韋露秋,方 剛
(廣西中醫(yī)藥大學(xué),廣西 南寧 530200)
莪術(shù)(Curcuma kwangsiensisS.G.Lee et C.F.Liang)為姜科多年生宿根草本植物,以干燥根莖入藥[1],為廣西道地藥材,在廣西壯族民間廣泛使用,依據(jù)壯醫(yī)學(xué)理論,莪術(shù)具有通調(diào)龍路、火路,行氣破血的功能[2]。現(xiàn)代研究表明,莪術(shù)具有抗癌、抗凝血、抗炎等作用,其中莪術(shù)揮發(fā)油中的姜黃素、莪術(shù)醇、β-欖香烯、莪術(shù)二酮等是莪術(shù)抗腫瘤的主要有效成分[3],其大多是通過選擇性調(diào)控某些基因的表達(dá)來抑制腫瘤細(xì)胞增殖或誘導(dǎo)其凋亡,從而達(dá)到抗腫瘤的目的[4]。本文就從其有效成分抑制增殖細(xì)胞核抗原(Ki-67、PCNA)、抑制mTOR信號通路的激活以及調(diào)控各種miRNA等抗腫瘤的機(jī)制作一簡要綜述。
1.1 抑制增殖細(xì)胞核抗原Ki-67的表達(dá) 抗原Ki-67是一種在增殖的哺乳動物細(xì)胞中表達(dá)的核蛋白,由于其高轉(zhuǎn)錄率常被廣泛用作腫瘤分級的細(xì)胞增殖標(biāo)記物[5],目前也被用作治療各種癌癥的靶點(diǎn)。Pichu等[6]實驗數(shù)據(jù)顯示,姜黃素和Ki-67-7對細(xì)胞活力有相似程度的抑制作用,在Ki-67-7細(xì)胞中加入姜黃素對Ki-67表達(dá)的影響最小,幾乎完全抑制細(xì)胞增殖,提示姜黃素可發(fā)揮協(xié)同作用,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。辛德梅等[7]通過觀察莪術(shù)油對CIN組織中Ki-67、P16、P53蛋白表達(dá)的影響,發(fā)現(xiàn)CINⅡ、Ⅲ組患者經(jīng)莪術(shù)油治療后Ki-67蛋白陽性表達(dá)率均低于治療前,差異有統(tǒng)計學(xué)意義,表明莪術(shù)油能夠抑制腫瘤細(xì)胞的活性,可能通過降低Ki-67蛋白的表達(dá)來實現(xiàn)阻止腫瘤進(jìn)展的目的。梁莉萍等[8]研究發(fā)現(xiàn),莪術(shù)油組乳腺癌大鼠的癌前病變及浸潤癌顯著低于其它藥物組,提示莪術(shù)油可顯著抑制Ki-67的表達(dá),與其抑癌作用機(jī)制密切相關(guān)。
1.2 抑制增殖細(xì)胞核抗原PCNA的表達(dá) 增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)是一種重要的真核復(fù)制輔助因子,在DNA復(fù)制、修復(fù)和重組等過程中起重要作用[9]。近年來,PCNA被看作可能是一個非致癌的抗癌靶點(diǎn),抑制它可能控制腫瘤細(xì)胞的異常增殖[10]。Yallapu等[11]研究發(fā)現(xiàn),以姜黃素衍生出的新型姜黃素磁性納米粒在治療胰腺癌中,可降低腫瘤組織中MUC 1的水平,從而抑制增殖細(xì)胞核抗原PCNA的表達(dá),抑制腫瘤的生長。劉皓葳等[12]報道,莪術(shù)醇可下調(diào)PCNA蛋白的表達(dá),且聯(lián)合5-Fu用藥后,下調(diào)作用更顯著,因此莪術(shù)醇可能是通過影響PCNA蛋白的表達(dá),使大腸癌LoVo細(xì)胞的增殖被抑制,從而導(dǎo)致凋亡的發(fā)生。王冬等[13]觀察莪術(shù)醇聯(lián)合氟尿嘧啶對裸鼠胃癌移植腫瘤的影響,發(fā)現(xiàn)莪術(shù)醇作用后PCNA的表達(dá)明顯受到抑制,表明莪術(shù)醇可能通過調(diào)控上述基因而抑制胃癌生長。
哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)屬于磷酸肌醇3-激酶相關(guān)激酶(Pikk)家族,在大多數(shù)哺乳動物細(xì)胞中表達(dá),主要調(diào)控細(xì)胞生長、增殖、凋亡和自噬[14]。研究表明,mTOR信號的激活與原癌細(xì)胞過程有關(guān),抑制mTOR是一種有效治療腫瘤的策略,它能減緩腫瘤的生長,同時限制癌癥的擴(kuò)散,使mTOR成為新的聯(lián)合治療的靶點(diǎn)[15]。Zhu等[16]采用qRTPCR和westernblot方法檢測了經(jīng)姜黃素處理后的TU 212和AMC-HN-8細(xì)胞中p-mTOR的表達(dá),結(jié)果表明姜黃素可明顯加大對mTOR通路的抑制作用,延緩鱗狀細(xì)胞癌的進(jìn)展。Tong等[17]研究β-欖香烯聯(lián)合放射治療對肺腺癌A549細(xì)胞中mTOR基因、HIF-1α基因、Survivin基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用,發(fā)現(xiàn)低氧組mTOR、mRNA表達(dá)明顯低于其他各組,即β-欖香烯聯(lián)合照射可明顯下調(diào)mTOR、HIF-1α和Survivin mRNA的表達(dá),抑制細(xì)胞增殖。Liu等[18]發(fā)現(xiàn)β-欖香烯可抑制PI3k、Akt、mTOR、p70S6K1活性,保護(hù)自噬,防止胃癌細(xì)胞發(fā)生凋亡。Johnson等[19]通過用姜黃素處理大腸癌細(xì)胞,分析細(xì)胞增殖、蛋白和mRNA水平的變化等,發(fā)現(xiàn)姜黃素可降低mTOR、Raptor、Rictor蛋白和mRNA的總表達(dá),抑制mTOR信號發(fā)揮其抗腫瘤增殖作用,推測其可能是一種新型的mTOR抑制劑。
微小RNA(miRNA)是一種內(nèi)源性小的非編碼RNA,在腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲中起著關(guān)鍵作用[20],通常在許多癌癥和其他疾病中表現(xiàn)出不同的表達(dá)。多種證據(jù)表明莪術(shù)中的姜黃素通過調(diào)節(jié)各種miRNA的表達(dá)發(fā)揮其治療作用,從而調(diào)節(jié)與腫瘤發(fā)病有關(guān)的細(xì)胞和分子通路。Chen等[21]研究發(fā)現(xiàn)姜黃素可在不同類型的癌癥中調(diào)節(jié)miR-21,miR-21對PI3K/PTEN/AKT、NF-kappaB、程序性細(xì)胞死亡蛋白4(PDCD4)等信號通路有影響,而姜黃素通過增加miR-21外顯子以及通過與miR-21基因啟動子區(qū)結(jié)合的轉(zhuǎn)錄機(jī)制來降低miR-21的表達(dá),達(dá)到抗腫瘤效果。Wang等[22]檢測了miR-7641在T24和SV-Huc-1細(xì)胞株中的潛在致瘤性,首次發(fā)現(xiàn)姜黃素直接下調(diào)促進(jìn)腫瘤的miR-7641,導(dǎo)致膀胱癌細(xì)胞浸潤減少,凋亡增加,表明姜黃素通過誘導(dǎo)miRNA起到直接抗膀胱癌的作用。Zhao等[23]通過用姜黃素(10~60 μM)處理SKOV3卵巢癌細(xì)胞,檢測miR-9的表達(dá)、細(xì)胞增殖和凋亡,結(jié)果顯示姜黃素誘導(dǎo)SKOV3細(xì)胞中的miR-9表達(dá)顯著增加,且呈劑量依賴性,但明顯抑制細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)凋亡,因此姜黃素對SKOV3卵巢癌細(xì)胞的殺傷作用主要是通過上調(diào)miR-9實現(xiàn)的。
腫瘤是醫(yī)學(xué)界的一個難題,其發(fā)病率呈逐年上升趨勢,嚴(yán)重威脅著人類的健康與生命。莪術(shù)揮發(fā)油中的有效成分姜黃素、β-欖香烯等可通過對Ki-67、PCNA、mTOR及miRNA的抑制與調(diào)控,影響腫瘤細(xì)胞的生長、增殖、凋亡以及轉(zhuǎn)移等多個環(huán)節(jié),從而阻斷腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。與許多抗腫瘤化學(xué)藥物相比,莪術(shù)具有無致突變性、高效低毒、安全可靠的特點(diǎn),是一種具有良好開發(fā)前景的抗腫瘤藥物,逐漸引起醫(yī)藥界的重視。但目前就如何高效利用莪術(shù)有效成分制成標(biāo)準(zhǔn)的抗癌制劑,以及如何進(jìn)一步闡釋其有效成分在人體吸收、分布、轉(zhuǎn)歸的過程,仍是亟待解決的難題,還有待我們進(jìn)一步深入研究。