李 松綜述，杭春華審校

0 引 言

自1970年以來，腫瘤在我國的發(fā)病率和病死率逐年升高，其中惡性腫瘤是導(dǎo)致我國城鄉(xiāng)居民死亡的第一大病因［1］。目前，開發(fā)和篩查低毒高效的抗癌藥物是國內(nèi)外研究的焦點(diǎn)，丙酮酸乙酯(ethyl pyruvate，EP)具有明顯的抗腫瘤活性，在誘導(dǎo)凋亡、細(xì)胞周期阻滯、抗腫瘤血管生成等多個環(huán)節(jié)發(fā)揮抗癌作用?，F(xiàn)將其抗腫瘤作用及其可能的機(jī)制作一綜述。

1 EP的結(jié)構(gòu)和來源

EP是糖酵解中間產(chǎn)物丙酮酸的酯化形式，其結(jié)構(gòu)式為CH3COCOOCH2CH3。起初，EP因具有強(qiáng)大的抗氧化作用而備受關(guān)注［2］，但由于它的不穩(wěn)定性使其在臨床上的應(yīng)用受到極大限制。Sims等［3］在研究EP在大鼠腸缺血灌注模型中作用時發(fā)現(xiàn)，人工合成的EP作為丙酮酸的酯類衍生物不僅具備丙酮酸的藥理作用而且彌補(bǔ)了其不穩(wěn)定性的缺點(diǎn)。自此有關(guān)EP的研究逐漸引起了學(xué)者們關(guān)注?，F(xiàn)有研究表明EP的抗炎作用明確，并證實(shí)其機(jī)制與抑制核轉(zhuǎn)錄因子 κB(nuclear factor，NF-κB)及 JAK/STAT信號通路有關(guān)［4-5］。值得注意的是，EP是高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1 protein，HMGB1)釋放的藥理學(xué)拮抗劑［6］，HMGB1是一種重要的晚期炎癥介質(zhì)，在多種惡性腫瘤組織中高表達(dá)并與腫瘤的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及預(yù)后相關(guān)，多數(shù)針對EP的研究正是基于其抑制HMGB1的作用而開展的。美國食品藥物管理局已將EP列為對人體安全的物質(zhì)，長期以來EP作為工業(yè)原料和食品添加劑而廣泛應(yīng)用，Bennett-Guerrero等［7］在一項(xiàng)前瞻性的隨機(jī)臨床試驗(yàn)中，將EP用于接受心肺旁路手術(shù)和心臟手術(shù)的高風(fēng)險患者，證實(shí)了EP的安全性。

2 直接抗腫瘤作用

2.1 抑制細(xì)胞增殖 腫瘤細(xì)胞最大的生物學(xué)特性是細(xì)胞生長增值不受控制，細(xì)胞增殖調(diào)控的異常與腫瘤發(fā)生關(guān)系密切。EP能抑制胰腺癌、肝癌、胃癌、膽囊癌、肺癌和黑色素瘤細(xì)胞的增殖。

Liang等［8］研究發(fā)現(xiàn)，肝癌移植模型制作前后腹腔注射EP能明顯抑制小鼠肝癌細(xì)胞生長，并呈濃度依賴性，其中模型制作前30 min腹腔注射80 mg/kg的EP能使腫瘤結(jié)節(jié)減少70%。在胃癌移植小鼠模型中還發(fā)現(xiàn)，腹腔注射EP能減小原位移植胃癌組織的重量、大小，并且強(qiáng)調(diào)胃癌肝結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)量亦明顯減少［9］。由此可見，EP對胃癌有明確的抑制作用。Wang等［10］研究表明，去甲基化的胞嘧啶-鳥嘌呤寡核苷酸能通過誘導(dǎo)HMGB1分泌以刺激肺癌細(xì)胞株的增殖，而EP干預(yù)后上述作用明顯減弱，提示EP具有潛在的抗肺癌作用。以上研究為EP治療多種腫瘤提供了很好的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

