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基于PI3K/Akt/mTOR信號傳導(dǎo)通路的抗癌中藥單體的研究概況

2019-09-10 09:52念家云王笑民富琦楊霖
中國藥房 2019年20期
關(guān)鍵詞:皂苷單體耐藥

念家云 王笑民 富琦 楊霖

中圖分類號 R273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號 1001-0408(2019)20-2870-06

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2019.20.26

摘 要 目的:為進(jìn)一步研究中藥單體的抗癌作用提供參考。方法:以“磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白通路”“中藥”“中藥單體”“惡性腫瘤”“PI3K/Akt/mTOR”“Chinese herbal medicine”“Traditional Chinese medicine monomer”“Neoplasm”“Tumor”等為關(guān)鍵詞,在中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)、維普網(wǎng)、PubMed、Embase等數(shù)據(jù)庫中組合查詢2008-2018年發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn),從抑制癌細(xì)胞生長和抗耐藥兩方面對基于磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(PI3K/Akt/mTOR)信號傳導(dǎo)通路的抗癌中藥單體的相關(guān)研究結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)。結(jié)果與結(jié)論:共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)330篇,其中有效文獻(xiàn)39篇。目前研究證實了不少中藥單體具有抗癌作用,包括穿心蓮內(nèi)酯、β-欖香烯、麥冬皂苷、桔梗皂苷、芹菜素、青藤堿等中藥單體的抗肺癌作用,漆黃素、秦皮素、華蟾素、黑米花青素、魚藤素等中藥單體的抗乳腺癌作用,地膚子皂苷、蛇床子素、異葒草素、姜黃素等中藥單體的抗肝癌作用,龍葵堿、五味子乙素、竹節(jié)香附素A、石見穿多糖、瓜蔞果實提取物TKP蛋白、姜黃素等中藥單體的抗腸癌作用,二氫青蒿素、黃芩苷、人參皂苷Rg3、沒食子酸、白藜蘆醇等中藥單體的抗胃癌作用,重樓皂苷Ⅰ、川芎嗪的抗胰腺癌、抗前列腺癌作用,姜黃素、苦參堿、黃芪皂苷Ⅱ、新型二萜類化合物Jaridon 6的抗耐藥作用等。中藥單體可通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號傳導(dǎo)通路,發(fā)揮誘導(dǎo)癌細(xì)胞自噬死亡、促進(jìn)細(xì)胞凋亡、抑制耐藥相關(guān)基因表達(dá)的作用。鑒于目前中藥單體本身作用靶點單一、抗癌譜較窄、缺乏臨床上標(biāo)準(zhǔn)用藥的“頭對頭試驗”的抑瘤效果對比,今后應(yīng)通過多途徑進(jìn)一步論證這些單體的抗癌作用。

關(guān)鍵詞 磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號傳導(dǎo)通路;中藥;中藥單體;惡性腫瘤;抗癌

目前,惡性腫瘤是世界上病死率最高的疾病之一,僅次于心腦血管疾病,因此抗癌藥物的研發(fā)具有非常重要的臨床和社會意義[1]。近幾十年來,中醫(yī)藥在惡性腫瘤的防治中發(fā)揮了越來越重要的作用,抗癌中藥的研發(fā)也取得越來越多的成果,但目前多以復(fù)方研究為主,療效雖有,機制難明,欠缺明確的科學(xué)證據(jù),限制了其臨床應(yīng)用及推廣[2]。磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(PI3K/Akt/mTOR)信號傳導(dǎo)通路是哺乳動物細(xì)胞內(nèi)重要的信號傳導(dǎo)通路之一,它通過影響其下游多種效應(yīng)分子的活化狀態(tài),發(fā)揮抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)增殖的作用,在癌癥患者中可見該通路被過度激活[3]。研究表明,PI3K/Akt/mTOR信號傳導(dǎo)通路通過調(diào)控促癌基因及各種重要蛋白轉(zhuǎn)錄、翻譯及表達(dá),抑制癌細(xì)胞自噬性死亡,發(fā)揮了促癌細(xì)胞增殖、抗凋亡、促血管生成、轉(zhuǎn)移及耐藥等作用。研究表明,某些中藥單體可以通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號傳導(dǎo)通路促進(jìn)癌細(xì)胞自噬、凋亡,從而發(fā)揮抗癌作用[4]。筆者以“磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白通路”“中藥”“中藥單體”“惡性腫瘤”“PI3K/Akt/mTOR”“Chinese herbal medicine”“ Traditional Chinese medicine monomer”“Neoplasm”“Tumor”等為關(guān)鍵詞,在中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)、維普網(wǎng)、PubMed、Embase等數(shù)據(jù)庫中組合查詢2008-2018年發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)。結(jié)果,共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)330篇,其中有效文獻(xiàn)39篇。本文從抑制癌細(xì)胞生長和抗耐藥兩方面對基于PI3K/Akt/mTOR信號傳導(dǎo)通路的中藥單體抗癌作用的相關(guān)研究結(jié)果進(jìn)行歸納與總結(jié),以期為進(jìn)一步研究中藥單體抗癌作用提供參考。

