齊墩果烷型五環(huán)三萜類化合物齊墩果酸(OA,1)和烏蘇烷型五環(huán)三萜類化合物熊果酸(UA)被證實(shí)具有抗炎和抗腫瘤活性。近年來,三萜類化合物中抗腫瘤活性最強(qiáng)的齊墩果烷型類化合物引起了國內(nèi)外學(xué)者的普遍關(guān)注,通過對該類化合物的結(jié)構(gòu)修飾和構(gòu)效關(guān)系研究,現(xiàn)已獲得一系列活性更好的衍生物[1],與此同時(shí),其抗腫瘤的機(jī)制探究也在不斷深入。本文對齊墩果烷型三萜類化合物的抗腫瘤活性及其作用機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,旨在為該類化合物作用機(jī)制的闡明及相關(guān)藥物研發(fā)提供參考。

1 齊墩果烷三萜類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及抗腫瘤活性

齊墩果酸分子結(jié)構(gòu)中有3個可供修飾的官能團(tuán)——C17位羧基、C12位和C13位間的雙鍵以及C3位羥基。研究人員通過對該化合物進(jìn)行改造,得到了抗腫瘤活性更強(qiáng)的結(jié)構(gòu)類似物,如2-氰基-3,12-二氧代齊墩果烷-1,9-二烯-28-酸(2-cyano-3,12-dioxooleana-1,9-dien-28-oic acid,CDDO,2)及其 C17位取代的一系列衍生物 CDDO-Me(3)、CDDO-Im(4)、CDDO-MA(5)、CDDO-EA(6)和 Di-CDDO(7)等。在體外,這些化合物對多種腫瘤(如乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌、卵巢癌、脂肉瘤、骨肉瘤和神經(jīng)細(xì)胞瘤等實(shí)體瘤,以及白血病、淋巴瘤和骨髓瘤等非實(shí)體瘤)細(xì)胞均具有促進(jìn)凋亡和增殖抑制作用[3-12],其中,CDDO-Me 對骨肉瘤 HOB-c、KHOS、KHOSR2、U-2OS 和 U-2OSTR細(xì)胞的 IC50分別為 0.8、0.15、0.33、0.17 和 0.39 μmol·L-1[7],對成神經(jīng)瘤 LAN1、NBEB、SKNAS、SKNDZ和SKNSH細(xì)胞株的 IC50分別為160、305、418、525 和 630 nmol·L-1[9];CDDO 對 B 細(xì)胞淋巴瘤OCI-Ly19和OCI-Ly10細(xì)胞的IC50分別為1.25 和 2.0 μmol·L-1[10];CDDO-Im 對耐地塞米松的骨髓瘤 MM.1R 細(xì)胞的 IC50為 0.15 μmol·L-1,CDDO-Me對耐伊馬替尼的慢性粒細(xì)胞白血病KBM5-R 細(xì)胞的 IC50為 0.22 μmol·L-1[13-14]。值得一提的是,該類化合物安全性較高,如 CDDO和CDDO-Me在誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的濃度下,對取自急性髓系白血病患者或健康受試者的正常淋巴細(xì)胞均無明顯毒性[15],故而極具開發(fā)為抗腫瘤藥物的潛力。

齊墩果烷型三萜類化合物的體內(nèi)抗腫瘤活性也已通過多種荷瘤動物模型得到了證實(shí)。如Liby等[16]給乙烯基氨基甲酸酯所致的肺癌模型小鼠飼以含有 CDDO-ME(60 mg·kg-1·d-1)或 CDDO-EA(400 mg·kg-1·d-1)的飼料,15 周后處死小鼠,取其肺進(jìn)行觀察,結(jié)果顯示,CDDO-ME和CDDO-EA組小鼠肺表面的平均瘤體數(shù)分別為7.4和7.8個,而未給藥組小鼠肺表面平均瘤體數(shù)為15.8個,表明CDDO-ME和CDDO-EA均可顯著抑制小鼠肺部腫瘤生長;Jutooru等[17]給荷有胰腺癌L3.6pL細(xì)胞的裸鼠灌胃給予 CDDO-Me(7.5 mg·kg-1·d-1)或空白溶劑,連續(xù)給藥4周,結(jié)果,CDDO-Me組和空白溶劑對照組小鼠瘤體積分別約為500和2400 mm3,瘤重分別為1和2 g;Deeb等[18]給前列腺癌轉(zhuǎn)基因模型小鼠灌胃給予 CDDO(10 μmol·kg-1,每周第 1 ~5天給藥),20周后,空白溶劑對照組和CDDO組中發(fā)生腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的小鼠比例分別為63%和27%。