2.2 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡 細(xì)胞凋亡與增殖的動態(tài)平衡是多種細(xì)胞生物體的一種重要的自穩(wěn)機(jī)制，惡性腫瘤的發(fā)生與其喪失自發(fā)凋亡能力及異常死亡密切相關(guān)。誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡是篩選抗癌藥物的新標(biāo)準(zhǔn)。梁旭陽等［9］用AnnexinⅤ/PI流式細(xì)胞術(shù)檢測EP對人胰腺癌細(xì)胞株P(guān)ANC-1、ASPC-1細(xì)胞凋亡率的影響，結(jié)果顯示，隨著EP濃度增加，2種細(xì)胞株的凋亡百分率逐漸增高。一項(xiàng)基于葡萄糖剝奪(glucose deprivation，GD)導(dǎo)致肺癌細(xì)胞壞死的體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)［11］，2mmol/L的EP干預(yù)后 GD導(dǎo)致的肺癌細(xì)胞壞死數(shù)量減少而凋亡數(shù)量增多，提示EP將細(xì)胞的死亡形式由對腫瘤細(xì)胞生長起促進(jìn)作用的壞死轉(zhuǎn)換成抑制作用的凋亡，并提出該作用是通過抑制銅鋅離子超氧化物歧化酶釋放和活性氧的生成實(shí)現(xiàn)的，認(rèn)為這可能是EP抑制腫瘤生長的主要機(jī)制之一。

2.3 抗腫瘤侵襲和遷移 惡性腫瘤侵襲和遷移是導(dǎo)致患者死亡的主要原因，EP能通過消弱腫瘤的侵襲和遷移發(fā)揮抗癌作用。劃痕融合和Transwell侵襲實(shí)驗(yàn)是研究體外細(xì)胞遷移運(yùn)動和侵襲轉(zhuǎn)移的經(jīng)典方法。一項(xiàng)針對胃癌細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)表明，EP可抑制胃癌細(xì)胞遷移運(yùn)動及侵襲轉(zhuǎn)移能力，表現(xiàn)為劃痕融合差及穿過Transwell小室的細(xì)胞數(shù)明顯減少［12］。癌細(xì)胞降解細(xì)胞外基質(zhì)及破壞基底膜是形成癌轉(zhuǎn)移的重要步驟，已知基質(zhì)金屬蛋白酶家族(matrix metalloproteinases，MMPs)是參與此過程的主要因素之一［13］。Li等［11］研究發(fā)現(xiàn)，EP 可抑制膽囊癌細(xì)胞株侵襲和轉(zhuǎn)移，其作用機(jī)制與下調(diào)HMGB1及晚期糖基化終產(chǎn)物受體的表達(dá)，進(jìn)而抑制其下游因子MMP-9的蛋白表達(dá)水平有關(guān)。

2.4 細(xì)胞周期阻滯 細(xì)胞周期是復(fù)雜而精細(xì)的調(diào)節(jié)過程，細(xì)胞周期紊亂是腫瘤的重要發(fā)生機(jī)制［14］。EP能通過干預(yù)細(xì)胞生長周期的正常進(jìn)程而使腫瘤細(xì)胞生長停滯。Zhang等［15］在研究 EP對人胃癌細(xì)胞株作用中發(fā)現(xiàn)，EP使其細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期。經(jīng)證實(shí)P53信號通路參與了細(xì)胞周期阻滯的啟動，為進(jìn)一步探尋其具體機(jī)制，檢測P53蛋白的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)EP呈濃度依賴性增加P53蛋白的表達(dá)水平，提示其機(jī)制可能與激活P53信號通路有關(guān)。以上均說明EP可以通過阻滯細(xì)胞周期使腫瘤細(xì)胞停止生長，但具體的機(jī)制仍需進(jìn)一步探討。