1 抑制癌細(xì)胞生長的中藥有效單體

1.1 抑制肺癌細(xì)胞生長

穿心蓮內(nèi)酯是從穿心蓮中提取的具有一定抗癌作用的中藥單體,具有抑制肺癌細(xì)胞浸潤的能力,其機制可能通過抑制PI3K/核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)信號通路來發(fā)揮抑制肺癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的作用。羅汀玉等[5]分別以不同濃度(1.0、3.0、5.0 μmol/L)穿心蓮內(nèi)酯處理肺癌H3255細(xì)胞,結(jié)果表明,穿心蓮內(nèi)酯能夠顯著抑制H3255細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移,降低磷酸化Akt(pAkt)表達(dá)水平及Akt下游通路中NF-κB-luc的轉(zhuǎn)錄活性,通過抑制PI3K/NF-κB信號通路來抑制促癌轉(zhuǎn)移重要物質(zhì)基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)的表達(dá)和轉(zhuǎn)錄,且穿心蓮內(nèi)酯濃度越高,這一抑制作用較明顯。

欖香烯是從姜科植物溫郁金中提取的抗癌中藥單體,其機制可能是通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路促進(jìn)肺癌細(xì)胞的自噬,從而抑制腫瘤生長。劉靜冰等[6]用β-欖香烯處理肺癌A549細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)當(dāng)其濃度達(dá)100 μg/mL以上時,A549細(xì)胞呈明顯的自噬特點,表現(xiàn)為細(xì)胞質(zhì)空化及細(xì)胞核萎縮,且自噬相關(guān)蛋白LC3-Ⅱ明顯高表達(dá),而PI3K/Akt/mTOR相關(guān)蛋白呈明顯低表達(dá)。這表明β-欖香烯可以通過該途徑促進(jìn)肺癌細(xì)胞的自噬,并呈現(xiàn)劑量依賴特點,從而抑制腫瘤細(xì)胞生長。

麥冬皂苷是麥冬類植物的主要單體之一,其抗癌機制可能是通過抑制PI3K/NF-κB信號通路上游中Akt及p70S6K磷酸化水平導(dǎo)致肺癌細(xì)胞生長停滯,從而抑制腫瘤生長。陳美娟等[7]采用麥冬皂苷類化合物處理肺癌A549細(xì)胞和人非小細(xì)胞肺腺癌NCI-H157細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)其具有明顯的抑制細(xì)胞增殖作用;而用麥冬皂苷B處理NCI-H157細(xì)胞后發(fā)現(xiàn),麥冬皂B可以明顯抑制該通路上游中Akt及p70S6K磷酸化水平,導(dǎo)致G1期細(xì)胞生長停滯,從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖。

桔梗皂苷是中藥桔梗具有抗癌作用的主要中藥單體,對肺癌細(xì)胞具有殺傷作用,其機制可能是與通過PI3K/Akt/mTOR信號通路促進(jìn)肺癌細(xì)胞自噬、抑制增殖有關(guān)。趙若琳[8]用桔梗皂苷-D處理人非小細(xì)胞肺癌H460細(xì)胞和肺癌A549細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中pAkt被顯著抑制;同時,通過使用PI3K抑制劑及mTOR抑制劑,進(jìn)一步證明桔梗皂苷-D可通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路從而促進(jìn)H460細(xì)胞和A549細(xì)胞自噬,抑制細(xì)胞增殖。