2 齊墩果烷三萜類化合物的抗腫瘤作用機(jī)制

凋亡為細(xì)胞的內(nèi)源性死亡程序,對保持組織內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定具有重要作用,且這一特性在不同物種中均具有高度保守性。凋亡在多種正常生理過程中可起到調(diào)節(jié)作用,若此功能出現(xiàn)異常或缺失則可導(dǎo)致一系列病理情況發(fā)生。腫瘤細(xì)胞的特征之一就是缺乏這種程序性的死亡過程,提示腫瘤細(xì)胞中存在某種可避開凋亡途徑的機(jī)制。而現(xiàn)有研究表明,齊墩果烷型三萜類化合物的抗腫瘤活性與激活腫瘤細(xì)胞凋亡的線粒體途徑有關(guān)[2]。腫瘤細(xì)胞經(jīng)齊墩果烷三萜類化合物處理后,線粒體膜通透性顯著增加,其內(nèi)部多種促凋亡物質(zhì)如細(xì)胞色素C或AIF隨之大量釋放,從而啟動下游反應(yīng),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

2.1 細(xì)胞凋亡的線粒體途徑

凋亡是細(xì)胞生理性死亡的普遍形式,該過程受到一系列信號通路的調(diào)節(jié),其中線粒體途徑起著至關(guān)重要的作用。線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)是線粒體內(nèi)外信息交流的樞紐,其開放后可導(dǎo)致線粒體許多功能發(fā)生致命性變化,從而啟動凋亡途徑。MPTP位于線粒體內(nèi)外膜之間,主要由外膜的電壓依賴性陰離子通道(voltage dependent anion channel,VDAC)、內(nèi)膜的腺苷酸轉(zhuǎn)移酶(adenine nucleotide translocator,ANT)、基質(zhì)中的親環(huán)蛋白D(cyclophilin D)及其他蛋白(如外周苯二氮受體、己糖激酶和肌酸激酶等)組成[19]。MPTP在正常生理?xiàng)l件下處于關(guān)閉狀態(tài);在應(yīng)激狀態(tài)下則開放通道,并允許相對分子質(zhì)量小于1500的物質(zhì)通過,進(jìn)而使線粒體基質(zhì)滲透壓升高。隨著MPTP的開放,線粒體內(nèi)外H+梯度消失,線粒體膜電位降低,呼吸鏈解偶聯(lián),無法產(chǎn)生能量,此時(shí)解偶聯(lián)的呼吸鏈會產(chǎn)生大量活性氧簇(ROS),氧化線粒體內(nèi)膜上的還原型心肌磷脂,使線粒體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大大降低。由于水和溶質(zhì)大量涌入,線粒體發(fā)生腫脹,外膜破裂,一系列促凋亡物質(zhì)如細(xì)胞色素C、第二線粒體源性Caspase激活因子(second mitochondria-derived activator of Caspase,Smac,也稱DIABLO)和凋亡誘導(dǎo)因子(AIF)從中釋放。細(xì)胞色素C釋放到細(xì)胞質(zhì)后與凋亡蛋白酶激活因子(Apaf-1)結(jié)合,使得Apaf-1與dATP的親和力增加,進(jìn)而促進(jìn)Apaf-1構(gòu)象變化并不斷招募Procaspase-9,細(xì)胞色素 C、dATP、Apaf-1 和 Procaspase-9形成聚合體即凋亡復(fù)合體(apoptosome)。凋亡復(fù)合體促進(jìn)其招募的大量Procaspase-9發(fā)生剪切反應(yīng),形成活化的Caspase-9,后者可作為剪切因子使Procaspase-3活化為Caspase-3。Caspase-3是執(zhí)行凋亡的關(guān)鍵蛋白,可進(jìn)一步激活下游級聯(lián)反應(yīng),最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。Smac蛋白釋放至胞質(zhì)后,可與凋亡抑制蛋白(IAP)特異性結(jié)合,解除IAP對Caspase-9和Caspase-3的阻遏作用,從而激活各級Caspase引起級聯(lián)反應(yīng);而AIF和內(nèi)切核酸酶G(Endo G)可轉(zhuǎn)位進(jìn)入胞核,不依賴于Caspase途徑直接引起染色質(zhì)濃縮及DNA斷裂[20]。目前,已知可直接或間接參與 MPTP調(diào)控的內(nèi)源性物質(zhì)有 Bcl-2家族蛋白、Ca2+、ROS、ATP和ADP等。隨著研究的不斷深入,研究人員發(fā)現(xiàn)砷化物、蒼術(shù)苷、二酰胺以及齊墩果烷三萜類化合物等物質(zhì)均可刺激MPTP開放,而環(huán)孢素A(CsA)可抑制MPTP開放。細(xì)胞凋亡的線粒體途徑基本原理如圖1所示。

