呂彥霖,潘耀振,2
膽管癌是一種來源于膽管上皮的膽管腺癌。根據(jù)解剖位置分為肝內(nèi)膽管癌和肝外膽管癌兩種亞型。近年來,肝內(nèi)膽管癌的發(fā)病率和死亡率不斷上升,這與肝外膽管癌并不一致[1-3]。膽管癌的發(fā)生可能與一系列危險(xiǎn)因素有關(guān),例如乙型和丙型肝炎感染、肝硬化、肥胖癥以及糖尿病等,但病因尚不清楚[4-5]。目前膽管癌的治療策略包括手術(shù)、化療和放療。手術(shù)治療是膽管癌的首選治療方法。據(jù)統(tǒng)計(jì),肝門周圍膽管癌患者接受手術(shù)或肝移植的5年生存率相對(duì)較低[6]。目前,已證明基于5-氟尿嘧啶的治療方案可以稍微延長(zhǎng)患者生存時(shí)間[7],但化療可能會(huì)導(dǎo)致不良反應(yīng)并降低患者的生活質(zhì)量,極大地增加患者負(fù)擔(dān)[8-9]。
近期研究發(fā)現(xiàn),許多中國(guó)傳統(tǒng)中藥,在包括膽管癌在內(nèi)的多種癌癥的治療中均表現(xiàn)出優(yōu)秀的抗腫瘤作用,與此同時(shí),中藥有著價(jià)格低廉、儲(chǔ)量豐富等諸多優(yōu)勢(shì),所以在膽管癌的治療中,中藥被認(rèn)為是一種有效且安全的補(bǔ)充替代療法。本文從不同層面綜述近年來中藥抗膽管癌的作用機(jī)制及研究進(jìn)展,為膽管癌的防治提供新的思路。
膽管癌細(xì)胞無限增殖是膽管癌難以控制且易復(fù)發(fā)的主要原因。同時(shí),細(xì)胞增殖和凋亡過程機(jī)制復(fù)雜,涉及許多基因。如果癌基因和原癌基因被激活,細(xì)胞就會(huì)過度生長(zhǎng),凋亡過程被阻斷,從而產(chǎn)生大量膽管癌細(xì)胞。因此,抑制膽管癌細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)膽管癌細(xì)胞凋亡,可為膽管癌的防治提供新的思路和方法。
網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是結(jié)合藥理學(xué)、分子生物學(xué)、電子技術(shù)和生物信息學(xué),使中藥有效成分、相關(guān)靶點(diǎn)、途徑和疾病之間形成網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的一種很有前途的研究方法。使用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)來識(shí)別草藥靶點(diǎn)和潛在機(jī)制,對(duì)于節(jié)省藥物發(fā)現(xiàn)和設(shè)計(jì)所需的資金、精力和時(shí)間變得越來越重要。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)成功地實(shí)現(xiàn)了藥物疾病靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和可視化,有助于從多角度評(píng)價(jià)藥物的作用機(jī)制[10]。
Wang等[11]利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法和細(xì)胞模型研究了黃芪對(duì)膽管癌的作用,并預(yù)測(cè)了其核心靶點(diǎn)和分子機(jī)制。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析,黃芪含有16種活性成分,對(duì)膽管癌均有顯著的抗炎和抗腫瘤活性,以槲皮素和山奈酚為核心成分,5個(gè)最重要的生物靶標(biāo)是caspase3、MAPK8、MYC、EGFR和PARP,并通過蛋白質(zhì)印跡實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證顯示黃芪能顯著影響網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測(cè)的5個(gè)靶點(diǎn)的表達(dá),顯示了黃芪作為治療膽管癌新藥的潛力。