另有研究證實,芹菜素能抑制肺癌A549細(xì)胞內(nèi)PI3K、mTOR蛋白的高表達(dá),從而引起肺癌細(xì)胞凋亡[9]。還有研究表明,青藤堿與PI3K/Akt和MAPK/ERK信號通路抑制劑聯(lián)用可協(xié)同發(fā)揮促進(jìn)肺癌細(xì)胞凋亡的作用[10]。

綜上,穿心蓮內(nèi)酯、β-欖香烯、麥冬皂苷、桔梗皂苷、芹菜素、青藤堿等中藥單體均有抑制肺癌細(xì)胞生長或促進(jìn)肺癌細(xì)胞凋亡的作用。

1.2 抑制乳腺癌細(xì)胞生長

漆黃素是漆樹科植物木臘樹經(jīng)過提取精制得到的抗癌中藥單體,其可以通過抑制PI3K/Akt/mTOR通路下游相關(guān)信號的表達(dá),從而誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡、抑制癌細(xì)胞增殖[11]。Sun X等[11]利用不同劑量(0、20、40、80 μmol/L)漆黃素處理乳腺癌4T1細(xì)胞,以MTT法觀察其對4T1細(xì)胞增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移的影響,并通過Western blotting方法檢查PI3K/Akt/mTOR信號通路相關(guān)蛋白的表達(dá)水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn),漆黃素可以明顯抑制4T1細(xì)胞增殖活性,且呈濃度和時間依賴性,并可以降低PI3K、Akt、mTOR磷酸化水平,提示漆黃素可以通過PI3K/Akt/mTOR通路抑制4T1細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)其凋亡。

秦皮素是中藥秦皮的中藥單體,其抗乳腺癌機制可能是通過抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖,抑制雌激素受體α(ERα)蛋白及靶基因蛋白的表達(dá),并對PI3K/Akt信號通路有一定抑制作用。霍洪楠[12]利用秦皮素處理乳腺癌MCF-7細(xì)胞,以MTT法及劃痕試驗觀察其對MCF-7細(xì)胞增殖和侵襲能力的影響,通過Western blotting方法考察ERα蛋白及靶基因蛋白cyclin D1、Bcl-2及下游絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)-細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)1/2和PI3K/Akt信號通路的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),秦皮素能明顯抑制ERα蛋白及靶基因蛋白Cyclin D1、Bcl-2的表達(dá),并對MAPK-ERK1/2和PI3K/Akt信號通路均有一定抑制作用。

華蟾素是干蟾皮經(jīng)提取制成的滅菌水溶液,其抗乳腺癌的機制可能是通過抑制乳腺癌細(xì)胞增殖,并通過PI3K/Akt/mTOR通路誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡。牟姣姣[13]以不同劑量(5.25、10.5、21、42 ng/mL)華蟾素處理人乳腺癌MDA-MB-468細(xì)胞及人乳腺癌BT549細(xì)胞,以CCK-8法檢測及劃痕試驗觀察其對上述細(xì)胞增殖、侵襲能力的影響,通過Western blotting方法測定cleaved- PARP、pAkt及pS6RP蛋白表達(dá)水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn),華蟾素可以明顯抑制MDA-MB-468細(xì)胞和BT549細(xì)胞增殖水平,且呈劑量依賴性,并可以上調(diào)cleaved- PARP表達(dá)水平,降低磷酸化Akt和pS6RP蛋白表達(dá)水平,提示華蟾素可能通過PI3K/Akt/mTOR通路誘導(dǎo)上述乳腺癌細(xì)胞凋亡。也有研究證實,黑米花青素可以通過PI3K/Akt/mTOR信號通路抑制HER-2陽性乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[14];魚藤素可通過抑制PI3K/Akt通路和MAPK通路相關(guān)蛋白表達(dá),從而誘導(dǎo)乳腺癌MCF-7細(xì)胞凋亡[15]。

