吳杰,葉娟,曾智,李丹,宋偉,劉剛,周本宏*
(1.武漢大學人民醫(yī)院藥學部,湖北 武漢 430060;2.華中科技大學醫(yī)院藥劑科,湖北 武漢 430074;3.武漢大學人民醫(yī)院病理科,湖北 武漢 430060)
阿霉素是一類蒽環(huán)類廣譜抗腫瘤的抗生素,臨床上主要用于乳腺癌、小細胞肺癌、胃癌、肝癌、淋巴瘤、白血病等腫瘤的化療。但該藥物在化療過程中產(chǎn)生具有明顯的心臟毒性、骨髓抑制、肝毒性、腎毒性等不良反應,以心臟毒性最常見,以及在腫瘤化療過程中易對阿霉素產(chǎn)生多藥耐藥性而限制其臨床應用[1-2]。
現(xiàn)代研究表明中藥的活性成分具有廣泛藥理活性,在抗腫瘤活性、增強化療藥物活性、逆轉(zhuǎn)多藥耐藥和減輕抗腫瘤藥物的毒副作用方面引起廣泛的關(guān)注。對中藥單體藥物增強阿霉素抗腫瘤活性和減輕阿霉素毒性作用進行了大量的研究。本文采用關(guān)鍵詞“中藥”“天然藥物”“阿霉素”“多柔比星”“腫瘤”“癌癥”“毒性”“不良反應” “Chinese Medicinal”“natural product”“adriamycin”“doxorubicin”“tumour”“cancer”“toxicity”“adverse reaction”等在PubMed、Web of Science、CNKI等數(shù)據(jù)庫搜索近5年國內(nèi)外研究中藥單體對阿霉素增效減毒作用的文獻,對文獻進行整理分析、歸納,對中藥單體對阿霉素增效減毒作用研究進展進行綜述。
Yao等研究表明(-)-Epigallocatechin-3-gallate (EGCG)可以增強阿霉素抑制S180腫瘤移植鼠腫瘤的生長和誘導腫瘤S180細胞的凋亡[3]。
芹菜素是一種廣泛存在蔬菜和水果中的黃酮類化合物,具有較好的抗腫瘤活性。Mohamed Saeeda等研究表明芹菜素可以通過抑制腫瘤多藥耐藥細胞的ATP結(jié)合盒式(ABC)轉(zhuǎn)運蛋白中的p-gp以及BCRP的表達和功能從而增加細胞對阿霉素的吸收而增強阿霉素抗腫瘤活性。對于P-gp高表達白血病CEM/ADR5000細胞聯(lián)合給予芹菜素和阿霉素后,細胞的存活率由單獨給阿霉素的86.1%降到24.6%,聯(lián)合效果高于p-gp抑制劑維拉帕米與阿霉素聯(lián)合給藥,其細胞存活率為35%。分子對接表明芹菜素可以競爭性結(jié)合p-gp和ABCB5的ATP的核酸結(jié)合區(qū),耗盡為轉(zhuǎn)運ABC轉(zhuǎn)運蛋白底物的能量而發(fā)揮抑制ABC轉(zhuǎn)運蛋白的作用[4]。多數(shù)腫瘤中AKR1B10高度表達對于含有羰基類的抗腫瘤藥物易產(chǎn)生耐藥性,尤其是阿霉素。卷柏乙醇提取物及其主要成分穗花杉雙黃酮具有抑制AKR1B10的作用,其IC50分別是(8.33±0.71)μg/mL和(1.54±0.06)μmol/L。卷柏乙醇提取物及其主要成分穗花杉雙黃酮聯(lián)合阿霉素對高表達AKR1B10肺癌A549細胞聯(lián)合指數(shù)分別是0.68~0.71和0.58~0.86,對阿霉素抗腫瘤作用具有協(xié)同效應。卷柏乙醇提取物及其主要成分穗花杉雙黃酮增強阿霉素對A549細胞移植鼠的腫瘤體內(nèi)生長抑制作用[5-6]。芒柄花素是一種從中藥黃芪中分離出來的黃酮類活性成分。李甜等研究表明芒柄花素對人乳腺癌MCF-7和MCF-7/ADR細胞均無細胞毒活性,但10 μmol/L芒柄花素就能明顯逆轉(zhuǎn)MCF-7/ADR細胞對阿霉素的耐藥作用,其作用機制芒柄花素能抑制自噬發(fā)生和降低P-gp 蛋白表達進而逆轉(zhuǎn)阿霉素耐藥細胞MCF-7/ADR對阿霉素耐藥作用[7]。FAN等通過評價99種天然黃酮類化合物對乳腺癌耐藥蛋白的抑制活性,篩選出穗花杉雙黃酮、芹菜素、鷹嘴豆芽素A、白楊素、地奧司明、芫花素、金絲桃素、山奈酚、山奈素、甘草查爾酮甲、柚皮素對乳腺癌耐藥蛋白均有較強的抑制活性,其IC50分別是(4±1)μmol/L、(24±3)μmol/L、(24±4)μmol/L、(20±3)μmol/L、(17±3)μmol/L、(37±5)μmol/L、(7±1)μmol/L、(15±2)μmol/L、(5±1)μmol/L、(33±8)μmol/L和(19±2)μmol/L。11個黃酮類化合物抑制了乳腺癌耐藥蛋白外排功能而增強阿霉素對高表達乳腺癌耐藥蛋白BCRP-MDCKII細胞細胞毒活性,高于乳腺癌耐藥蛋白抑制劑KO143對阿霉素的作用,特別是化合物白楊素、金絲桃素、甘草查爾酮甲和芹菜素均能夠?qū)?.025 μmol/L阿霉素對BCRP-MDCKII細胞存活率約95%降低到10%~20%。