3 間接抗腫瘤作用

3.1 抑制血管生成 眾所周知，血管生成是惡性腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的病理基礎(chǔ)，并且與預(yù)后密切相關(guān)。新生血管在保證腫瘤生長增殖的同時也為腫瘤發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移提供了通路［16-17］。阻斷惡性腫瘤新生血管生成，不僅能遏制原發(fā)腫瘤侵襲擴(kuò)散到脈管系統(tǒng)，且對已形成的腫瘤轉(zhuǎn)移灶也有抑制增殖作用。近年來，探尋抗新生血管形成的藥物已成為腫瘤臨床研究的熱點(diǎn)。EP的抗腫瘤作用與其抑制腫瘤血管生成有關(guān)。

Park等［18］在體外實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，EP能夠抑制由血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和小管形成，并發(fā)現(xiàn)其機(jī)制與下調(diào)絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶B磷酸化(phosphoserine/threonineproteinkinaseB，pAkt)、NF-κB 活 性 及 下 游MMP-2、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的表達(dá)水平有關(guān)。而在小鼠體內(nèi)基質(zhì)膠填塞實(shí)驗(yàn)中顯示，10 mmol/L的EP能明顯減少基質(zhì)膠填塞物內(nèi)血紅蛋白的含量，表明EP對體內(nèi)腫瘤血管形成具有明顯的抑制作用。以上研究表明，EP可以通過干擾Akt-NF-κB信號通路抑制腫瘤新生血管的形成。

3.2 對載瘤機(jī)體免疫功能的影響 免疫逃逸在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮了重要作用，近年來吲哚胺-2，3-雙加氧酶(indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO)的研究為腫瘤實(shí)現(xiàn)免疫逃逸提供了新的思路。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，在惡性腫瘤組織中高表達(dá)的IDO阻斷T細(xì)胞周期進(jìn)展及Th1細(xì)胞凋亡是腫瘤細(xì)胞免疫耐受的重要機(jī)制之一［19］。

Muller等［20］在體內(nèi)外研究EP對小鼠黑色素瘤細(xì)胞的抑制作用中發(fā)現(xiàn)，EP能有效的下調(diào)IDO的表達(dá)，并籍此實(shí)現(xiàn)對腫瘤生長的抑制。而相同的效果在無胸腺腫瘤小鼠中卻沒有體現(xiàn)，提示EP對腫瘤的抑制依賴于T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。Vasilyeva等［21］在小鼠肝癌移植模型中證實(shí)，作為IDO的抑制劑EP，無論腹腔注射還是局部肌肉注射都能加速腫瘤退化，并未發(fā)現(xiàn)明顯的不良反應(yīng)。

3.3 影響腫瘤細(xì)胞自噬 多種人類腫瘤細(xì)胞中存在自噬調(diào)控機(jī)制的失調(diào)，自噬對腫瘤具有雙重調(diào)節(jié)作用，這可能與腫瘤的部位、類型及所處階段有關(guān)。然而如何操縱自噬使之向有利于腫瘤治療的方向發(fā)展是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)［22-23］。Tang 等［24］在對腫瘤自噬與耐藥的研究中發(fā)現(xiàn)，HMGB1可通過誘導(dǎo)Beclin1依賴的自噬增強(qiáng)胰腺癌和結(jié)腸癌對多種抗腫瘤藥物的耐藥性，EP作為HMGB1的抑制劑能將HMGB1導(dǎo)致的腫瘤細(xì)胞自噬轉(zhuǎn)換為凋亡，從而逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥性。而Liang等［8］研究發(fā)現(xiàn)EP可以抑制小鼠結(jié)腸癌細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)自噬標(biāo)記蛋白LC3-Ⅱ的表達(dá)，提示EP可能通過誘導(dǎo)自噬發(fā)揮抗癌作用。

4 結(jié) 語

綜上所述，EP不僅是有效的抗炎藥物，而且在腫瘤發(fā)生發(fā)展的多個環(huán)節(jié)中發(fā)揮明確的抗癌作用，證明了EP是頗有前景的抗癌藥物。目前的研究多集中于消化系統(tǒng)腫瘤，今后應(yīng)擴(kuò)大EP對其他腫瘤的研究，深入挖掘其具體機(jī)制，為EP治療腫瘤提供新的思路和途徑。

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