王麗麗 殷嫦嫦 熊玉卿

(1九江學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 江西九江 332000;2南昌大學(xué) 江西南昌 333000)

肝細(xì)胞癌 (Hepatocellular carcinoma，HCC)是一種實(shí)體細(xì)胞癌，大量研究表明:缺氧是實(shí)體細(xì)胞癌物理微環(huán)境的基本特征之一［1］，處于缺氧狀態(tài)的腫瘤細(xì)胞仍然能不斷增殖、浸潤，其主要原因之一是缺氧引起腫瘤細(xì)胞的一系列基因表達(dá)發(fā)生改變，導(dǎo)致組織供血、供氧和供能的增加，促進(jìn)腫瘤的生長、血管形成、轉(zhuǎn)移。而這些基因表達(dá)的改變是由一種在缺氧條件下廣泛存在于哺乳動(dòng)物及人體的轉(zhuǎn)錄因子——缺氧誘導(dǎo)因子－1α(hypoxia－inducible factor－1α，HIF－1α)所調(diào)控的。因此，在抗腫瘤治療及其輔助治療中，尋找HIF－1α的抑制性物質(zhì)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

植物黃酮為一類天然植物多酚化合物，大量研究證實(shí)，其具有抗氧化、抗炎癥、抗腫瘤等功能，特別是對(duì)于腫瘤的發(fā)生、增殖、遷移、血管的生成以及耐藥性等都具有顯著的抑制作用。近期研究表明:植物黃酮的抗腫瘤分子藥理機(jī)制與HIF－1α基因表達(dá)有關(guān)。

1 HIF－1α是實(shí)體腫瘤防治的重要靶點(diǎn)

1.1 HIF－1α的結(jié)構(gòu)

HIF－1是在誘導(dǎo)促紅細(xì)胞生成素基因表達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，是一種具細(xì)胞內(nèi)氧濃度依賴性的轉(zhuǎn)錄激活因子，參與多種基因表達(dá)調(diào)控，是由HIF－1α和HIF－1β兩個(gè)亞單位構(gòu)成的異源二聚體。HIF－1α是HIF－1特有的氧調(diào)節(jié)亞單位，低氧主要通過調(diào)節(jié)HIF－1α蛋白水平來影響HIF－1的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用。

1.2 HIF－1α調(diào)控與腫瘤相關(guān)的靶基因

HIF－1能與缺氧反應(yīng)元 (hypoxia response element，HRE)結(jié)合，促進(jìn)多種基因表達(dá)上調(diào)，靶基因共有60余種，包括促進(jìn)氧轉(zhuǎn)運(yùn)、血管生成、代謝適應(yīng)與細(xì)胞增殖/生存4個(gè)方面的基因［1］，后3個(gè)方面基因與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān):HIF－1促進(jìn)血管內(nèi)皮生長因子 (vascular endothelia growth factor VEGF)及胰島素樣生長因子基因表達(dá)，從而促進(jìn)血管化;HIF－1調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白表達(dá) (如p21、p53)，在促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖及阻滯細(xì)胞凋亡中發(fā)揮作用;HIF－1調(diào)節(jié)糖酵解酶活性，使之適應(yīng)缺氧環(huán)境。

HIF－1除了在腫瘤細(xì)胞耐受缺氧方面起重要作用外，還能調(diào)節(jié)腫瘤的凋亡［2］。肝癌細(xì)胞凋亡調(diào)控的基因分為兩大類:一類是抑制肝癌細(xì)胞凋亡的基因，主要有bcl－2基因和生存素 (Survivin)，另一類是促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)基因，有 p53、Fas、FasL/TRAIL 等［3］。研究表明，通過抑制HIF－1表達(dá)，Survivin和bcl－2mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)減少，而bax蛋白表達(dá)增高［1］，故推測，腫瘤中HIF－1對(duì)Survivin、bcl－2和bax三者的表達(dá)起調(diào)控作用。

腫瘤組織缺氧除與腫瘤的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)之外，還導(dǎo)致腫瘤對(duì)化學(xué)藥物治療及其放射治療的抵抗，因此抑制HIF－1α是防治HCC的重要措施。

1.3 HIF－1α表達(dá)調(diào)控的上游靶點(diǎn)

調(diào)節(jié)基因表達(dá)的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑是當(dāng)前研究的重要方向，目前的研究已經(jīng)證實(shí)，調(diào)節(jié)HIF－1α表達(dá)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑有:PI3K－AKT－FRAP途徑［4］ERK/MAPK 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑［5］。各種生長因子及細(xì)胞因子和相應(yīng)的酪氨酸激酶受體結(jié)合，可激活磷脂酰肌醇3－激酶 (PI－3K)、絲氨酸－蘇氨酸蛋白激酶 (AKT)及FRAP信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，誘導(dǎo)HIF－1α蛋白的表達(dá)。PI－3K抑制劑wortmanin、LY294002及FRAP抑制劑rapamycin通過抑制PI3K－AKT－FRAP途徑阻斷HIF－1α蛋白表達(dá)。尋找通過調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑抑制HIF－1α表達(dá)的物質(zhì)對(duì)于防治肝癌無疑有著重要的意義。

2 植物黃酮抗腫瘤作用的研究

2.1 植物黃酮的結(jié)構(gòu)