綜上,漆黃素、秦皮素、華蟾素、黑米花青素、魚藤素等中藥單體均有抑制乳腺癌細(xì)胞生長的作用。

1.3 抑制肝癌細(xì)胞生長

地膚子皂苷是從地膚子果實提取出的單體,其抗肝癌機制可能是通過PI3K/Akt傳導(dǎo)通路調(diào)節(jié)Bcl-2家族成員表達(dá)水平從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡。王靜[16]利用地膚子皂苷處理肝癌HepG2細(xì)胞,結(jié)果發(fā)現(xiàn)肝癌細(xì)胞明顯呈凋亡狀態(tài),并且隨藥物濃度升高、作用時間延長,細(xì)胞凋亡狀態(tài)表現(xiàn)越明顯。該研究進(jìn)一步探討了地膚子皂苷促肝細(xì)胞凋亡的機制,結(jié)果發(fā)現(xiàn),PI3K/Akt通路下游中促凋亡相關(guān)Bax蛋白表達(dá)水平升高,而抑凋亡相關(guān)Bcl-2蛋白表達(dá)水平下降;另外,pAkt水平亦明顯下降。這表明地膚子皂苷可能通過PI3K/Akt傳導(dǎo)通路調(diào)節(jié)Bcl-2家族成員表達(dá)水平從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡。

蛇床子素是蛇床子提取物的主要中藥單體,其可以抑制肝癌細(xì)胞增殖,并通過調(diào)控PI3K/Akt通路激活肝癌細(xì)胞系內(nèi)源性凋亡途徑,從而促進(jìn)其凋亡。朱興陽[17]通過細(xì)胞試驗及動物實驗研究了蛇床子素通過PI3K/Akt/mTOR通路抑制肝內(nèi)膽管癌的作用。在細(xì)胞試驗中,使用不同濃度(0、 100、150、200 μmol/L)蛇床子素處理肝癌HCCC-9810細(xì)胞,經(jīng)CCK-8法檢測,蛇床子素對肝癌細(xì)胞具有明顯抑制作用,且呈時間-劑量相關(guān)性;Western blotting檢測結(jié)果表明,線粒體相關(guān)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)水平顯著降低,同時促凋亡蛋白以Cleaved Caspase-3等蛋白水平明顯升高,說明蛇床子素能抑制抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá),促進(jìn)凋亡蛋白以Cleaved Caspase-3等表達(dá),而PI3K及pAkt的表達(dá)水平隨著蛇床子素的濃度升高明顯降低。在動物實驗中,通過給予小鼠腹腔灌注不同(50、100 mg/kg)劑量的蛇床子素后發(fā)現(xiàn),蛇床子素能抑制小鼠體內(nèi)移植瘤生長速度,且瘤內(nèi)pAkt的表達(dá)水明顯降低,且藥物濃度越高,pAkt表達(dá)水平越低。

另外,亦有研究證實,異葒草素可抑制肝癌細(xì)胞HepG2、Hep3B和Huh7增殖,抑制PI3K/Akt通路激活,促進(jìn)凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)[18];姜黃素可以增強表柔比星對肝癌HepG2細(xì)胞的抑制作用,同時可以抑制Akt、NF-κB和FOXP3 mRNA的表達(dá),并促進(jìn)第10號染色體缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物基因(PTEN)和腫瘤壞死因子α誘導(dǎo)蛋白-8樣分子2(TIPE2) mRNA的表達(dá),提示姜黃素聯(lián)合表柔比星可以通過上調(diào)TIPE2抑制PI3K/Akt信號通路,從而抑制肝癌細(xì)胞生長[19]。

綜上,地膚子皂苷、蛇床子素、異葒草素、姜黃素等中藥單體均有抑制肝癌細(xì)胞生長的作用。

1.4 抑制腸癌細(xì)胞生長

龍葵堿是從中藥龍葵中提取的生物堿,是一種常見的抗癌單體,其抗腸癌的機制可能是通過抑制PI3K/Akt通路相關(guān)蛋白的表達(dá)對腸癌細(xì)胞起到抑制生長和促凋亡作用。趙逸斌等[20]研究龍葵堿對人結(jié)腸癌的促凋亡作用及機制時發(fā)現(xiàn),不同濃度(4、8、16 mmol/L)龍葵堿對人結(jié)腸癌SW480細(xì)胞具有明顯的抑制生長和促凋亡作用,而且藥物濃度越高、作用時間越長,其作用效果越明顯;在龍葵堿高劑量組(16 mmol/L)的PI3K/Akt蛋白表達(dá)明顯受到抑制,提示龍葵堿可能通過抑制PI3K/Akt通路相關(guān)蛋白的表達(dá)起到抑制細(xì)胞增殖及促凋亡作用。