茵陳蒿湯是一種著名的中藥處方,在臨床上被用于清除熱量、消除濕氣和消除黃疸[12-13]。Chen等[14]通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)鑒定出茵陳蒿湯中32種具有抗腫瘤作用的有效活性成分,其中槲皮素、山奈酚、β-谷甾醇、異丁烯醇和豆甾醇等多種抗癌活性物質(zhì)被確定為茵陳蒿湯中重要的抗癌活性成分。篩選出了209個(gè)化合物靶標(biāo),有96個(gè)靶標(biāo)與癌癥有關(guān),其中AKT1、IL6、MAPK1、TP53和VEGFA被確定為與膽管癌相關(guān)的5個(gè)樞紐蛋白靶標(biāo),表明茵陳蒿湯是一種具有多靶點(diǎn)治療作用的多組分配方。通過分子對(duì)接分析,這些活性化合物和靶標(biāo)表現(xiàn)出良好的相互作用,并通過調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,如MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、PI3K-Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、癌細(xì)胞中的microRNA等發(fā)揮抗癌治療作用。他們又進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果顯示茵陳蒿湯可通過調(diào)節(jié)相關(guān)靶蛋白抑制細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡,發(fā)揮抗膽管癌作用。
Caspase家族能夠調(diào)控多種生物過程,在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡中發(fā)揮重要作用。Caspase-3是細(xì)胞凋亡最重要的效應(yīng)因子,在細(xì)胞凋亡過程中起著重要作用,其激活表明細(xì)胞凋亡進(jìn)入不可逆階段;Caspase-8是細(xì)胞凋亡最重要的啟動(dòng)子,能激活幾乎所有凋亡級(jí)聯(lián)的下游Caspase,放大凋亡信號(hào),進(jìn)而引起細(xì)胞凋亡;Caspase-12在調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡中起重要作用,激活的 Caspase-12從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞質(zhì),進(jìn)一步切割前體 Caspase-9,Caspase-9是促凋亡的Caspase,激活的Caspase-9能進(jìn)一步激活Caspase-3,最終激活PARP誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
本課題組研究發(fā)現(xiàn)[15],青藤堿對(duì)人膽管癌細(xì)胞系HUCCT-1和TFK-1中Cleaved-Caspase-3與Cleaved-Caspase-9的表達(dá)及凋亡均有調(diào)節(jié)作用,膽管癌細(xì)胞的總凋亡率和早期凋亡率均隨藥物濃度增高顯著升高。李彬彬等[16]將葛根素應(yīng)用于人膽管癌RBE細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)1 000 μg/ml葛根素可以通過Caspase途徑有效誘導(dǎo)RBE細(xì)胞凋亡,并可以顯著升高細(xì)胞中Cleaved-caspase-8、Cleaved-caspase-9蛋白及凋亡關(guān)鍵蛋白Bax的表達(dá),降低Bcl-2的表達(dá),表明葛根素是通過Caspase途徑誘導(dǎo)膽管癌細(xì)胞凋亡的??禃粤恋萚17]研究發(fā)現(xiàn),中藥復(fù)方抑瘤飲作用于膽管癌QBC939細(xì)胞,高劑量組(12 mg/kg)中膽管癌細(xì)胞出現(xiàn)顯著的細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化,其細(xì)胞核呈顯著變化,出現(xiàn)核染色質(zhì)固縮,甚至出現(xiàn)畸形核,并通過上調(diào)PARP、Caspase-9、Caspase-12等凋亡關(guān)鍵蛋白的表達(dá),進(jìn)一步激活相關(guān)的家族級(jí)聯(lián)反應(yīng),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,作用效果以高劑量組最為顯著。
