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中藥有效成分影響宮頸癌Hela細(xì)胞凋亡機(jī)制的研究進(jìn)展

2015-03-20 11:18史海敏丁庫(kù)克張新
環(huán)球中醫(yī)藥 2015年1期
關(guān)鍵詞:提取物宮頸癌誘導(dǎo)

史海敏 丁庫(kù)克 張新

宮頸癌是最常見的婦科惡性腫瘤之一,其全球死亡率僅次于乳腺癌居女性腫瘤第二位[1]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)宮頸癌的發(fā)生是一個(gè)多步驟、多因素的發(fā)展過程,包括抑癌基因的缺失失活、原癌基因的表達(dá)、細(xì)胞周期蛋白調(diào)節(jié)的異常、端粒及端粒酶功能異常等多種因素[2]。傳統(tǒng)中醫(yī)認(rèn)為宮頸癌的成因由多產(chǎn)、房勞、情志不舒或飲食失衡導(dǎo)致濕熱瘀毒之邪內(nèi)襲胞宮,客于胞門,氣血瘀阻,濕毒內(nèi)積而成。

當(dāng)今宮頸癌的治療手段包括手術(shù)、放化療存在一定的弊端,如嚴(yán)重的副反應(yīng)等。隨著中醫(yī)中藥在治療惡性腫瘤的重要輔助作用逐漸被臨床工作者認(rèn)識(shí),越來(lái)越多的科研工作者也致力于傳統(tǒng)中藥有效成分促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞凋亡機(jī)制研究中。目前有研究證明Bcl-2基因、Caspase水解酶等可影響Hela細(xì)胞凋亡,本文從宮頸癌Hela細(xì)胞凋亡機(jī)制的研究入手,綜述中藥有效成分在促進(jìn)其凋亡中的作用。

1 細(xì)胞癌基因的表達(dá)

細(xì)胞癌基因存在于正常的細(xì)胞基因組中,與病毒癌基因有同源序列,具有促進(jìn)正常細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、分化和發(fā)育等生理功能。在正常細(xì)胞內(nèi)未激活的細(xì)胞癌基因叫原癌基因,當(dāng)其受到某些條件激活時(shí),結(jié)構(gòu)和表達(dá)發(fā)生異常,能使細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。

1.1 Bcl-2基因家族

B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2基因(B-cell lymphoma/lewkmia-2)簡(jiǎn)稱Bcl-2基因是基因調(diào)亡研究中最受重視的癌基因之一。Bcl-2基因通過抑制細(xì)胞凋亡造成腫瘤細(xì)胞的堆積來(lái)發(fā)揮致癌作用。Bcl-2的表達(dá)下調(diào)有利于降低腫瘤細(xì)胞對(duì)放化療的抗性來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Bax是Bcl-2基因家族的一員,與Bcl-2是一對(duì)相關(guān)調(diào)控基因,它們?cè)隗w內(nèi)形成二聚體而發(fā)揮作用。當(dāng)Bcl-2表達(dá)增高時(shí),與Bax形成二聚體,抑制細(xì)胞凋亡;當(dāng)Bax表達(dá)增高時(shí),與Bax之間形成同源二聚體,促進(jìn)凋亡[3]。

β-欖香烯是從中藥溫莪術(shù)根莖提取的抗癌有效成分,目前以因其獨(dú)特的藥理作用被研究及開發(fā)成新型抗癌藥[4]。李凱等[5]研究發(fā)現(xiàn)消癌平、欖香烯注射液25~400μg/mL作用72小時(shí)對(duì)Hela細(xì)胞體外增殖有顯著抑制作用,其各100ug/mL混合液時(shí)上述作用最明顯,且均呈劑量依賴性。消癌平和欖香烯在抑制腫瘤細(xì)胞增殖時(shí)均伴隨有Bcl-2蛋白水平表達(dá)的下調(diào)。此實(shí)驗(yàn)從側(cè)面說(shuō)明了欖香烯誘導(dǎo)Hela細(xì)胞凋亡的機(jī)制可能與其促使Bcl-2基因表達(dá)下調(diào)有關(guān)。狄曉鴻等[6]研究黃連素對(duì)Hela細(xì)胞株的作用,發(fā)現(xiàn)黃連素能在體外以時(shí)間和劑量依賴的方式對(duì)宮頸癌Hela細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒作用并誘導(dǎo)其凋亡,免疫組化表明其誘導(dǎo)凋亡作用可能與Bcl-2蛋白表達(dá)下調(diào)有關(guān)。王恩軍等[7]發(fā)現(xiàn)山茱萸的重要活性成分山茱萸多糖能通過上調(diào)Bax蛋白的表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)Hela細(xì)胞凋亡。

還有研究發(fā)現(xiàn)大黃素[8]、厚樸酚[9]、姜黃素[10]、阿魏蘑菇提取物[11]等都是通過調(diào)節(jié)前凋亡蛋白Bcl-2和抗凋亡蛋白Bax的水平來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