圖1 細(xì)胞凋亡的線粒體途徑示意圖Figure 1 Schematic diagram of mitochondrial pathway of apoptosis

2.2 齊墩果烷三萜類化合物對腫瘤細(xì)胞凋亡線粒體途徑的作用

2.2.1 增大線粒體膜通透性 線粒體凋亡途徑的激活通常以線粒體膜通透性增大為起點(diǎn)。值得一提的是,齊墩果烷三萜類化合物激活線粒體膜通透性增加的機(jī)制不同于內(nèi)源性物質(zhì),如Brookes等[2]發(fā)現(xiàn) CDDO(2.5 μmol·L-1)能夠誘導(dǎo) B 細(xì)胞淋巴瘤OCI-Ly19細(xì)胞凋亡,凋亡率為80%;將 CDDO(2.5 μmol·L-1)、CsA(1μmol·L-1)與 OCI-Ly19 細(xì)胞共孵育后,細(xì)胞凋亡率仍為80%左右。為進(jìn)一步考察化合物對線粒體結(jié)構(gòu)和功能的影響,他們將大鼠肝細(xì)胞破碎后,通過密度梯度離心獲得線粒體,然后分別用 Ca2+、Ca2++CDDO、Ca2++CDDO-Im 和Ca2++DI-CDDO(CDDO、CDDO-Im和 DI-CDDO終濃度為1或5 μmol·L-1)進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)上述各組MPTP均開放;其中,Ca2+組以及Ca2++低濃度藥物組線粒體發(fā)生的通透性增大現(xiàn)象可被CsA抑制,而Ca2++高濃度藥物組無法被抑制,提示齊墩果烷三萜類化合物與Ca2+均可激活MPTP開放但兩者機(jī)制不同。此外,在完整OCI-Ly19細(xì)胞中進(jìn)行的研究也獲得了相同結(jié)果。已知Ca2+可破壞線粒體呼吸鏈酶復(fù)合物Ⅰ,影響ATP合成,增加細(xì)胞毒性自由基的釋放,最終激活MPTP,該過程可被CsA抑制。

齊墩果烷三萜類化合物主要通過以下兩個機(jī)制提高線粒體膜通透性,進(jìn)而促進(jìn)凋亡的發(fā)生。

1)降低線粒體中還原型谷胱甘肽水平 還原型谷胱甘肽(GSH)是細(xì)胞內(nèi)重要的抗氧化劑,可清除線粒體新陳代謝和凋亡過程中產(chǎn)生的ROS,以避免ROS對線粒體內(nèi)膜的破壞,對于線粒體穩(wěn)態(tài)的維持具有重要意義。然而,線粒體自身不能合成GSH,只能利用從細(xì)胞質(zhì)中轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)來的GSH。GSH的氧化產(chǎn)物——氧化型谷胱甘肽(GSSG)可在谷胱甘肽還原酶與NADPH的共同作用下轉(zhuǎn)變?yōu)镚SH。GSH與GSSG含量比值反映了細(xì)胞內(nèi)的氧化水平,當(dāng)該比值顯著下降時(shí),提示細(xì)胞可能已進(jìn)入凋亡階段。Chernyak等(Biosci Rep,1997年)研究發(fā)現(xiàn),GSH可保持MPTP中巰基的還原態(tài),從而使MPTP處于關(guān)閉狀態(tài)。為了探究齊墩果烷三萜類化合物誘導(dǎo)線粒體內(nèi)膜通透性增強(qiáng)的分子機(jī)制,Samudio等[21]發(fā)現(xiàn),將 CDDO-Im(1 μmol·L-1)與胰腺癌 COLO357細(xì)胞孵育20~120 min后,COLO357細(xì)胞線粒體GSH水平降低,細(xì)胞總GSH水平無顯著變化,ROS聚集增強(qiáng),線粒體膜電位下降,提示CDDO-Im有可能通過降低線粒體GSH開放MPTP孔道,從而使線粒體膜通透性增強(qiáng)。2-巰基乙醇(BME)可逆轉(zhuǎn)CDDO-Im的這種作用,有趣的是,其僅能徹底清除由CDDO-Im誘導(dǎo)產(chǎn)生的ROS,而不能清除由過氧化氫誘導(dǎo)產(chǎn)生的ROS,提示CDDO-Im引起線粒體GSH流失是導(dǎo)致ROS聚集增強(qiáng)的直接原因,BME并不能直接清除ROS,而是通過阻止由CDDO-Im引起的線粒體GSH流失來下調(diào)ROS水平。