11個黃酮類化合物與乳腺癌耐藥蛋白分子對接研究以及藥效團模型的建立表明芳香環(huán)B、疏水取代基以及氫鍵受體在黃酮類化合物抑制乳腺癌耐藥蛋白活性發(fā)揮關(guān)鍵作用[8]。二氫楊梅素是一類氫化黃酮醇類化合物,研究表明10 μmol/L無細胞毒活性二氫楊梅素能將阿霉素對人肝癌MHCC97H細胞的IC50由11.373 μmol/L提高到3.636 μmol/L,其作用機制通過PTEN /PI3K/AKT信號通路下調(diào)P-gp的表達、激活線粒體凋亡通路進而增強阿霉素對肝癌的細胞毒活性[9]。川陳皮素是柑橘類果實中一類黃酮類化合物。川陳皮素對耐阿霉素的人非小細胞性肺癌細胞系A(chǔ)549/ADR細胞無細胞毒活性,但能增強阿霉素對A549/ADR細胞化學敏感性,50 μmol/L川陳皮素和0.5 μmol/L阿霉素合用指數(shù)為0.152。其作用機制是通過抑制Akt/GSK3β/β-catenin/MYCN信號通路進而抑制多藥耐藥相關(guān)蛋白1(MRP1)的表達,導致阿霉素在細胞內(nèi)聚集而增強阿霉素對A549/ADR細胞化學敏感性。體內(nèi)研究表明川陳皮素和阿霉素聯(lián)合作用明顯抑制了A549/ADR腫瘤的生長,而無明顯的不良反應[10]。
黃酮類化合物可以通過作用于腫瘤細胞耐藥蛋白,如p-gp、BCRP、AKR1B10和MRP1而逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞對阿霉素的耐藥性,也可以抑制自噬發(fā)生進而逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞對阿霉素的耐藥性,還可以通過激活線粒體凋亡通路進而增強阿霉素抗腫瘤活性。
El-READI等研究表明無細胞毒活性20 μmol/L白藜蘆醇可以增強阿霉素對多藥耐藥人結(jié)腸癌Caco-2細胞和耐阿霉素白血病CEM/ADR5000細胞毒活性,逆轉(zhuǎn)耐阿霉素活性分別為3.36倍和18.60倍。其作用機制是降低了膜轉(zhuǎn)運蛋白p-gp、MRP1、BCRP,藥物代謝酶CYP3A4、GST以及hPXR的表達,并抑制了P-gp和MRP1蛋白的外排功能和抑制藥物代謝酶CYP3A4、GST的活性進而增加細胞內(nèi)阿霉素的藥物濃度而增強阿霉素抗腫瘤的活性[11]。 Teng等研究表明姜黃素,去甲氧基姜黃素和雙去氧基姜黃素可以通過非競爭性的抑制ATP水解酶的活性進而抑制P-gp的外排功能而發(fā)揮增強阿霉素對P-gp高表達耐藥腫瘤細胞抑制活性。其中去甲氧基姜黃素對P-gp外排功能抑制作用最強,且去甲氧基姜黃素在小于1 μmol/L能夠較強抑制ATP水解活性。姜黃素、去甲氧基姜黃素和雙去氧基姜黃素均能夠增強阿霉素對P-gp高表達細胞ABCB1/HEK293細胞毒活性,其中去甲氧基姜黃素對阿霉素細胞毒活性增強最好,2.5 μmol/L去甲氧基姜黃素能將阿霉素對P-gp高表達ABCB1/HEK293細胞毒活性提高22.41倍[12]。Nemorosone是一類間苯三酚類化合物,古巴蜂膠的主要成分。研究表明Nemorosone對阿霉素敏感和耐阿霉素的腫瘤細胞均具有抗腫瘤活性;25 μmol/L Nemorosone聯(lián)合不同濃度阿霉素對耐阿霉素的人結(jié)腸癌細胞株LoVo Dox具有明顯抑制活性,聯(lián)合指數(shù)均小于1,表明Nemorosone與阿霉素聯(lián)合作用具有協(xié)同抗腫瘤活性。Nemorosone與阿霉素聯(lián)合作用可以增加腫瘤細胞釋放乳酸脫氫酶(LDH),表明聯(lián)合作用有增加細胞毒活性作用。Nemorosone與阿霉素聯(lián)合作用主要導致腫瘤細胞的細胞周期停滯在G0/G1期,且Nemorosone與阿霉素聯(lián)合作用通過增加腫瘤細胞活性氧(ROS)的產(chǎn)生和改變線粒體膜電位而增加腫瘤細胞的凋亡[13]。Parameritannin A-2是分離自毛杜仲藤的一類原花青素類化合物。Lu Liang等研究表明8.7 μmol/L Parameritannin A-2明顯增強阿霉素對胃癌HGC27細胞毒活性以及能增強阿霉素對HGC27細胞的線粒體依賴性凋亡。其作用機制是增加了阿霉素在腫瘤細胞中聚集,以及抑制了阿霉素對PI3K/Akt、ERK1/2和p38信號通路激活進而增加線粒體中細胞色素C向細胞質(zhì)中釋放和激活caspase-3和caspase-9誘導胃癌細胞凋亡作用[14]。
有機酚類化合物通過作用于腫瘤細胞耐藥蛋白,如p-gp、MRP1和BCRP,也可以作用于藥物代謝酶,如CYP3A4、GST和hPXR,通過增加腫瘤細胞活性氧的產(chǎn)生、改變線粒體膜電位,增加線粒體中細胞色素C釋放而增強阿霉素對腫瘤細胞的凋亡作用。