Mcl-1蛋白在癌細(xì)胞中是一種相當(dāng)重要的抗凋亡蛋白,其在保護(hù)腫瘤細(xì)胞逃避凋亡、導(dǎo)致腫瘤耐藥性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。以往的研究表明,Mcl-1蛋白在膽管癌細(xì)胞中高度表達(dá),與膽管癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[18]。與Mcl-1蛋白密切關(guān)聯(lián)的重要細(xì)胞信號(hào)通路有很多,有研究報(bào)道稱NFκB/miR-29b/Mcl-1及DNA damage/Mule/Mcl-1這兩個(gè)通路在與Mcl-1蛋白密切相關(guān)的細(xì)胞通路當(dāng)中,發(fā)揮著調(diào)控腫瘤細(xì)胞凋亡的作用,為研究者們尋找高效、安全的抗腫瘤中藥提供了嶄新的思路。朱建明等[19]研究發(fā)現(xiàn),雙氫青蒿素能通過調(diào)節(jié)膽管癌QBC939細(xì)胞中Mcl-1基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中的MCL1-001、MCL1-002及MCL1-201的表達(dá)水平,在治療6、12、24、48、72 h時(shí)發(fā)揮誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡作用,且細(xì)胞凋亡率呈現(xiàn)劑量與時(shí)間依賴性,最高達(dá)到了96%,表明雙氫青蒿素通過調(diào)節(jié)Mcl-1蛋白發(fā)揮優(yōu)秀的誘導(dǎo)膽管癌細(xì)胞凋亡的作用。
細(xì)胞周期的調(diào)控是細(xì)胞最基本的行為,涉及多種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,從而形成復(fù)雜的分子網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)。細(xì)胞周期調(diào)控紊亂是腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。細(xì)胞周期有兩個(gè)重要的限制點(diǎn):G1/S和G2/M,真核細(xì)胞必須經(jīng)過G1-S轉(zhuǎn)化和DNA合成才能進(jìn)入S期并繼續(xù)增殖。RNA和蛋白質(zhì)的合成在G2期進(jìn)行,為M期的有絲分裂做準(zhǔn)備。它們?cè)诜肿铀缴蠌?fù)雜而活躍,容易受到外界因素的影響。如果能及時(shí)調(diào)控,對(duì)控制膽管癌細(xì)胞的發(fā)生發(fā)展具有重要意義。
張金鐸等[20]研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)用莪術(shù)醇可阻滯人膽管癌RBE細(xì)胞進(jìn)入S期,且劑量越高阻滯能力越強(qiáng),呈現(xiàn)出典型的增殖抑制和促進(jìn)凋亡的抗癌作用,并可以顯著抑制細(xì)胞周期蛋白D1的表達(dá),該結(jié)果表明莪術(shù)醇是通過調(diào)控細(xì)胞周期,進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡,從而發(fā)揮對(duì)膽管癌RBE細(xì)胞的抑制作用。朱幼姍等[21]研究人員發(fā)現(xiàn),不同濃度的蛇床子素對(duì)人膽管癌細(xì)胞系QBC939作用48小時(shí)后,均能調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程,使細(xì)胞周期阻斷在G2/M期,進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,0.15 mmol/L蛇床子素使QBC939細(xì)胞的凋亡率達(dá)到37.15%,并使其出現(xiàn)典型的凋亡形態(tài)學(xué)改變。
腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移導(dǎo)致其不良的臨床預(yù)后被認(rèn)為是抗腫瘤藥物治療的重要靶點(diǎn)。膽管癌同樣是一種高侵襲性腫瘤,患者確診時(shí)常伴有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,是臨床患者死亡的重要因素。因此,抑制膽管癌的侵襲和遷移對(duì)膽管癌的治療具有重要意義。
信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)是STAT家族的一員,被認(rèn)為是一種致癌基因。在不同類型的腫瘤中磷酸化后,具有轉(zhuǎn)錄因子活性,調(diào)節(jié)與細(xì)胞侵襲和遷移密切相關(guān)的各種功能蛋白的表達(dá)。最近,許多研究報(bào)道STAT3在膽管癌的轉(zhuǎn)移中起重要作用,并且其表達(dá)與膽管癌的手術(shù)結(jié)果呈負(fù)相關(guān)[22]。因此,STAT3信號(hào)被認(rèn)為是膽管癌的潛在治療靶點(diǎn)。