心肌磷脂為線粒體磷脂的重要組成部分,對線粒體內(nèi)膜穩(wěn)定性的維持有著重要作用。Samudio等[22]發(fā)現(xiàn),CDDO-Me可使人白血病U937細(xì)胞線粒體內(nèi)膜中的還原型心肌磷脂含量大幅度降低,進(jìn)而使線粒體膜電位下降,且這一過程不可被Caspase廣譜抑制劑z-VAD-fmk逆轉(zhuǎn);而星形孢菌素、紫外線和腫瘤壞死因子等誘導(dǎo)的線粒體膜電位下降及細(xì)胞凋亡均依賴于Caspase途徑,因此,上述結(jié)果提示CDDO-Me能不依賴于Caspase途徑作用于線粒體內(nèi)膜中的心肌磷脂,使線粒體內(nèi)膜通透性增大。在慢性粒細(xì)胞白血病KBM5細(xì)胞及KBM5R細(xì)胞中進(jìn)行的研究結(jié)果亦表明:CDDO-Me能使線粒體內(nèi)膜中的還原型心肌磷脂含量減少,其原因是CDDO-Me選擇性降低了線粒體GSH水平,使氧化應(yīng)激反應(yīng)蛋白——血紅素加氧酶1(HO-1)表達(dá)水平升高,導(dǎo)致ROS增多,從而引起還原型心肌磷脂被氧化,線粒體穩(wěn)定性下降,膜通透性增大[14]。

2)動員凋亡蛋白Bax的遷移 細(xì)胞色素C對于生命活動的重要性不僅體現(xiàn)在其參與細(xì)胞能量的生成,且在凋亡中也發(fā)揮著重要作用。大量研究表明細(xì)胞色素C與Apaf-1的結(jié)合是凋亡進(jìn)程中的關(guān)鍵步驟[23-24]。關(guān)于細(xì)胞色素C釋放的具體機(jī)制,目前主要存在2種假說。一是與MPTP的開放有關(guān):當(dāng)MPTP被激活時(shí),線粒體膜發(fā)生破裂,從而釋放細(xì)胞色素C[25];二是與 Bcl-2蛋白家族的參與有關(guān):Bcl-2蛋白家族屬于信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白,可參與線粒體外膜通透性的調(diào)節(jié)。該家族包括抗凋亡蛋白(如Bcl-2、Bcl-xL、Bcl-w 和 Mcl-1)與促凋亡蛋白(如 Bax、Bak及Bok),Bcl-2定位于MPTP,可抑制MPTP的開放,當(dāng)各種刺激因子作用于細(xì)胞時(shí),Bax從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至線粒體外膜并發(fā)生聚集,在線粒體外膜磷脂層中形成孔道,這些孔道可使小分子蛋白如細(xì)胞色素C 通過[26]。Konopleva 等[27]發(fā)現(xiàn),CDDO-Me 能增加人白血病HL-60和U937細(xì)胞中bax mRNA水平,進(jìn)而使Bax表達(dá)增多,且線粒體中Bax水平上升,細(xì)胞質(zhì)中Bax水平下降,表明CDDO-Me能誘導(dǎo)Bax從胞質(zhì)向線粒體遷移。此外,齊墩果烷三萜類化合物也能誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌H460和A549細(xì)胞和卵巢癌A2780細(xì)胞中Bax表達(dá)增多,進(jìn)而促進(jìn)線粒體釋放細(xì)胞色素 C[28-29]。Samudio 等[22]發(fā)現(xiàn),在 CDDO-Me誘導(dǎo)U937細(xì)胞發(fā)生凋亡的過程中,細(xì)胞色素C達(dá)到最大釋放量時(shí)可見大量Bax發(fā)生轉(zhuǎn)運(yùn),然而Bax轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體之前,細(xì)胞色素C就已開始從線粒體中釋放,由此推測,Bax轉(zhuǎn)運(yùn)在齊墩果烷三萜類化合物促腫瘤細(xì)胞凋亡過程中發(fā)揮了重要作用,但并非促使細(xì)胞色素C釋放的唯一原因,即細(xì)胞色素C的釋放可能存在多種機(jī)制。