Javad Mottaghipisheh等從Ducrosiaanethifolia(DC.) Boiss分離得到一系列呋喃香豆素化合物,對腫瘤細胞具有抗增殖活性和細胞毒活性。研究表明氧前胡素具有一定的抑制腫瘤多藥耐藥外排泵ABCB1的作用,進一步聯(lián)合實驗表明,氧前胡素和獨活素與阿霉素對腫瘤多藥耐藥細胞株T-淋巴瘤細胞具有協(xié)同抗腫瘤作用,CI分別為0.855 37和0.889 55[15]。董偉等研究表明白芷主要活性成分香豆素類化合物歐前胡素、異歐前胡素、氧化前胡素、白當歸腦和異補骨脂素對阿霉素作用人乳腺癌MCF-7和MDA-MB-231細胞具有增敏作用,除異歐前胡素無明顯增敏作用外,其他化合物均能增強MCF-7細胞對阿霉素的敏感作用,增敏倍數(shù)分別為3.27、2.31、5和1.7;歐前胡素、異歐前胡素、氧化前胡素、白當歸腦和異補骨脂素均能增強MDA-MB-231細胞對阿霉素的敏感作用,增敏倍數(shù)分別2.19、1.59、2.26,3.91和1.59[16]。
Chengfu Yuan等研究表明火棘中的硒多糖可以明顯的加強0.2V阿霉素對三陰乳腺癌MDA-MB-231細胞的細胞毒活性[17]。徐進等研究表明黃芪多糖能將阿霉素對骨肉瘤耐阿霉素細胞株MG63/ADR細胞凋亡率由(19.7±1.5)%提高到了(25.9±1.8)%,其作用機制是抑制了多藥耐藥蛋白MRP-1和MDR1mRNA 和蛋白表達水平,逆轉(zhuǎn)阿霉素的耐藥活性,進而增強阿霉素的細胞毒活性[18]。
Claudin-2在腫瘤組織中高表達,特別是肺癌組織中,Claudin-2可以促進肺腫瘤細胞的增殖[19]??Х人岜揭阴ナ欠淠z中的苯乙烯類化合物??Х人岜揭阴タ梢砸种艭laudin-2的表達,主要通過下調(diào)轉(zhuǎn)錄水平和翻譯后水平表達。50μmol/L咖啡酸苯乙酯降低Claudin-2 mRNA表達以及啟動子的活性;咖啡酸苯乙酯通過降低IκB的磷酸化而抑制NF-κB的激活,進而抑制Claudin-2表達。10 μmol/L咖啡酸苯乙酯通過增加Claudin-2在溶酶體中降解,以及增加蛋白磷酸酶1和2A的表達和活性,進而降低Claudin-2表達??Х人岜揭阴ネㄟ^抑制Claudin-2表達,進而加強阿霉素對肺腫瘤細胞細胞毒活性作用[20]。
虎刺醛能夠加強阿霉素對乳腺癌細胞抑制作用,阿霉素聯(lián)合8.2 μg/mL虎刺醛24 h后,對MCF-7細胞的IC50由(0.55±0.02 )μg/mL降為(0.2±0.02)μg/mL。研究表明8.2 μg/mL虎刺醛與0.2 μg/mL阿霉素聯(lián)合作用能夠激活凋亡相關(guān)基因,上調(diào)了Bax、P21、caspase-3,caspase-7和P53,進而導致腫瘤細胞凋亡[22]。Katharina Effenberger-Neidnicht等研究表明百里香醌可以增強阿霉素的抗腫瘤活性,尤其對白血病細胞HL-60以及多藥耐藥細胞乳腺癌細胞MCF-7/TOPO。百里香醌與阿霉素聯(lián)合作用于HL-60細胞能夠迅速激活促凋亡相關(guān)的蛋白caspases-3和caspases-8活性,在24 h內(nèi)能兩次激活,并能明顯降低線粒體的膜電位和增加活性氧的產(chǎn)生進而導致腫瘤細胞的凋亡[21]。丹參酮IIA是一類蒽醌類化合物,為中藥丹參主要活性成分之一。丹參酮IIA對胃癌細胞無細胞毒活性,5 μmol/L丹參酮IIA能夠明顯提高阿霉素對耐阿霉素胃癌細胞細胞毒活性,IC50提高了2.65~7.53倍以及增強阿霉素對耐阿霉素胃癌細胞凋亡作用。其作用機制抑制了多藥耐藥蛋白MRP1的表達進而增加阿霉素在耐阿霉素胃癌細胞中的聚集,明顯導致耐阿霉素胃癌細胞G2/M期細胞周期阻滯,通過增加促凋亡蛋白p53、Bax的表達和抑制抗凋亡蛋白Bcl-2表達,以及激活caspase-3和PARP活性而加強阿霉素對耐阿霉素胃癌細胞凋亡作用,激活耐阿霉素胃癌細胞自噬的信號通路而導致自噬性細胞死亡[23]。HU等通過地高辛雙向轉(zhuǎn)運實驗表明丹參中丹參酮類化合物隱丹參酮和二氫丹參酮對結(jié)腸癌細胞P-gp功能具有抑制作用。隱丹參酮和二氫丹參酮能夠加強阿霉素對P-gp過表達的耐藥結(jié)腸癌細胞SW620 Ad300細胞的細胞毒活性。其作用機制是通過下調(diào)P-gp的mRNA和蛋白表達和抑制P-gp ATP酶的活性進而增加阿霉素在腫瘤細胞中的聚集而逆轉(zhuǎn)耐藥性[24]。陳英玉等[25]研究表明10 μmol/L大黃素能將阿霉素對人急性白血病HL-60/ADR細胞的IC50值由(36.69±0.25)μmol/L提高到(8.91±1.17)μmol/L,逆轉(zhuǎn)了HL-60 /ADR細胞對阿霉素耐藥作用,其作用機制大黃素下調(diào)了MRP1、TOPOⅡβ,GST π和BCL-2耐藥相關(guān)基因mRNA和蛋白表達水平,增加細胞內(nèi)阿霉素的蓄積水平。
