趙小飛，毛婷婷

(1.武警浙江省總隊杭州醫(yī)院，杭州 310051;2.武警浙江省總隊機關門診部，杭州 310020)

小檗堿抗乳腺癌機制研究進展

趙小飛1，毛婷婷2

(1.武警浙江省總隊杭州醫(yī)院，杭州 310051;2.武警浙江省總隊機關門診部，杭州 310020)

小檗堿是廣泛存在于黃連、黃柏等天然產(chǎn)物中的異喹啉類生物堿。研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿具有抑制乳腺癌發(fā)生、促進乳腺癌細胞凋亡、抑制乳腺癌細胞增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲和血管生成的作用，故就其抗乳腺癌的作用機制研究進展作一綜述。

小檗堿;乳腺癌;機制;研究進展

小檗堿(berberine，Ber)又名黃連素，是存在于6科(小檗科、罌粟科、毛莨科、蕓香科、防己科、鼠李科)植物中異喹啉類生物堿，臨床長期用于解熱、解毒、抗腸道細菌感染［1］。隨著老藥新用概念的提出，除了抗心律失常、降血壓、抗氧化、降糖調(diào)脂等作用外，小檗堿對多種腫瘤均有不同程度的抑制作用，但其抗腫瘤機制尚不明確［2-3］。乳腺癌是女性較為常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率呈逐年上升趨勢。目前鮮有關于小檗堿在乳腺癌治療領域的綜述報道，本文就小檗堿治療乳腺癌的相關機制進行綜述，為進一步的開發(fā)利用提供參考。

1 抗氧化

正常情況下，機體的氧化與抗氧化處于動態(tài)平衡，但當受到某些外源化合物、物理因素或機體自身的抗氧化系統(tǒng)受損時，均可使機體的自由基水平明顯增高，過量產(chǎn)生的自由基特別是活性氧自由基(reactive oxygen species，ROs)，可以使基因組DNA受到損傷而導致突變，進而激活原癌基因，抑制抑癌基因的表達，同時ROs通過改變轉(zhuǎn)錄因子以及蛋白激酶途徑干擾正常細胞的信號傳導，影響細胞的生長、分化和死亡，最終導致癌癥的發(fā)生。大量研究表明，無論是內(nèi)源性的或外源性的ROS，在癌癥發(fā)生的啟動、促進及發(fā)展階段都發(fā)揮著重要作用［4］。許多小檗屬植物，如B.cretica［5］、B.microphylla［6］、B.koreana［7］等均顯示出較強的抗氧化作用。Abd EI-Wahab［8］等報道，小檗堿對多種癌細胞，包括人乳腺癌MCF-7細胞的抗氧化活性。黃嘌呤氧化酶和環(huán)氧合酶2(cyclooxygenase-2，COX2)是參與活性氧自由基生成的2種重要酶，小檗堿對其顯示抑制活性。而COX2在正常組織中并不表達，是由刺激因子誘導表達的病理產(chǎn)物，在炎癥和腫瘤細胞的產(chǎn)生中起重要作用。小檗堿可選擇性地抑制COX2的活性而對COX1的活性無影響，不會影響COX1的正常生理功能［9］。但也有研究表明，小檗堿可誘導氧自由基介導的細胞凋亡［10］。這也許是與細胞狀態(tài)及濃度相關。

2 細胞周期調(diào)控及凋亡誘導

細胞周期是細胞生命活動的基本過程，腫瘤的發(fā)生與細胞周期的失調(diào)密切相關。細胞凋亡是由許多基因產(chǎn)物及細胞因子參與的一種有序的細胞自我消亡形式，啟動和進行受到精確調(diào)控，具有獨特而復雜的信號系統(tǒng)。