2.2.2 促進(jìn)凋亡誘導(dǎo)因子釋放 AIF為線粒體蛋白中的一種,在凋亡過程中也能從線粒體膜間隙釋放至胞質(zhì)中,且該過程不依賴于Caspase。AIF前體蛋白可通過其N末端的線粒體定位信號穿入線粒體內(nèi)外膜間隙,然后被線粒體內(nèi)肽酶加工為成熟的蛋白分子,此時(shí)分子N末端錨定于線粒體內(nèi)膜。當(dāng)AIF與一些細(xì)胞凋亡因子發(fā)生作用后,可從線粒體膜上的錨定位點(diǎn)脫離;隨著線粒體外膜通透性增加,該分子可從線粒體膜間隙中釋放至胞質(zhì)中,然后通過分子自身攜帶的核定位信號轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核內(nèi),從而激活核酸內(nèi)切酶,對細(xì)胞核內(nèi)DNA進(jìn)行水解,造成大范圍的DNA片段化及染色質(zhì)凝集[30]。研究顯示,CDDO和CDDO-Im可促使A2780和U937細(xì)胞線粒體內(nèi)的 AIF濃度下降,細(xì)胞核 AIF濃度上升[21,29]。Konopleva 等[31]通過免疫熒光技術(shù)觀察到在未經(jīng)藥物處理的U937細(xì)胞中,AIF呈散點(diǎn)狀分布于細(xì)胞質(zhì)中,而經(jīng)CDDO處理后,AIF則主要聚集于細(xì)胞核中。由此推測,齊墩果烷三萜類化合物能促使AIF大量釋放,從很大程度上說是MPTP被激活的結(jié)果。

AIF信號通路并非存在于所有形式的細(xì)胞凋亡中,但在某些細(xì)胞的凋亡中的作用尤為關(guān)鍵[32]。AIF從線粒體中釋放往往早于細(xì)胞色素C,若用抗體封閉AIF或敲除AIF基因均可使受試細(xì)胞免于死亡,且線粒體不再釋放細(xì)胞色素 C。Konopleva等[31]采用siRNA技術(shù)沉默U937細(xì)胞中的AIF基因,使AIF表達(dá)水平下調(diào),結(jié)果發(fā)現(xiàn)CDDO對U937細(xì)胞的抑制率顯著降低,胞內(nèi)DNA片段化程度也明顯減小。上述研究表明:齊墩果烷三萜類化合物激活U937細(xì)胞MPTP開放后觸發(fā)的一系列下游反應(yīng)中,AIF介導(dǎo)的凋亡通路發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

但是,MPTP開放并非促進(jìn)AIF釋放的唯一原因,多聚ADP核糖聚合酶1(PARP-1)也可促進(jìn)線粒體釋放AIF。線粒體中多種信號通路如AIF和細(xì)胞色素C各自誘導(dǎo)的凋亡通路雖然互不依賴,但也并非完全相互獨(dú)立——AIF可促使線粒體釋放更多的細(xì)胞色素C,細(xì)胞色素C活化的Caspase亦可促進(jìn)線粒體釋放AIF。因此,齊墩果烷三萜類化合物也有可能通過激活其他信號通路促進(jìn)AIF釋放。