五味子乙素是中藥五味子中含量最高的單體之一,具有抗腸癌的作用,其機制可能與通過血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)/PI3K/Akt通路來抑制結(jié)腸癌細(xì)胞增殖、遷移有關(guān)。戴國梁等[21]采用CKK-8法檢測了不同濃度(0.1、1、10 mg/L)五味子乙素對人結(jié)腸癌SW620細(xì)胞的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),五味子乙素對SW620細(xì)胞具有明顯抑制作用,且藥物濃度越高,增殖抑制率越大。該研究通過反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)及Western blotting法檢測五味子乙素處理后SW620細(xì)胞內(nèi)血管內(nèi)皮生長因子A(VEGFA)、血管內(nèi)皮生長因子受體2(VEGF-R2)、PI3K、Akt的mRNA及蛋白表達(dá)情況,結(jié)果提示五味子乙素可以顯著降低SW620細(xì)胞內(nèi)VEGFA、VEGF-R2、PI3K、Akt基因和蛋白表達(dá)水平。

竹節(jié)香附素A是從中藥銀蓮花中提取出來的具有抗腸癌作用的中藥單體,其抗癌機制可能是通過PI3K/Akt/mTOR通路抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞自噬和凋亡。孟春芹等[22]通過體內(nèi)外實驗研究竹節(jié)香附素A對腸癌的自噬及凋亡的影響及其相關(guān)機制,采用不同濃度的竹節(jié)香附素A(1、2、4、8、16 μmol/L)作用不同的時間(12、24、36、48h)后,結(jié)果發(fā)現(xiàn),其對結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞具有明顯抑制作用,且抑制強度與藥物濃度及作用時間呈明顯正相關(guān);而且竹節(jié)香附素A能明顯促進(jìn)HCT116細(xì)胞內(nèi)自噬及抑制凋亡相關(guān)基因Bax的表達(dá),抑制抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)。在細(xì)胞及裸鼠移植瘤組織內(nèi)均檢測到磷酸化PI3K、Akt及mTOR蛋白表達(dá)水平明顯下降,提示其能夠抑制HCT116細(xì)胞增殖,并能誘導(dǎo)細(xì)胞自噬和凋亡,其機制可能是通過調(diào)控mTOR信號通路實現(xiàn)的。

另外,亦有研究證實,中藥單體石見穿多糖能抑制結(jié)腸癌SW480細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞凋亡,其分子機制可能是通過PI3K/Akt信號通路下調(diào)PI3K蛋白表達(dá)及抑制Akt磷酸化[23];栝樓果實提取物TKP蛋白能明顯抑制大腸癌細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,機制研究發(fā)現(xiàn)TKP蛋白可通過PI3K/Akt信號通路介導(dǎo)的線粒體依賴凋亡途徑誘導(dǎo)大腸癌細(xì)胞凋亡[24];姜黃素可能通過抑制PI3K/Akt和分裂原活化抑制劑(MEK)/蛋白激酶(ERK)信號通路的活化、下調(diào)Bcl-2 與Bax的比值,從而抑制結(jié)腸癌RKO細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[25]。