蒽醌類化合物通過作用于凋亡相關(guān)基因,如Bax、P21、caspase-3、caspase-7、P53,降低線粒體的膜電位和增加活性氧的產(chǎn)生、激活耐阿霉素腫瘤細胞自噬的信號通路,通過作用于耐藥蛋白,如P-gp、MRP1、TOPOⅡβ、GST π,BCL-2進而增強阿霉素抗腫瘤活性。
SYU ICHI KANNO等研究表明papuamine與阿霉素聯(lián)合作用明顯抑制乳腺癌MCF7細胞的增殖,進一步研究表明papuamine與阿霉素聯(lián)合作用激活了腫瘤細胞的JNK蛋白磷酸化,發(fā)揮抗腫瘤作用[26]。Dan等研究表明漢防己甲素通過下調(diào)P-gp的蛋白表達抑制P-gp外排功能進而增加阿霉素在耐藥腫瘤細胞株人鱗狀細胞癌細胞KB-C2細胞和人結(jié)腸癌細胞SW620/Ad300細胞中聚集,增強阿霉素的細胞毒活性而逆轉(zhuǎn)耐藥腫瘤細胞株對阿霉素的耐藥性[27]。
ZHONG等研究表明20 μmol/L蓬莪術(shù)環(huán)二烯能夠增強阿霉素對雌激素受體α不表達的乳腺癌MDA-MB-231細胞和雌激素受體α低表達乳腺癌細胞4T1細胞抑制活性,IC50值分別為1.319 μmol/L和1.214 μmol/L, 但對阿霉素作用于雌激素受體α表達的乳腺癌MCF-7和T-47D細胞的細胞毒作用無加強作用,也不增強阿霉素對正常細胞乳腺上皮細胞、巨噬細胞、肝細胞和心肌細胞的細胞毒作用,其作用機制是蓬莪術(shù)環(huán)二烯聯(lián)合阿霉素增加雌激素受體α低表達乳腺癌細胞的凋亡激活caspase信號通路[28]。李錦梅等從半枝蓮中分離得到6個新克羅烷型二萜化合物,無明顯的細胞毒性20 μmol/L Scutebarbatine Y、Scutebarbatine B、Scutebartine F和 Scutebarbatine C具有逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞HepG2/Adr多藥耐藥的作用,逆轉(zhuǎn)倍數(shù)分別為39.42、15.76、18.45和14.04,其作用機制可能是通過抑制P-糖蛋白的外排功能來促進阿霉素在HepG2/Adr細胞中的積累逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞多藥耐藥[29]。雷公藤甲素是一類環(huán)氧二萜內(nèi)酯化合物,是雷公藤的主要活性成分之一。研究表明0.01 μmol/L雷公藤甲素明顯提高了阿霉素對耐藥急性白血病細胞株NALM-6/R細胞的細胞毒活性,IC50由(4.85±0.95)μmol/L提高到(0.32±0.081)μmol/L,且0.01 μmol/L雷公藤甲素與無細胞毒活性0.5 μmol/L阿霉素聯(lián)合作用于NALM-6/R細胞48 h后,明顯增加阿霉素誘導NALM-6/R細胞的凋亡,凋亡率由(5.56±0.04)%增加到(24.60±3.23)%。其作用機制是破壞細胞線粒體膜電位、增加活性氧的產(chǎn)生、上調(diào)促凋亡蛋白caspase-9表達以及抑制檢驗點激酶1和2的磷酸化和增加γH2A.X的蛋白表達進而導致細胞DNA損傷而發(fā)揮誘導NALM-6/R細胞的凋亡[30]。川楝素是來自于川楝的一類五環(huán)三萜類化合物。0.2 μmol/L川楝素和10 μg/mL阿霉素對耐阿霉素的乳腺癌細胞MCF-7/ADM均無細胞毒活性,但0.2 μmol/L川楝素卻能明顯增加10 μg/mL阿霉素對耐阿霉素的乳腺癌細胞MCF-7/ADM凋亡率到60%,合用指數(shù)為0.016,表明川楝素和阿霉素很強協(xié)同作用,且均能加強阿霉素對三陰性乳腺癌細胞人源MDA-MB-231和MDA-MB-468細胞以及鼠源4T1乳腺癌細胞細胞毒活性。川楝素能明顯增加阿霉素在乳腺癌細胞中的聚集,尤其是細胞核中聚集。其作用機制通過川楝素抑制轉(zhuǎn)運蛋白ABCB1的蛋白表達,并通過抑制PI3K酶催化亞基P110α和P110β的表達以及抑制DNA-PKcs表達進而抑制阿霉素導致的Akt磷酸化,而對正常細胞的P110α和P110β的表達無影響。體內(nèi)實驗表明川楝素和阿霉素聯(lián)合作用明顯抑制腫瘤的生長,抑制率接近90%,且無明顯的體內(nèi)毒性[31]。