2.3 齊墩果烷三萜類化合物對其他細(xì)胞凋亡途徑的作用

現(xiàn)有研究表明:除作用于線粒體途徑外,齊墩果烷三萜類化合物還能調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞凋亡中的其他信號通路,例如,CDDO可通過直接作用于過氧化物酶體增殖物活化受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)激活 Caspase 8 和 Caspase3,最終誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[33];核轉(zhuǎn)錄因子 κB(NF-κB)可調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖和分化,尤其在腫瘤細(xì)胞的抗凋亡機(jī)制中發(fā)揮著重要作用,Shishodia等[34]發(fā)現(xiàn)CDDO-Me可抑制KBM5細(xì)胞中NF-κB通路中的關(guān)鍵激酶——NF-κB 抑制物(IκB)激酶(IKK),進(jìn)而阻斷NF-κB通路,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡;Janus激酶-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子(Jak-STAT)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑參與細(xì)胞的增殖、分化、凋亡及免疫調(diào)節(jié)等過程,Duan等[35]發(fā)現(xiàn) CDDO-Me能抑制耐紫杉醇的卵巢癌OVCAR8TR細(xì)胞中的酪氨酸蛋白激酶——Jak2激酶和Scr激酶,進(jìn)而抑制下游STAT3的磷酸化及核轉(zhuǎn)運(yùn),導(dǎo)致受STAT3調(diào)節(jié)的相關(guān)抗凋亡蛋白(如BclxL)水平下降,從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡;Deeb等[36]發(fā)現(xiàn)CDDO-Me可通過抑制胰腺癌PC-3細(xì)胞中的抗凋亡通路——絲氨酸/蘇氨酸激酶[AKT,也稱為蛋白激酶B(PKB)]通路和哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Liby等[37]推測齊墩果烷三萜類化合物母核的C1和C9充當(dāng)了邁克爾加成反應(yīng)的電子受體,易被包括巰基在內(nèi)的電子供體進(jìn)攻,PPARγ和IKK等蛋白質(zhì)的活性中心均含有半胱氨酸,故而可與齊墩果烷三萜類化合物形成加合物,從而觸發(fā)下游促凋亡反應(yīng)。

3 結(jié)語

目前,對齊墩果烷三萜類化合物誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制的研究還在進(jìn)行中,有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道不斷問世,但最終定論尚未闡明。

中國藥科大學(xué)新藥研究中心 Ding等[38]曾對CDDO進(jìn)行內(nèi)酯化,合成了一系列結(jié)構(gòu)新穎的2-氰基-3,12-二氧代齊墩果烷-1,9-二烯-28,13β-內(nèi)酯化合物。筆者所在課題組對此類化合物進(jìn)行了抗腫瘤活性初篩,并初步探討了其可能的作用機(jī)制。初步研究結(jié)果表明:其中化合物8對肝癌細(xì)胞HepG2 的抑制活性最強(qiáng),IC50為 1.86 μmol·L-1。初步機(jī)制研究結(jié)果顯示,HepG2細(xì)胞經(jīng)該化合物處理后,線粒體膜電位降低,細(xì)胞抗氧化能力減弱,線粒體中c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)信號通路和p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)信號通路被激活,進(jìn)而使Bax與Bcl-2比值升高,促發(fā)細(xì)胞色素C和AIF的釋放。今后還將進(jìn)一步研究該類化合物誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的機(jī)制及其體內(nèi)抗腫瘤作用,以期為相關(guān)藥物的開發(fā)提供依據(jù)。

[1]Connolly J D,Hill R A.Triterpenoids[J].Nat Prod Rep,2005,22(4):487-503.

[2]Brookes P S,Morse K,Ray D,et al.The triterpenoid 2-cyano-3,12-dioxooleana-1,9-dien-28-oic acid and its derivatives elicit human lymphoid cell apoptosis through a novel pathway involving the unregulated mitochondrial permeability transition pore[J].Cancer Res,2007,67(4):1793-1802.

[3]Kim E H,Deng C X,Sporn M B,et al.CDDO-imidazolide induces DNA damage,G2/M arrest and apoptosis in BRCA1-mutated breast cancer cells[J].Cancer Prev Res,2011,4(3):425-434.

[4]Hyer M L,Shi R,Krajewska M,et al.Apoptotic activity and mechanism of 2-cyano-3,12-dioxoolean-1,9-dien-28-oic-acid and related synthetic triterpenoids in prostate cancer[J].Cancer Res,2008,68(8):2927-2933.

[5]Deeb D,Gao X H,Arbab A S,et al.CDDO-Me:A novel synthetic triterpenoid for the treatment of pancreatic cancer[J].Cancers,2010,2(4):1779-1793.