天然藥物化學(xué)研究表明:黃酮類化合物廣泛存在于植物中，所謂黃酮是泛指含兩個(gè)具酚羥基的苯環(huán) (A環(huán)、B環(huán))，并由中央三碳原子連續(xù)而成的一系列化合物 (見圖1)，其根據(jù)取代基團(tuán)的不同，呈不同的結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)而表現(xiàn)不同的生物活性。有較多研究表明:黃酮類化合物具有抗腫瘤活性。

圖1 黃銅的化學(xué)結(jié)構(gòu)

2.2 植物黃酮抗腫瘤的研究現(xiàn)狀

2.2.1 調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白的表達(dá) Flavopiridol是一種從印度土生植物中提取所得化合物的半合成產(chǎn)物，早期研究顯示其是一種周期蛋白依賴性蛋白激酶 (CDK)抑制劑，其具有抗增殖能力及對(duì)CDK－周期酶的抑制活性。近期研究還表明，F(xiàn)lavopirido能增強(qiáng) caspaes介導(dǎo)的蛋白調(diào)控作用［6］，進(jìn)而導(dǎo)致NO合酶的下調(diào)，誘導(dǎo)慢性淋巴白血病人的非活體B細(xì)胞的凋亡。

芹菜素 (apigenin)是一種天然的黃酮類化合物，能誘導(dǎo)C50和308小鼠皮膚細(xì)胞、人白血病細(xì)胞HL－60周期停止于G2/M期［7］。

2.2.2 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡 季宇彬［8］等表明，槲皮素可通過在基因水平上下調(diào)變異的P53蛋白、bcl－2基因及bcl－2mRNA的表達(dá)等來誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞的凋亡。Lee LT等［9］也發(fā)現(xiàn)槲皮素和藤黃菌素作為酪氨酸蛋白激酶 (PTKs)可阻斷表皮生長因子受體 (EGFR)信號(hào)傳導(dǎo)途徑，抑制MiaPaCa－2腫瘤細(xì)胞的生長并誘導(dǎo)其凋亡。Sergeev等［10］研究發(fā)現(xiàn)，天然黃酮類化合物 polymethoxyflavones(PMFs)作用于乳腺癌細(xì)胞MCF－7時(shí)，可致細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度升高，引起鈣離子介導(dǎo)的凋亡。

2.2.3 抑制腫瘤血管的生成和轉(zhuǎn)移 基質(zhì)金屬蛋白酶 (matrix metalbprotinases，MMPs)是一組參與降解細(xì)胞外基質(zhì)的最重要蛋白酶，可被特定的抑制劑所抑制。其中MMP－2和MMP－9與腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)，因此抑制這兩種酶的活性便可抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移。通過對(duì)多種黃酮類化合物的研究，Ko等［11］發(fā)現(xiàn)Myricetin(5)對(duì)MMP－2具有很強(qiáng)的抑制能力。Vijayababu等［12］發(fā)現(xiàn)黃酮類化合物Quercetin對(duì)前列腺癌細(xì)胞中的MMP－2和MMP－9表達(dá)同樣有抑制作用，藥物處理后的癌細(xì)胞中MMP－9酶原水平明顯增高，而活性酶的量卻下降。惡性腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移離不開新生血管提供營養(yǎng)，Yang SH等［13］發(fā)現(xiàn)水習(xí)薊可抑制結(jié)腸癌細(xì)胞LoVo分泌血管內(nèi)皮生長因子，降低新生血管的形成，且呈劑量依賴性。

2.3 植物黃酮對(duì)HIF－1的作用

植物黃酮的抗癌機(jī)制據(jù)其攜帶的取代基團(tuán)的不同而呈多樣化，其除通過以上機(jī)制來抑制腫瘤的生長，亦可通過抑制HIF－1的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)其抗癌作用，如:在人前列腺細(xì)胞DU145中，5，7－二羥基黃酮，這種黃酮化合物可降低HIF－1α的穩(wěn)定，抑制胰島素誘導(dǎo)HIF－1α的表達(dá)，還可干擾其與熱休克蛋白90間的相互作用、通過AKT標(biāo)記抑制 HIF－1α的表達(dá)，達(dá)到抗腫瘤的作用［14］;芹菜素對(duì)多種腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出預(yù)防和抑制作用，可以顯著降低前列腺癌細(xì)胞PC3－M中HIF－1α的表達(dá)［14］。研究顯示:黃酮類物質(zhì)可影響HIF－1α 的表達(dá)［15］，其作用可能是誘導(dǎo) HIF－1α轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)，但通過影響MAKP途徑降低HIF－1α的聚集，即影響HIF－1α翻譯后的調(diào)節(jié)，這無疑給黃酮類化合物防治腫瘤的機(jī)制研究提供了新的思路——黃酮類化合物作用于腫瘤靶向治療基因HIF－1的研究。

3.問題與展望

眾多研究皆表明，黃酮化合物可通過多途徑發(fā)揮其抗腫瘤作用，然而這些大都還僅限于離體研究，為研究植物中活性物質(zhì)的作用效果，得到客觀結(jié)果，還需進(jìn)行體內(nèi)研究 (即動(dòng)物模型研究)，也可采用血清藥理學(xué)手段進(jìn)行研究，努力從植物中尋找抗腫瘤先導(dǎo)化合物。

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