研究表明，與細胞凋亡相關的一系列信號通路可受到小檗堿的調(diào)控。在活性氧介導的細胞凋亡中，小檗堿可通過影響JNK/P38 MAPK信號通路、蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)、ERK、糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β)促進細胞凋亡;活性氧還可使線粒體膜電位降低，引發(fā)線粒體裂解［11］。半胱氨酰天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，caspase)酶家族是與細胞凋亡相關的重要酶系，引發(fā)的級聯(lián)反應是細胞凋亡過程的中心環(huán)節(jié)。小檗堿直接可激活凋亡啟動因子 capspase-8、caspase-9、凋亡執(zhí)行因子caspase-3［12-13］。此外，Caspse也受到FasL、腫瘤壞死因子等其他凋亡因子的調(diào)控。Hsu等報道，小檗堿可通過激活腫瘤細胞的Fas/FasL通路或降低凋亡抑制蛋白 c-IAP1、XIAP的表達并誘導其凋亡［11］。在HER2-過表達型乳腺癌細胞中，小檗堿可以通過干擾細胞周期蛋白D1和細胞周期蛋白E的表達而實現(xiàn)對乳腺癌細胞G1期阻滯，其下游也是通過線粒體/半胱氨酰天冬氨酸蛋白水解酶發(fā)揮作用［14］。

p53基因是重要的細胞周期與細胞凋亡的調(diào)控基因之一，參與維持細胞周期的正常運行。p53誘導的細胞凋亡是抑制腫瘤發(fā)生的主要原因。小檗堿可引起p53基因表達升高，從而激活一系列下游靶基因的轉(zhuǎn)錄，誘導細胞周期G1期阻斷和細胞凋亡的發(fā)生［13-15］。p53基因表達增加還可通過調(diào)控腫瘤抑制蛋白Cip1/p21(cyclin-dependent kinase inhibitor 1A)、凋亡蛋白酶激活因子(Apoptotic preoteaseactivating factor 1，Apaf-1)、Bax、FasL等凋亡因子促進細胞凋亡［16］。通過蛋白質(zhì)印跡，可檢測到小檗堿誘導的癌細胞中抑癌基因p53和kip1/p27的表達上調(diào)［17］。對野生型p53基因表達受到抑制的乳腺癌細胞株MCF-7，小檗堿可以恢復p53基因的表達［18］;對于p53基因突變型的腫瘤細胞，小檗堿可誘導非p53依賴通路的G2期阻滯［19］。因此，無論是對于非p53突變型抑或p53突變型癌細胞，小檗堿均可產(chǎn)生抑制作用。

對凋亡基因Bax及抗凋亡基因Bcl-2的影響也是其發(fā)揮凋亡誘導作用的一個途徑。據(jù)報道，小檗堿可促進凋亡基因Bax，同時抑制抗凋亡基因Bcl-2、Bid、Bcl-xl的表達，凋亡誘導作用呈劑量依賴性［20］。根據(jù)Kim［21］，在2種乳腺癌細胞株MCF-7、MDA-MB-231中，小檗堿均顯示出生長抑制作用，20μM含量即可誘導31%的MCF-7細胞株生長阻滯。它通過線粒體途徑，使釋放細胞色素c、激活凋亡啟動因子caspase-9、抑制Bcl-2表達等促進細胞凋亡［17-22］。

3 與核酸相互作用

臨床上許多藥物都是通過與核酸的相互作用而發(fā)揮抗癌活性的。研究表明，在一定的pH下，小檗堿和DNA可形成復合物，其中以腺嘌呤核糖核苷酸結(jié)合能力最強［23-24］。此外，小檗堿還可與mRNA結(jié)合，干擾核酸翻譯轉(zhuǎn)錄過程，或是嵌入tRNA使其苯丙氨化［24-25］。Liu等報道了小檗堿誘導的細胞凋亡，其機制主要是通過促使染色體DNA片段化和促進p53基因的表達［26］。