[6]Duan Z,Ames R Y,Ryan M,et al.CDDO-Me,a synthetic triterpenoid,inhibits expression of IL-6 and Stat3 phosphorylation in multi-drug resistant ovarian cancer cells[J].Cancer Chemother Pharmacol,2009,63(4):681-689.

[7]Ryu K,Susa M,Choy E,et al.Oleanane triterpenoid CDDO-Me induces apoptosis in multidrug resistant osteosarcoma cells through inhibition of Stat3 pathway[J].BMC Cancer,2010,10(1):187.

[8]Hughes D T,Martel P M,Kinlaw W B,et al.The synthetic triterpenoid CDDO-Im inhibits fatty acid synthase expression and has antiproliferative and proapoptotic effects in human liposarcoma cells[J].Cancer Invest,2008,26(2):118-127.

[9]Alabran J L,Cheuk A,Liby K,et al.Human neuroblastoma cells rapidly enter cell cycle arrest and apoptosis following exposure to C-28 derivatives of the synthetic triterpenoid CDDO[J].Cancer Biol Ther,2008,7(5):709-717.

[10]Ray D M,Morse K M,Hilchey S P,et al.The novel triterpenoid 2-cyano-3,12-dioxooleana-1,9-dien-28-oic acid(CDDO)induces apoptosis of human diffuse large B-cell lymphoma cells through a peroxisome proliferator-activated receptor gamma-independent pathway[J].Exp Hematol,2006,34(9):1202-1211.

[11]Ahmad R,Liu S,Weisberg E,et al.Combining the FLT3 inhibitor PKC412 and the triterpenoid CDDO-Me synergistically induces apoptosis in acute myeloid leukemia with the internal tandem duplication mutation[J].Mol Cancer Res,2010,8(7):986-993.

[12]Riccioni R,Senese M,Diverio D,et al.Resistance of acute myeloid leukemic cells to the triterpenoid CDDO-imidazolide is associated with low caspase-8 and FADD levels[J].Leuk Res,2008,32(8):1244-1258.

[13]Chauhan D,Li G,Podar K,et al.The bortezomib/proteasome inhibitor PS-341 and triterpenoid CDDO-Im induce synergistic anti-multiple myeloma(MM)activity and overcome bortezomib resistance[J].Blood,2004,103(8):3158-3166.

[14]Samudio I,Kurinna S,Ruvolo P,et al.Inhibition of mitochondrial metabolism by methyl-2-cyano-3,12-dioxooleana-1,9-diene-28-oate induces apoptotic or autophagic cell death in chronic myeloid leukemia cells[J].Mol Cancer Ther,2008,7(5):1130-1139.

[15]Suh W S,Kim Y S,Schimmer A D,et al.Synthetic triterpenoids activate a pathway for apoptosis in AML cells involving downregulation of FLIP and sensitization to TRAIL[J].Leukemia,2003,17(11):2122-2129.

[16]Liby K,Royce D B,Williams C R,et al.The synthetic triterpenoids CDDO-methyl ester and CDDO-ethyl amide prevent lung cancer induced by vinyl carbamate in A/J mice[J].Cancer Res,2007,67(6):2414-2419.

[17]Jutooru I,Chadalapaka G,Abdelrahim M,et al.Methyl 2-cyano-3,12-dioxooleana-1,9-dien-28-oate decreases specificity protein transcription factors and inhibits pancreatic tumor growth:role of microRNA-27a[J].Mol Pharmacol,2010,78(2):226-236.

[18]Deeb D,Gao X,Liu Y,et al.Synthetic triterpenoid CDDO prevents the progression and metastasis of prostate cancer in TRAMP mice by inhibiting survival signaling[J].Carcinogenesis,2011,32(5):757-764.

[19]Leytin V,Allen D J,Mutlu A,et al.Mitochondrial control of platelet apoptosis:Effect of cyclosporin A,an inhibitor of the mitochondrial permeability transition pore[J].Lab Invest,2009,89(4):374-384.

[20]Green D R,Kroemer G.The pathophysiology of mitochondrial cell death[J].Science,2004,305(5684):626-629.

[21]Samudio I,Konopleva M,Hail N Jr,et al.2-Cyano-3,12-dioxooleana-1,9-dien-28-imidazolide(CDDO-Im)directly targets mitochondrial glutathione to induce apoptosis in pancreatic cancer[J].J Biol Chem,2005,280(43):36273-36282.