YAN等研究表明1 μmol/L土貝母苷甲與0.2 μmol/L阿霉素聯(lián)合作用明顯抑制結(jié)直腸癌SW480細胞和HCT116細胞的增殖,其作用機制可能是土貝母苷甲抑制腫瘤細胞的自噬流作用[32]。LI等研究表明熊果酸與阿霉素聯(lián)合作用具有協(xié)同作用,可以逆轉(zhuǎn)乳腺癌細胞MCF-7/ADR的多藥耐藥性。其作用機制通過抑制P-gp功能進而加強阿霉素進入細胞內(nèi)并聚集在細胞核中,并影響細胞的能量代謝包括糖酵解、三羧酸循環(huán)、谷氨酰胺代謝和能量代謝相關(guān)氨基酸的合成包括丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、甘氨酸等,進而逆轉(zhuǎn)乳腺癌細胞的多藥耐藥性[33]。GAO等研究表明來自木瓣樹的二聚體型愈創(chuàng)木烷型倍半萜Vielanin P對腫瘤細胞和正常細胞均無細胞毒活性,但能增強阿霉素對多藥耐藥人乳腺癌MCF-7/MDR細胞和人白血病K562/MDR細胞的細胞毒活性。20 μmol/L Vielanin P可以將阿霉素的IC50值由(121.184±4.994)μmol/L和(14.884±1.036)μmol/L提高到(7.153±0.274)μmol/L和(1.321±0.437)μmol/L,其作用機制是通過抑制PI3K/Nrf2信號通路而抑制MRP1的表達,進而增加阿霉素在細胞內(nèi)聚集而發(fā)揮增強阿霉素對多藥耐藥腫瘤細胞的細胞毒活性[34]。
萜類化合物通過作用于caspase信號通路,也可以作用于腫瘤細胞的耐藥蛋白,如P-gp、MRP1,通過導致腫瘤細胞DNA損傷、抑制腫瘤細胞的自噬流作用、影響腫瘤細胞的能量代謝而增強阿霉素抗腫瘤活性。
TO等從通關(guān)藤中分離了30個C21甾類化合物,均對腫瘤細胞無細胞毒性,評價其對P-gp過表達結(jié)腸癌細胞SW620/Ad300、MRP-1,過表達乳腺癌細胞MCF-7/VP、ABCG2,過表達MCF-7/FLV1000逆轉(zhuǎn)多藥耐藥活性。其中化合物P8、P26和P27均能增強阿霉素對這三種腫瘤細胞的細胞毒活性,化合物P2、P3和P6能增強阿霉素對腫瘤細胞SW620/Ad300和MCF-7/VP的細胞毒活性,化合物P1、P4、P5、P9和P28僅能增強阿霉素對腫瘤細胞SW620/Ad300的細胞毒活性。其作用機制是化合物P8、P26和P27通過抑制P-gp、MRP-1和ABCG2蛋白外排活性增加細胞內(nèi)阿霉素的濃度,化合物P2、P6通過抑制P-gp和MRP-1蛋白外排活性增加細胞內(nèi)阿霉素的濃度,化合物P3通過抑制MRP-1蛋白外排活性增加細胞內(nèi)阿霉素的濃度,化合物P1、P5通過抑制P-gp外排活性增加細胞內(nèi)阿霉素的濃度,進而增強阿霉素對耐藥腫瘤細胞的細胞毒活性。分子對接表明有逆轉(zhuǎn)耐藥活性的化合物能夠進入P-gp的α亞單位和β亞單位形成的空腔,通過氫鍵與P-gp較好的結(jié)合,發(fā)揮抑制作用[35]。表油菜素內(nèi)酯是一類植物來源的類固醇類激素。SADAVA等研究表明表油菜素內(nèi)酯可以增強阿霉素對耐藥小細胞肺癌VPA17細胞的細胞毒活性,1 μmol/L表油菜素內(nèi)酯將阿霉素對VPA17細胞的IC50值由(0.37±0.24)μmol/L提高到(0.09±0.05)μmol/L,聯(lián)合指數(shù)為0.65,具有協(xié)同增效的作用,作用機制是激活Wnt信號通路[36]。
五味子甲素是一類木脂素類成分,是五味子的主要成分。 ZHANG等研究表明五味子甲素具有逆轉(zhuǎn)乳腺癌MCF-7/DOX細胞耐阿霉素的活性。研究表明無細胞毒活性的20 μmol/L的五味子甲素能將阿霉素對MCF-7/DOX細胞的IC50由(42.10±6.20)μmol/L提高到(11.13±2.56)μmol/L。其作用機制是通過抑制P65和Stat3的磷酸化進而抑制P-gp的表達,最終抑制P-gp外排功能而增加阿霉素在MCF-7/DOX細胞中的聚集發(fā)揮逆轉(zhuǎn)耐阿霉素的活性[37]。
2.1.1 鞣質(zhì)類化合物
(-)-Epigallocatechin-3-gallate(EGCG)通過增加S180腫瘤移植鼠的錳超氧化物歧化酶和線粒體膜電位,降低心肌鈣的含量以及活性氧的產(chǎn)生進而降低阿霉素導致的心臟毒性[3]。
2.1.2 黃酮類化合物