Bcl-2和Bax分別是Bcl-2家族中最有代表性的抑制凋亡和促進(jìn)凋亡基因,通過調(diào)控細(xì)胞凋亡來(lái)發(fā)揮作用,目前研究的上述中藥有效成分對(duì)Bcl-2家族的調(diào)控效果可見一斑,上調(diào)Bax下調(diào)Bcl-2可以成為中藥指導(dǎo)宮頸癌治療的作用靶點(diǎn)。

1.2 抑癌或致癌基因的表達(dá)

劉穎等[12]發(fā)現(xiàn)白花蛇蛇草誘導(dǎo)Hela細(xì)胞凋亡很重要的一個(gè)方面是通過細(xì)胞內(nèi)ROS水平調(diào)節(jié)抑癌基因p53的表達(dá)水平以及抑制端粒酶活性和hTERT基因來(lái)實(shí)現(xiàn)的。張海艷等[13]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)砒霜的活性成分三氧化二砷(As2O3)對(duì)宮頸癌Hela細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用與NDRG1基因相關(guān)。商瀟云等[14]研究發(fā)現(xiàn)甘草提取物是通過調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶[poly-(ADP-ribose)polymerase,PARP]剪切片段p24蛋白的表達(dá)來(lái)達(dá)到誘導(dǎo)Hela細(xì)胞凋亡。此外還包括納米雄黃混懸液對(duì)于宮頸癌細(xì)胞具有誘導(dǎo)凋亡、抑制增殖的作用可能與其抑制HPV16 E6和E7致癌基因的表達(dá)有關(guān)[15];丹參的活性成分隱丹參酮過抑制HPV E6的蛋白的表達(dá),使p53和p21的蛋白水平表達(dá)逐漸升高,p53功能恢復(fù)并啟動(dòng)凋亡,從而誘導(dǎo)Hela細(xì)胞的凋亡[16];蔓荊子有效成分紫花牡荊素抑制HeLa細(xì)胞的增殖作用可能與其降低Cyclin B1蛋白表達(dá)、活化P21蛋白有關(guān)[17]。

抑癌或致癌基因作為熱門的腫瘤靶向治療點(diǎn),受到研究人員的重視,可作為判定宮頸癌預(yù)后的指標(biāo)之一。

2 功能基因的表達(dá)

功能基因是指表達(dá)一定功能的全部基因所組成的DNA序列,包括編碼基因和調(diào)控基因。簡(jiǎn)單的講,功能基因是翻譯的蛋白質(zhì)行駛一定功能的基因。

2.1 Caspase家族

Caspase全稱為含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase),它是一組存在于細(xì)胞質(zhì)中具有類似結(jié)構(gòu)的蛋白酶,在真核細(xì)胞凋亡調(diào)控中起重要作用。Caspase激活可啟動(dòng)細(xì)胞凋亡過程[18]。Caspase-1通過自我裂解活化,啟動(dòng)下一步Caspase信號(hào),caspase-8、9通過接受死亡信號(hào)被激活,與胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路偶聯(lián),激活下游的caspase,最后caspase-3作為細(xì)胞凋亡蛋白酶級(jí)連反應(yīng)的必經(jīng)之路被啟動(dòng),作用于細(xì)胞內(nèi)底物,引起細(xì)胞凋亡[19-20]。通俗的講Caspase高度選擇性地切割某些蛋白質(zhì),從而造成細(xì)胞凋亡。

王倩等[21]研究通過流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)不同濃度的姜黃素誘導(dǎo)Hela細(xì)胞凋亡結(jié)果,隨著劑量的增加細(xì)胞凋亡數(shù)目顯著增加,呈現(xiàn)劑量依賴性。免疫細(xì)胞化學(xué)法檢測(cè)凋亡蛋白酶caspase-8和caspase-3表達(dá)水平升高。這說(shuō)明在姜黃素誘導(dǎo)Hela細(xì)胞凋亡過程中caspase起了重要作用。何金峰等[22]研究發(fā)現(xiàn)栝樓根的有效活性成分天花粉蛋白有促Hela細(xì)胞凋亡作用,以100mg/L天花粉蛋白分別作用He-La細(xì)胞24、36和48h后,結(jié)果表明,caspase家族的激活是具有時(shí)間順序性,而且caspase-8、9均可能參與了caspase-3的活化過程。天花粉蛋白誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡而抑制Hela細(xì)胞增殖[23]。另有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)紫草素[24]、青藤堿[25]等誘導(dǎo)宮頸癌 Hela細(xì)胞凋亡的途徑也是通過caspase家族的激活來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

同時(shí)研究人員發(fā)現(xiàn)很多中藥有效成分誘導(dǎo)Hela細(xì)胞凋亡是通過同時(shí)調(diào)節(jié)Bcl-2基因家族的表達(dá)和Caspase家族酶的激活來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的,例如南赤瓟醇提取物[26]、蠐螬石油醚提取物[27]、蜈蚣提取物[28]、薤白總皂苷[29]等都是通過下調(diào) Bcl-2、上調(diào)Bax,激活caspase-8、9、3兩條死亡通路來(lái)促使宮頸癌Hela細(xì)胞凋亡。