微小核糖核酸(microRNAs，miRNAs)是一類內(nèi)源性非蛋白質(zhì)編碼小RNAs，通過與靶標基因3’UTR的完全或不完全配對，降解靶標基因mRNA或抑制其翻譯，從而參與調(diào)控個體發(fā)育、細胞凋亡、增殖及分化等生命活動，miRNA可以擔任抑癌基因或癌基因，與腫瘤的形成有著密切聯(lián)系［27］。miR-21是最受關注的一類miRNA，在多種組織細胞中上調(diào)表達，其高表達與敏感性降低密切相關，miRNA的表達異常是耐藥乳腺癌細胞的一個非常重要的特征［28-29］。小檗堿可抑制卵巢癌中miR-21的表達，進而發(fā)揮生長抑制和促進細胞凋亡作用。同源重組修復蛋白(RAD51)可以影響腫瘤細胞的射線敏感性，Wang［30］等報道了小檗堿對乳腺癌細胞MCF-7和MDA-MB-468的放射敏化作用，也進一步通過蛋白印跡實驗證實同源重組修復蛋白(RAD51)的表達上調(diào)。

4 抑制腫瘤血管生成和腫瘤侵入

腫瘤誘導的血管生長是腫瘤過度生長的前提。廣泛研究證實，在乳腺癌等多種實體腫瘤中均存在表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor， EGFR)和血管內(nèi)皮生長因子受體 (vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)的過表達，其與血管生成密切相關［31］。有報道表明，小檗堿可直接下調(diào)EGFR基因和VEGFR基因表達，減少新生血管生成，抑制細胞生長;還可通過激活泛素連接酶，促進由蛋白酶體介導的EGFR降解［32-34］。

腫瘤侵入是一個復雜的過程，包括細胞黏附、遷移和由腫瘤細胞分泌的不同酶對屏障組織的降解。Hou等報道了小檗堿可抑制 CD147的表達［12］，CD147是存在于細胞膜上的跨膜糖蛋白，能夠調(diào)節(jié)癌細胞生長、侵襲和轉(zhuǎn)移，并且參與癌血管生長和耐藥性形成。小檗堿還參與細胞黏附調(diào)節(jié)，緊密連接蛋白ZO-1，是維持上皮極性、參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運和腫瘤轉(zhuǎn)移等過程的重要蛋白分子。研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿可抑制其活性，從而減少腫瘤細胞轉(zhuǎn)移和浸潤［26-35］。

基質(zhì)金屬蛋白酶系(MMPs)是降解細胞外基質(zhì)的一類酶，MMP-9在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移過程中起重要作用，他們可能通過降解膠原、層黏素、蛋白聚糖等細胞外基質(zhì)大分子而破壞腫瘤侵襲的屏障，MMP也已成為腫瘤治療的一個靶點［36］。小檗堿可直接下調(diào)乳腺癌細胞株中MMP-2和MMP-9的表達［37］。Her-2/neu是癌癥轉(zhuǎn)移的一個關鍵蛋白，也可誘導MMPs分泌。小檗堿對Her-2/neu過表達的SK-BR-3乳腺癌細胞具有生長抑制活性［38］。此外。還可抑制PI3K/Akt(phosphoinositide-3-kinase、磷酯酰肌醇3激酶)信號傳導途徑進而抑制乳腺癌細胞的增殖和侵襲。研究表明，小檗堿對乳腺癌細胞MDAMB-231黏附于基質(zhì)的功能具有抑制作用，同時能濃度依賴性地抑制腫瘤細胞釋放MMP-9，從而達到對腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的抑制作用［39-40］。

5 結(jié)語

作為一種臨床上已廣泛使用的天然藥物，小檗堿的抗腫瘤作用被一些研究者看好。但目前有關抗腫瘤，特別是與乳腺癌治療相關的具體作用機制尚未完全闡明，且研究大多限于體外研究，體內(nèi)研究尚未見報道，抗腫瘤活性也相對較弱。但隨著老藥新用和多靶點藥物設計策略的提出，小檗堿有望為治療腫瘤這種復雜性疾病提供新的思路和途徑，應用前景十分廣闊。

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R737.9

A

1006-3250(2015)01-0114-03

2014-11-15

趙小飛，男，主管藥師，醫(yī)學本科，從事藥劑的臨床與研究。