12.5 μmol/L柚皮素能夠明顯將阿霉素降低心肌細胞H9c2細胞內(nèi)的GSH含量和SOD酶活力升高,降低阿霉素升高的活性氧的含量,降低阿霉素升高的cleaved-Caspase3蛋白表達水平和升高阿霉素降低的Bcl-2蛋白表達水平及Bcl-2/Bax比值。因此,二氫黃酮類化合物柚皮素通過抗氧化應激和抑制細胞凋亡進而對阿霉素導致心肌細胞損傷發(fā)揮保護作用[38]。體內(nèi)研究表明給予小鼠20 mg/kg阿霉素10 d后,小鼠因阿霉素的心臟毒性而100%致死,而500 mg/kg二氫楊梅素能夠維持給予小鼠20 mg/kg阿霉素10 d后的生存率為80%,且二氫楊梅素明顯降低血清AST、LDH和CKMB的活性,表明二氫楊梅素能夠阻止阿霉素引起的急性心肌損傷。體外研究表明二氫楊梅素通過減低活性氧的產(chǎn)生和抑制MDM2連接酶活性進而抑制ARC蛋白的泛素化的降解而抑制阿霉素導致心肌細胞凋亡[39]。WANG等從甘青青蘭中分離出17個黃酮類化合物,評價了它們抗氧化的活性和心臟保護作用;其中木犀草素7-O-β-D-葡萄糖苷具有較強的抗氧化能力和對阿霉素導致心臟毒性具有較強的心臟保護作用,其作用機制是通過PTEN/Akt 和ERK 信號通路以及抑制活性氧的產(chǎn)生和細胞內(nèi)鈣離子的濃度而發(fā)揮抑制阿霉素導致心肌細胞H9c2凋亡,發(fā)揮心臟保護作用[40-41]。水飛薊賓是從水飛薊中提取出的一種多酚類黃酮抗氧化劑,鄭超等體內(nèi)研究表明100 mg/kg水飛薊賓能明顯改善阿霉素引起的小鼠心肌組織出現(xiàn)明顯“空泡化”變性和心肌收縮和舒張功能障礙,表明水飛薊賓對阿霉素心臟毒性具有保護作用;其作用機制是水飛薊賓可以增加阿霉素抑制小鼠心肌組織SIRT3表達量和活性,進而抑制心肌ROS產(chǎn)量和降低阿霉素處理后心肌組織Bax 和cleaved Caspase-3的表達量,提高Bcl-2表達量降低了阿霉素處理后心肌細胞凋亡率,表明水飛薊賓可通過由SIRT3信號介導通路抑制阿霉素導致氧化應激損傷和心肌凋亡發(fā)揮心臟保護作用[42]。
綜上所述,黃酮類化合物主要通過抗氧化活性作用抑制活性氧的產(chǎn)生進而減輕阿霉素導致心臟毒性的作用。
2.1.3 有機酚類化合物
SAMEER E.ALHARTHI等研究表明大鼠給予10 mg/kg白藜蘆醇明顯降低阿霉素增加的大鼠血清心肌酶活性包括LDH和CPK,由增加的2.7倍,分別降低至1.9倍和1.6倍,且明顯增加總抗氧化能力;白藜蘆醇明顯降低阿霉素導致大鼠心臟MDA產(chǎn)生21%,并增加心臟組織中谷胱甘肽的含量;通過電子顯微鏡檢查表明白藜蘆醇明顯改善阿霉素導致的大鼠心臟組織的肌原纖維大量碎裂和裂解,以及線粒體空洞化或失去線粒體脊,甚至給與白藜蘆醇后,能夠?qū)⒚顾靥幚淼拇笫笮呐K組織的心肌細胞和線粒體恢復到正常形態(tài)[43]。
2.1.4 多糖類化合物
Yuan Cao等研究表明黃芪多糖能夠恢復阿霉素導致的心肌細胞自噬失常,進而抑制阿霉素引起的心肌細胞的凋亡;進一步研究表明黃芪多糖通過調(diào)節(jié)AMPK/mTOR通路對阿霉素引起的心臟毒性發(fā)揮心臟保護作用[44]。
2.1.5 有機酸及酯類化合物
Diethyl blechnic是從丹參中分離的一類有機酯類化合物,對阿霉素導致心臟毒性具有心臟保護作用。Diethyl blechnic明顯抑制阿霉素誘導的心肌細胞H9c2細胞和原代培養(yǎng)大鼠心肌細胞凋亡。Diethyl blechnic改善了阿霉素導致心肌細胞H9c2細胞凋亡形態(tài)以及線粒體膜電位的降低。研究表明Diethyl blechnic增加抗凋亡基因Bcl-2、Bcl-xl的蛋白表達、降低促凋亡基因Bax的蛋白表達,并能明顯增加Survivin蛋白表達,降低p-p53、細胞色素c和caspase 3、caspase 7、caspase 8、caspase 9的蛋白表達;進一步研究表明Diethyl blechnic通過抑制活性氧的產(chǎn)生以及激活JNK1/2通路發(fā)揮抑制阿霉素誘導心肌細胞的凋亡[45]。
2.1.6 蒽醌類化合物
50 mg/kg隱丹參酮通過恢復阿霉素抑制大鼠心肌細胞線粒體復合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的活性,進而增加大鼠心肌細胞ATP產(chǎn)生,而且能將阿霉素導致線粒體膜電位由0.61±0.08恢復到0.78±0.07,并減少阿霉素通過氧化應激對線粒體的損傷;阿霉素導致大鼠心肌細胞線粒體相關(guān)功能蛋白PGC-1a、NRF-1和TFAM表達降低,隱丹參酮能夠明顯增加這些功能蛋白的表達;隱丹參酮能夠明顯降低大鼠心肌細胞NO含量升高以及iNOS活性增加,能增加谷胱甘肽過氧物酶的活性,進而減少阿霉素對大鼠心肌細胞氧化應激的損傷。因此,隱丹參酮能夠?qū)Π⒚顾貙е碌男呐K毒性具有心臟保護作用[46]。袁李禮[47]研究表明丹參酮ⅡA能夠明顯增加阿霉素減少的心肌細胞H9C2細胞數(shù)量,減少阿霉素增加的MDA和增加阿霉素減少的SOD,3 -甲基腺嘌呤抑制心肌細胞自噬后,減少丹參酮ⅡA增加的心肌數(shù)量,增加丹參酮ⅡA減少的MDA和減少丹參酮ⅡA增加的SOD,且丹參酮ⅡA明顯增強了心肌細胞H9C2細胞自噬標志分子LC3表達。因此,丹參酮ⅡA通過自噬減輕阿霉素誘導的心肌細胞氧化應激損傷,對阿霉素導致心臟毒性發(fā)揮保護作用。