2.2 Fas/Fasl基因系統(tǒng)

Fas(又稱CD95)屬于腫瘤壞死因子(TNF)和神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)受體超家族成員,它在T細(xì)胞、B細(xì)胞等表面均有表達(dá)。Fas與其天然配體FasL結(jié)合可引起表達(dá)Fas的細(xì)胞凋亡。在多種腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)Fas表達(dá)下調(diào)和FasL表達(dá)上調(diào)的現(xiàn)象,這與清除腫瘤浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞和抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)有關(guān)[30-31]。簡(jiǎn)單的說(shuō)Fasl是死亡因子,F(xiàn)as則是它的受體。當(dāng)一個(gè)細(xì)胞的Fasl與另一個(gè)細(xì)胞的Fas結(jié)合時(shí),可以導(dǎo)致表達(dá)Fas的細(xì)胞凋亡。已有研究發(fā)現(xiàn)宮頸癌能通過Fasl高表達(dá)及Fas低表達(dá)逃避機(jī)體免疫監(jiān)視,促使腫瘤發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移。Fasl可作為宮頸癌患者病程進(jìn)展和預(yù)后的預(yù)測(cè)指標(biāo)之一[32]。

韓蘇夏等[33]研究發(fā)現(xiàn),薏苡仁酯10ul/ml作用于Hela細(xì)胞24小時(shí)后,F(xiàn)as轉(zhuǎn)錄水平較用藥前增強(qiáng),而Fasl轉(zhuǎn)錄水平降低,這提示薏苡仁酯誘導(dǎo)宮頸癌Hela細(xì)胞凋亡與Fas/Fasl的表達(dá)有關(guān),表現(xiàn)為Fas表達(dá)上調(diào)、Fasl表達(dá)下調(diào)。另有發(fā)現(xiàn)厚樸醇[9]也可誘導(dǎo)Fas/Fasl在細(xì)胞膜上表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

Fas/Fasl基因系統(tǒng)的病理生理改變?yōu)閻盒阅[瘤的治療提供了可喜的前景,中藥對(duì)該系統(tǒng)的影響研究尚淺,可以以此為方向加深研究,通過化療藥物或者中藥上調(diào)腫瘤細(xì)胞的Fas的表達(dá),配體Fasl與其結(jié)合促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡。

3 其他

放療敏感基因的表達(dá)。潘曉婧等[34]在研究葡萄籽原花青素時(shí)發(fā)現(xiàn)其具有良好的放療增敏特性,其增敏靶點(diǎn)在通過抑制Mre-11基因的表達(dá)而抑制DNA的損傷修復(fù)。紀(jì)蓉等[35]通過60Coγ射線照射、MTT法和克隆形成率實(shí)驗(yàn)證明青蒿素的衍生物青蒿琥酯對(duì)Hela細(xì)胞的放射增敏作用。此外三氧化二砷[36]、苦參[37]、銀杏葉多糖[38]、原花青素[39]等也有報(bào)道其對(duì)Hela細(xì)胞的放療增敏性,機(jī)制有待進(jìn)一步探究明確。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的放療敏感基因IER5基因[40]是否具有中藥增敏性也有待發(fā)掘。中藥放療增敏的特性日益受到研究人員關(guān)注,臨床的合理應(yīng)用將會(huì)提高宮頸癌放療療效。

另外,除了上述誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用機(jī)制外,還有一些其他作用機(jī)制,如九節(jié)龍?jiān)碥眨?1]是通過增加細(xì)胞內(nèi)Ca+并維持在較高水平來(lái)誘導(dǎo)Hela細(xì)胞凋亡,玉竹提取物 B[42]、土貝母苷甲[43]、鴉膽子油乳[44]均有報(bào)道其誘導(dǎo)Hela細(xì)胞凋亡作用,但作用機(jī)制尚不明確,有待進(jìn)一步探究。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

傳統(tǒng)的手術(shù)、化療、放療治療宮頸癌的方式存在治療后并發(fā)癥多、副作用大等問題。隨著現(xiàn)代藥理研究的推進(jìn)和中藥提取技術(shù)的更新以及中藥有效成分對(duì)抗腫瘤作用機(jī)制研究的進(jìn)一步加深,中藥因其毒副作用小的特點(diǎn)在宮頸癌藥物治療方面展現(xiàn)出較大優(yōu)勢(shì),這為臨床宮頸癌的抗癌藥物研制和應(yīng)用開拓了新方向。未來(lái)必將會(huì)看到以西醫(yī)治療為基礎(chǔ)結(jié)合中藥內(nèi)服外敷這種綜合治療方式成為扼殺宮頸癌這一婦科殺手的利器。

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