綜上,龍葵堿、五味子乙素、竹節(jié)香附素A、石見穿多糖、瓜蔞果實提取物TKP蛋白、姜黃素等中藥單體均有抑制腸癌細(xì)胞生長的作用。

1.5 抑制胃癌細(xì)胞生長

二氫青蒿素是青蒿素中主要活性單體之一,對胃癌細(xì)胞增殖有抑制作用,其機制可能與二氫青蒿素通過PTEN/PI3K/Akt信號通路抑制胃癌細(xì)胞增殖有關(guān)[26]。鐘軒等[27]采用不同濃度(6.25、12.5、25、50、100 μmol/L)二氫青蒿素作用于人胃癌SGC-7901細(xì)胞24、48、72 h后發(fā)現(xiàn),二氫青蒿素能明顯抑制SGC-7901細(xì)胞的增殖,并與藥物濃度及作用時間呈明顯正相關(guān)。該研究同時發(fā)現(xiàn),二氫青蒿素能明顯促進(jìn)P27相關(guān)mRNA的表達(dá)、抑制Cyclin D1相關(guān)mRNA的表達(dá);且當(dāng)PTEN相關(guān)蛋白水平升高后,PI3K及磷酸Akt相關(guān)蛋白也明顯升高,而敲除PTEN基因相關(guān)片段后,后者表達(dá)水平恢復(fù)。這提示二氫青蒿素是通過PTEN/PI3K/Akt信號通路調(diào)控P27及Cyclin D1相關(guān)mRNA的表達(dá),從而實現(xiàn)抑制人胃癌細(xì)胞增殖的作用。

黃芩苷是中藥黃芩的單體之一,具有抗人胃癌SGC-7901細(xì)胞增殖的作用,其機制可能是通過抑制PI3K及Akt磷酸化、促進(jìn)凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)有關(guān)[28]。鄭曉珂等[28]研究了黃芩苷對SGC-7901細(xì)胞增殖的影響及其作用機制,結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃芩苷能明顯抑制SGC-7901細(xì)胞的活力,使其停滯在G1期;黃芩苷能明顯抑制PI3K及Akt磷酸化表達(dá),并調(diào)節(jié)Bax及Bcl-2相關(guān)蛋白表達(dá)水平,從而發(fā)揮抑制SGC-7901細(xì)胞增殖的作用。

人參皂苷Rg3是從人參中提取出來的單體之一,具有一定的抗胃癌活性,其機制可能是通過抑制PI3K/Akt下游基因鈣調(diào)蛋白(CaM)的表達(dá)來促進(jìn)胃癌細(xì)胞的凋亡。石燕燕等[29]研究發(fā)現(xiàn),人參皂苷Rg3能明顯提高細(xì)胞增殖抑制率,降低細(xì)胞侵襲活性,并可以明顯降低CaM及pAkt相關(guān)蛋白表達(dá),推測人參皂苷Rg3可能是通過PI3K/Akt通路抑制胃癌BGC-823細(xì)胞內(nèi)CaM的表達(dá),從而發(fā)揮促凋亡作用。

另外,亦有研究證實,沒食子酸可有效抑制胃癌MGC-803 細(xì)胞侵襲能力,其機制可能是與通過調(diào)控PI3K/Akt信號通路、抑制MMP2和MMP9的表達(dá)有關(guān)[30]。白藜蘆醇可抑制人胃癌SGC-7901細(xì)胞的增殖并促進(jìn)其凋亡,其機制可能是通過抑制PI3K/Akt信號通路來實現(xiàn)的[31]。

綜上,二氫青蒿素、黃芩苷、人參皂苷Rg3、沒食子酸、白藜蘆醇等中藥單體均有抑制胃癌細(xì)胞生長的作用。

1.6 抑制其他類型癌細(xì)胞生長

重樓皂苷Ⅰ為從七葉一枝花根莖提取的具有抗胰腺癌的單體,其機制可能與通過PI3K/Akt/mTOR信號通路抑制細(xì)胞增殖、促進(jìn)凋亡有關(guān)。江皓等[32]研究了該單體對胰腺癌PANC-1細(xì)胞的促凋亡作用及與PI3K/Akt/mTOR信號通路的關(guān)系,以MTT法檢測重樓皂苷Ⅰ對胰腺癌PANC-1細(xì)胞增殖的抑制作用,通過Western blotting法檢測PI3K、Akt、pAkt及凋亡相關(guān)基因Bax、Bcl-2、半胱氨酸蛋白酶3(Caspase-3)的蛋白表達(dá)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),重樓皂苷Ⅰ能抑制PANC-1細(xì)胞增殖作用;同時,其能使促凋亡基因Bax的蛋白表達(dá)水平升高,而抑凋亡基因Bcl-2的蛋白表達(dá)水平降低,且PI3K、Akt、pAkt表達(dá)水平明顯下降,提示重樓皂苷Ⅰ可能通過PI3K/Akt/mTOR信號通路調(diào)控凋亡相關(guān)基因的表達(dá)從而發(fā)揮抑制PANC-1細(xì)胞增殖、促凋亡作用。