2.1.7 生物堿類化合物
苦參堿是苦參中提取的有效成分,對阿霉素導致心肌細胞H9C2細胞線粒體膜電位降低具有顯著改善,并明顯抑制阿霉素導致心肌細胞凋亡,表明苦參堿對阿霉素導致心肌細胞損傷具有顯著改善作用;其作用機制苦參堿可以通過提高阿霉素減低線粒體Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶的活性,改善線粒體膜電位,顯著降低阿霉素導致心肌細胞凋亡[48]。甲基蓮心堿是從蓮子中分離的一類雙芐基異喹啉類生物堿,對阿霉素導致的心臟毒性作用具有心臟保護作用。其作用機制甲基蓮心堿可以抑制阿霉素導致心肌細胞線粒體超氧化物的產(chǎn)生,抑制阿霉素導致心肌細胞谷胱甘肽含量和抗氧化酶活性降低而提高心肌細胞抗氧化作用,可以激活阿霉素抑制的IGF-1R/PI3K/Akt信號,并通過增加Nrf2在細胞核的表達以及增加HO-1和SOD1的表達抑制阿霉素導致的細胞自噬進而發(fā)揮改善阿霉素導致的心臟毒性作用[49]。吳茱萸次堿是從天然植物吳茱萸中提取的吲哚喹唑啉類生物堿,可顯著改善阿霉素損傷后心肌細胞H9c2細胞的活力,減少阿霉素導致心肌細胞LDH 釋放和阿霉素導致的心肌細胞的凋亡,其作用機制是吳茱萸次堿降低了阿霉素導致心肌細胞內(nèi)活性氧釋放[50]。
生物堿類化合物主要通過改善阿霉素對心肌細胞的氧化損傷和細胞自噬發(fā)揮心臟保護作用。
2.1.8 甾體類化合物
Chih-Tai Chen等體內(nèi)研究表明薯蕷皂苷元對阿霉素導致的心臟毒性具有抑制作用。薯蕷皂苷元改善了阿霉素導致的小鼠體重,心臟重量以及心率和血壓的異常,并明顯降低阿霉素引起的心肌損傷指標LDH、CPK和CK-MB的升高。機制研究表明薯蕷皂苷元通過降低PDE5活性而提高心肌組織中cGMP的含量保護心臟組織,并通過抑制PKA和MAPK信號通路改善阿霉素對心臟組織的氧化應激損傷,也抑制阿霉素對Caspase-3激活,線粒體功能紊亂和NF-kB表達而抑制阿霉素導致心肌細胞的凋亡[51]。Lisha Zhao等通過體內(nèi)外研究表明薯蕷皂苷對阿霉素導致的心臟毒性具有心臟保護作用。其作用機制通過抑制miR-140-5p表達,進而激活Nrf2 和 Sirt2信號通路和抑制活性氧的產(chǎn)生發(fā)揮抑制阿霉素對心臟組織的氧化應激而發(fā)揮心臟保護作用[52]。
2.1.9 萜類化合物
芍藥苷是一種單萜類化合物,是中藥芍藥中的一種主要活性成分。譚娜等[53]體內(nèi)研究表明芍藥苷能明顯改善阿霉素導致的大鼠心肌組織損傷,降低阿霉素升高大鼠血清中的LDH和CK濃度,并明顯抑制阿霉素誘導的心肌細胞凋亡。其作用機制是芍藥苷可以顯著抑制心肌組織中ROS水平進而減少線粒體細胞色素C的釋放抑制Caspase-3表達及活性發(fā)揮對阿霉素誘導的心肌細胞凋亡具有保護作用。京尼平苷為環(huán)烯醚萜類化合物,是梔子和杜仲的主要活性成分。胡連杰等研究表明京尼平苷可以減低阿霉素所致小鼠心臟體質(zhì)比增加,減少LDH和CK的釋放并改善了阿霉素導致小鼠心肌結(jié)構(gòu)紊亂,表明京尼平苷對阿霉素所致小鼠心臟毒性具有保護作用[54]。
2.2.1 黃酮類化合物
Dalbergioidin是一類異黃酮類化合物,能夠明顯的改善阿霉素導致的小鼠腎毒性。Dalbergioidin能夠顯著抑制阿霉素所致的尿蛋白、甘油三酯、血尿素氮和肌酐的升高。Dalbergioidin可以抑制阿霉素引起的小鼠α-SMA、纖維連接蛋白的表達升高,而升高阿霉素引起的小鼠E-cadherin表達降低,表明Dalbergioidin可以改善阿霉素導致的小鼠腎纖維化;其作用機制Dalbergioidin能夠減低SMAD3的磷酸化水平和Ⅲ型膠原的表達,升高Smad7的表達,并能降低TGF-β的表達,降低阿霉素引起活性的氧產(chǎn)生,改善阿霉素導致的腎纖維化[55]。戴恩來等體內(nèi)研究表明槲皮素對阿霉素導致的大鼠腎小球硬化具有顯著改善作用,槲皮素能顯著降低阿霉素升高的24 h尿蛋白、尿素氮、肌酐、膽固醇、三酰甘油、腎小球硬化指數(shù),并呈劑量依賴性降低,且HE染色顯示槲皮素對阿霉素所致的大鼠腎組織發(fā)生局灶節(jié)段性腎小球硬化和廣泛的腎間質(zhì)纖維化具有明顯的改善作用,高劑量組最為明顯;抑制阿霉素上調(diào)腎小球α-SMA和FSP-1表達,促進阿霉素下調(diào)腎小球ZO-1和Nephrin的表達,并呈劑量依賴性,表明槲皮素從基因和蛋白水平保護腎小球足細胞,并抑制腎小管-間質(zhì)細胞的表型轉(zhuǎn)化,減輕阿霉素導致的腎小球硬化程度[56]。