[22]Samudio I,Konopleva M,Pelicano H,et al.A novel mechanism of action of methyl-2-cyano-3,12 dioxoolean-1,9 diene-28-oate:direct permeabilization of the inner mitochondrial membrane to inhibit electron transport and induce apoptosis[J].Mol Pharmacol,2006,69(4):1182-1193.

[23]Hüttemann M,Pecina P,Rainbolt M,et al.The multiple functions of cytochrome c and their regulation in life and death decisions of the mammalian cell:from respiration to apoptosis[J].Mitochondrion,2011,11(3):369-381.

[24]Fadeel B,Ottosson A,Pervaiz S.Big wheel keeps on turning:apoptosome regulation and its role in chemoresistance[J].Cell Death Differ,2008,15(3):443-452.

[25]Lee K K,Shimoji M,Hossain Q S,et al.Novel function of glutathione transferase in rat liver mitochondrial membrane:role for cytochrome c release from mitochondria[J].Toxicol Appl Pharmacol,2008,232(1):109-118.

[26]Adams J M,Cory S.The Bcl-2 apoptotic switch in cancer development and therapy[J].Oncogene,2007,26(9):1324-1337.

[27]Konopleva M,Tsao T,Ruvolo P,et al.Novel triterpenoid CDDO-Me is a potent inducer of apoptosis and differentiation in acute myelogenous leukemia[J].Blood,2002,99(1):326-335.

[28]Kim K B,Lotan R,Yue P,et al.Identification of a novel synthetic triterpenoid,methyl-2-cyano-3,12-dioxooleana-1,9-dien-28-oate,that potently induces caspase-mediated apoptosis in human lung cancer cells[J].Mol Cancer Ther,2002,1(3):177-184.

[29]Petronelli A,Saulle E,Pasquini L,et al.High sensitivity of ovarian cancer cells to the synthetic triterpenoid CDDO-imidazolide[J].Cancer Lett,2009,282(2):214-228.

[30]Otera H,Ohsakaya S,Nagaura Z,et al.Export of mitochondrial AIF in response to proapoptotic stimuli depends on processing at the intermembrane space[J].EMBO J,2005,24(7):1375-1386.

[31]Konopleva M,Tsao T,Estrov Z,et al.The synthetic triterpenoid 2-cyano-3,12-dioxooleana-1,9-dien-28-oic acid induces Caspase-dependent and-independent apoptosis in acute myelogenous leukemia[J].Cancer Res,2004,64(21):7927-7935.

[32]Norberg E,Orrenius S,Zhivotovsky B.Mitochondrial regulation of cell death:processing of apoptosis-inducing factor(AIF)[J].Biochem Biophys Res Commun,2010,396(1):95-100.

[33]Tsao T,Kornblau S,Safe S,et al.Role of peroxisome proliferator-activated receptor-γ and its coactivator DRIP205 in cellular responses to CDDO(RTA-401)in acute myelogenous leukemia[J].Cancer Res,2010,70(12):4949-4960.

[34]Shishodia S,Sethi G,Konopleva M,et al.A synthetic triterpenoid,CDDO-Me,inhibits IκBα kinase and enhances apoptosis induced by TNF and chemotherapeutic agents through down-regulation of expression of nuclear factor κB-regulated gene products in human leukemic cells[J].Clin Cancer Res,2006,12(6):1828-1838.

[35]Duan Z,Ames R Y,Ryan M,et al.CDDO-Me,a synthetic triterpenoid,inhibits expression of IL-6 and Stat3 phosphorylation in multi-drug resistant ovarian cancer cells[J].Cancer Chemother Pharmacol,2009,63(4):681-689.

[36]Deeb D,Gao X,Jiang H,et al.Oleanane triterpenoid CDDO-Me inhibits growth and induces apoptosis in prostate cancer cells by independently targeting pro-survival Akt and mTOR[J].Prostate,2009,69(8):851-860.

[37]Liby K T,Yore M M,Sporn M B.Triterpenoids and rexinoids as multifunctional agents for the prevention and treatment of cancer[J].Nat Rev Cancer,2007,7(5):357-369.

[38]Ding Y,Huang Z J,Yin J,et al.DDQ-promoted dehydrogenation from natural rigid polycyclic acids or flexible alkyl acids to generate lactones by a radical ion mechanism[J/OL].Chem Commun,2011.[2011-07-15].http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2011/CC/c1cc11633a.

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