川芎嗪是從川芎中提取的具有抗前列腺癌的中藥單體,其機制可能與通過PI3K/Akt/mTOR信號通路抑制下游信號表達(dá)、促進(jìn)細(xì)胞凋亡有關(guān)。韓嬌艷[33]利用鹽酸川芎嗪處理前列腺癌PC-3細(xì)胞,結(jié)果發(fā)現(xiàn)川芎嗪對PC-3細(xì)胞具有明顯抑制作用,對mTOR及其下游關(guān)鍵蛋白p70S6K、S6、eIF4E、4E-BP1的磷酸化具有明顯抑制作用,且能促進(jìn)促凋亡蛋白Bax和Caspase-3的表達(dá)、抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá),提示鹽酸川芎嗪可以通過PI3K/Akt/mTOR通路抑制前列腺癌細(xì)胞增殖、促進(jìn)其凋亡。

綜上,重樓皂苷Ⅰ、川芎嗪分別具有抗胰腺癌、抗前列腺癌的作用。

2 抗耐藥的中藥有效單體

PI3K/Akt/mTOR信號通路異常激活是EGFR-TKIs獲得性耐藥的重要機制之一,中藥可以通過抑制該通路從而克服耐藥[34]。盛琦等[35]研究了姜黃素對吉非替尼耐藥的非小細(xì)胞肺癌的影響,以無毒劑量姜黃素(4 μmol/L)處理非小細(xì)胞肺癌PC9/G2細(xì)胞TKI靶向耐藥株,結(jié)果發(fā)現(xiàn)姜黃素能明顯增強吉非替尼的抑瘤效果,RT-PCR檢測結(jié)果提示姜黃素能較好地抑制PI3K相關(guān)mRNA表達(dá),其聯(lián)合吉非替尼后能使mRNA水平較單用效果明顯升高(P<0.05),且Caspase-3凋亡相關(guān)蛋白活性也明顯升高(P<0.05),提示姜黃素對吉非替尼耐藥PC9/G2細(xì)胞株具有耐藥逆轉(zhuǎn)作用,其機制可能是通過下調(diào)EGFR-TKI下游信號中PI3K的表達(dá)水平、增強凋亡蛋白Caspase-3的活性來實現(xiàn)的。

化療耐藥是乳腺癌治療失敗的重要原因之一,尋找抗乳腺癌化療耐藥的藥物具有重要臨床意義。魏昌晟等[36]研究了苦參堿對耐化療藥的乳腺癌細(xì)胞的影響及其作用機制,以MTT檢測方法分析不同濃度(0.6、1.2 g/L)苦參堿對乳腺癌耐藥株MCF-7/ADR細(xì)胞活性的影響,結(jié)果表明苦參堿對乳腺癌耐藥株具有明顯抑制作用,且藥物濃度越高,細(xì)胞抑制率越高,且耐藥基因MDR1、MRP1的表達(dá)量逐漸降低,而AKK基因的mRNA及蛋白表達(dá)逐漸降低,提示苦參堿具有逆轉(zhuǎn)乳腺癌多藥耐藥的作用,其機制可能是通過抑制PI3K/Akt通路發(fā)揮作用。自噬是腫瘤細(xì)胞內(nèi)常見的現(xiàn)象之一,通過調(diào)控耐藥細(xì)胞中自噬相關(guān)基因或蛋白表達(dá),可以增強化療藥物的敏感性[37]。武超[38]研究黃芪皂苷Ⅱ增強順鉑對人肝癌細(xì)胞的毒性作用及與PI3K/Akt/mTOR信號通路的相關(guān)性時發(fā)現(xiàn),黃芪皂苷Ⅱ聯(lián)合順鉑可以顯著增加順鉑對人肝癌HepG2細(xì)胞和人肝癌SMMC-7721細(xì)胞的毒性作用,抑制細(xì)胞增殖活性,且可以激活自噬相關(guān)PI3K/Akt/mTOR信號通路,從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞自噬。韓兵凱[39]研究了冬凌草中新型二萜類化合物Jaridon 6對耐藥胃癌細(xì)胞MGC803/5-Fu的抗耐藥作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其能明顯增強對耐藥胃癌細(xì)胞的增殖抑制活性;而Western blotting檢測結(jié)果提示,MGC803/5-Fu細(xì)胞中磷酸化PI3K、pAkt的蛋白表達(dá)量明顯下降,細(xì)胞內(nèi)凋亡相關(guān)Caspase途徑明顯激活,提示Jaridon 6可通過PI3K/Akt信號通路誘導(dǎo)耐藥胃癌細(xì)胞的凋亡。