2.2.2 香豆素類化合物
Mao-Mao Zhu等研究表明蟛蜞菊內(nèi)酯通過抑制IκK/IκB/NF-κB信號通路抑制阿霉素對腎足細胞MPC-5細胞的炎癥反應和氧化應激而發(fā)揮改善阿霉素導致的急性腎損傷[57]。
2.2.3 萜類化合物
黃芪甲苷是黃芪的主要活性成分,為三萜皂苷類成分。WANG等研究表明黃芪甲苷可以改善阿霉素導致的腎病綜合癥。黃芪甲苷能夠明顯降低阿霉素腎病大鼠的尿蛋白和升高血清蛋白。其作用機制是通過升高了腎臟nephrin和podocin表達[58]。
2.2.4 多糖類化合物
王明娟研究表明黃芪多糖可以將阿霉素誘導后小鼠腎小球足細胞活力提高,表明黃芪多糖對阿霉素誘導的腎小球足細胞損傷具有保護作用,其作用機制是黃芪多糖上調(diào)了阿霉素抑制Nephrin表達,下調(diào)阿霉素增強Desmin表達[59]。
2.3.1 有機酚類化合物
MOHEBBATI等研究表明香荊芥酚作為Zataria multiflora的主要成分,能夠抑制阿霉素導致的肝毒性。體內(nèi)實驗研究表明20 mg/kg香荊芥酚能夠明顯降低5 mg/kg阿霉素導致大鼠肝毒性后血清ALP、AST和ALT升高;香荊芥酚明顯降低阿霉素升高的大鼠肝臟組織的MDA含量,以及恢復阿霉素降低的大鼠肝臟組織的CAT的活性。因此,香荊芥酚通過增強抗氧化系統(tǒng)功能而降低阿霉素對肝臟的氧化應激損傷而抑制阿霉素導致肝毒性[60]。
2.3.2 生物堿類化合物
茶氨酸是一類谷氨酸衍生物,主要來自于綠茶。NAGAI等通過體內(nèi)研究表明10 mg/kg茶氨酸能夠明顯降低20 mg/kg阿霉素升高的血清AST和ALT活性,表明茶氨酸能夠明顯抑制阿霉素導致的急性肝毒性。其作用機制是抑制肝組織Bax的表達和cleaved caspase-3蛋白表達。因此,茶氨酸通過抑制內(nèi)在的caspase-3依賴的凋亡信號通路[61]。
2.3.3 甾體類化合物
SONG等研究表明薯蕷皂苷可以改善阿霉素導致的肝毒性。體內(nèi)外研究表明薯蕷皂苷通過抑制肝細胞的氧化應激、炎癥、凋亡而改善阿霉素導致的肝毒性。其作用機制是通過作用于Sirt1/FOXO1/NF-κB信號通路發(fā)揮作用[62]。
2.4.1 香豆素類化合物
蛇床子素是一類香豆素化合物,來源于蛇床子素的果實。SHOKOOHINIA等研究表明7 μg/mL蛇床子明顯減弱5 μmol/L阿霉素對神經(jīng)元細胞誘導的凋亡,其作用機制是抑制阿霉素導致線粒體功能紊亂和細胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生[63]。
2.4.2 有機酚類化合物
王宏宇等[64]體外研究表明100 μg/mL姜黃素能明顯降低阿霉素對神經(jīng)膠質(zhì)細胞大鼠施旺細胞S16細胞增殖抑制,并能降低阿霉素升高的Caspase-8凋亡蛋白表達,升高了NF-kB與SOD表達,減低了阿霉素升高的TNF-α表達,表明姜黃素通過NF-kB信號通路保護阿霉素神經(jīng)毒性損害的S16細胞。因此,姜黃素可以降低阿霉素產(chǎn)生的神經(jīng)毒副作用。
中藥中的化學成分具有結(jié)構(gòu)多樣性、來源廣泛,藥理活性顯著的特點。對中藥單體成分與臨床抗腫瘤藥物的聯(lián)合作用研究,特別是與阿霉素的聯(lián)合作用研究,是中藥研究的一大熱點。對中藥單體增強阿霉素抗腫瘤活性和減輕其心臟毒性進行了大量研究,且對減輕阿霉素的腎毒性、肝毒性、神經(jīng)毒性等也進行了相關(guān)研究。大量研究表明不同種類的中藥單體成分均能夠增強阿霉素抗腫瘤活性,特別是萜類化合物,作用機制明確,且具有不同作用機制,包括作用于caspase信號通路,也可以作用于腫瘤細胞的耐藥蛋白,通過導致腫瘤細胞DNA損傷、抑制腫瘤細胞的自噬流作用、影響腫瘤細胞的能量代謝而增強阿霉素抗腫瘤活性。大部分種類中藥單體可以降低阿霉素的心臟毒性,其中黃酮類化合物、香豆素類化合物、萜類化合物、多糖類化合物可以降低阿霉素的腎臟毒性,有機酚類化合物、生物堿類化合物、甾體類化合物可以降低阿霉素的肝臟毒性,香豆素類化合物可以降低阿霉素的神經(jīng)毒性。因此,從中藥成分中開發(fā)出可用于阿霉素增效減毒臨床藥物具有廣闊的前景。