綜上,姜黃素、苦參堿、黃芪皂苷Ⅱ、新型二萜類化合物Jaridon 6等中藥單體均有一定的抗耐藥作用,其中姜黃素能增強吉非替尼耐藥非小細(xì)胞肺癌的抑瘤強度,苦參堿對化療藥耐藥的乳腺癌細(xì)胞具有明顯抑瘤作用,黃芪皂苷Ⅱ可以增強順鉑對人肝癌細(xì)胞的毒性作用,新型二萜類化合物Jaridon 6對耐藥胃癌細(xì)胞具有明顯抗耐藥作用。

3 討論

PI3K/Akt/mTOR是細(xì)胞信號傳導(dǎo)的重要通路之一,在癌細(xì)胞中該通路被過度激活,從而抑制了癌細(xì)胞的自噬死亡,而抑制該通路可以起到一定抗癌作用[3]??拱┲兴巻误w可以通過以下途徑抑制PI3K/Akt/mTOR通路而發(fā)揮抗癌作用:(1)參與細(xì)胞自噬。通過啟動自噬中重要因子mTOR,其活化后可抑制自噬的發(fā)生,從而誘導(dǎo)細(xì)胞自噬死亡。(2)促進(jìn)細(xì)胞凋亡。通過調(diào)控Bax及Bcl-2凋亡相關(guān)基因表達(dá)水平,抑制凋亡相關(guān)Caspase水解酶Caspase-3和Caspase-9的活化,從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。(3)抗腫瘤耐藥。通過抑制耐藥相關(guān)基因的表達(dá),增強化療或靶向藥物的敏感性。因此,通過PI3K/Akt/mTOR信號通路控制細(xì)胞自噬、凋亡、耐藥相關(guān)重要基因及蛋白的表達(dá)可以作為今后抗癌中藥單體研發(fā)的切入點。

本研究總結(jié)了目前具有抑制癌細(xì)胞生長、抗耐藥的中藥單體成分,這些單體均可以通過PI3K/Akt/mTOR抑制相關(guān)蛋白表達(dá)或基因轉(zhuǎn)錄,從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡和自噬性死亡、抑制細(xì)胞增殖,發(fā)揮抗癌和抗耐藥的作用。但目前的研究尚存在一些問題,可能影響其成果向臨床轉(zhuǎn)化、降低其指導(dǎo)臨床的作用:(1)單體本身作用靶點單一,抗癌譜較窄,而且尚缺乏臨床上標(biāo)準(zhǔn)用藥的“頭對頭試驗”的抑瘤效果對比,因此今后應(yīng)該通過多途徑進(jìn)一步論證這些單體的抗癌作用,針對其中療效確切、穩(wěn)定、明顯的單體積極開展臨床試驗,促進(jìn)試驗研究結(jié)果向臨床轉(zhuǎn)化,進(jìn)一步提升中醫(yī)藥在抗癌領(lǐng)域的地位。(2)中藥單體是從中藥飲片中提取出來的,中藥單體藥效劑量關(guān)系與中藥飲片存在一定關(guān)系,但人體服用中藥飲片后經(jīng)過消化吸收是否能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)單體發(fā)揮作用,還有待進(jìn)一步論證,因此目前還難以論證飲片也具有單體一樣的抗癌效果。(3)因檢索到的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量有限且分散,本文總結(jié)的單體抗癌、抗耐藥研究尚無法找到相關(guān)的類似研究,因此很多結(jié)論都是基于單項研究的總結(jié),需要進(jìn)一步研究證實。(4)在“中藥-單體-抗癌作用”三者之間明確關(guān)系的基礎(chǔ)上,還應(yīng)該開展中藥飲片的藥效劑量研究,明確飲片抗癌作用的最低起效劑量以及不同給藥途徑的吸收程度,從而真正指導(dǎo)臨床用藥。

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(收稿日期:2019-02-13 修回日期:2019-07-14)

(編輯:余慶華)

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