Zhu等[23]通過研究發(fā)現(xiàn),吳茱萸堿可以通過上調(diào)負(fù)反饋調(diào)節(jié)因子磷酸酶抗碎裂蛋白2(SHP-2)的表達(dá),進(jìn)而阻斷由IL-6/STAT3介導(dǎo)的膽管癌信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),導(dǎo)致膽管癌TKF-1細(xì)胞中侵襲遷移關(guān)鍵蛋白E-cadherin和N-cadherin表達(dá)下調(diào),從而抑制細(xì)胞侵襲遷移,這表明吳茱萸堿可通過抑制STAT3信號(hào)通路發(fā)揮抑制膽管癌細(xì)胞侵襲遷移的作用。鄧秋媛等[24]將紫草素應(yīng)用于人肝內(nèi)膽管癌RBE細(xì)胞,通過M2型丙酮酸激酶-信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子3(PKM3-STAT3)通路,發(fā)現(xiàn)PKM2、 p-STAT3蛋白表達(dá)水平被抑制,進(jìn)而抑制膽管癌中侵襲遷移關(guān)鍵蛋白E-cadherin和N-cadherin的表達(dá)。因此,紫草素能有效地通過PKM3-STAT3信號(hào)通路抑制膽管癌細(xì)胞的侵襲和遷移。
上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT),其中上皮衍生的腫瘤具有間充質(zhì)干細(xì)胞特性,表明了腫瘤轉(zhuǎn)移的可能性,其機(jī)制是破壞腫瘤細(xì)胞間的細(xì)胞黏附,重塑細(xì)胞骨架,提高細(xì)胞的流動(dòng)性和侵襲性,最終導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。其促進(jìn)侵襲和遷移的同時(shí)伴隨著N-Cadherin、E-Cadherin和Vimentin的調(diào)節(jié),都是誘導(dǎo)膽管癌細(xì)胞侵襲和遷移的重要機(jī)制。鄭世勤等[25]通過應(yīng)用TGF-β1誘導(dǎo)人膽管癌細(xì)胞系RBE發(fā)生EMT,后應(yīng)用大蒜素進(jìn)行治療。通過MTT實(shí)驗(yàn)得到大蒜素24 h的IC50大約為130.7 μmol/L,應(yīng)用此濃度大蒜素進(jìn)行細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)以及Transwell實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示大蒜素可以顯著抑制由TGF-β1誘導(dǎo)的人膽管癌細(xì)胞的侵襲遷移,且可以上調(diào)膽管癌細(xì)胞中E-Cadherin,下調(diào) N-Cadherin、Vimentin的表達(dá)水平,表明大蒜素可通過抑制上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)對(duì)膽管癌細(xì)胞侵襲遷移的抑制。
腫瘤細(xì)胞的侵襲遷移,首先要降解細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix, ECM),在降解過程中,MMP2與MMP9為主要的降解酶。基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)可以通過破壞機(jī)體抑制腫瘤細(xì)胞侵襲遷移的屏障,降解細(xì)胞外基質(zhì)及基底膜,從而在腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)微環(huán)境,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)中發(fā)揮不可替代的作用。林雪晶等[26]發(fā)現(xiàn),木香烴內(nèi)酯可抑制膽管癌細(xì)胞的增殖,并可通過抑制膽管癌細(xì)胞中MMP-2、MMP-9表達(dá),抑制MMPs信號(hào)通路,進(jìn)而抑制膽管癌細(xì)胞的侵襲遷移。
耐藥性是指細(xì)胞反復(fù)接觸某一藥物后,對(duì)該藥物的敏感性降低,從而使該藥物的治療效果降低甚至失效。多藥耐藥性(multidrug resistance,MDR)是指腫瘤細(xì)胞同時(shí)對(duì)多種抗腫瘤藥物具有耐藥性的現(xiàn)象,是臨床化療失敗的主要原因,也是患者預(yù)后不良的重要因素。
研究人員通過應(yīng)用阿霉素(ADM)誘導(dǎo)人膽管癌細(xì)胞株QBC939的多藥耐藥,建立了人膽管癌細(xì)胞株QBC939/ADM。馬宏波等[27]發(fā)現(xiàn)人參有效成分人參皂苷Rg3能抑制人膽管癌細(xì)胞株QBC939/ADM中MDR1 mRNA的表達(dá),并通過下調(diào)MDR1的表達(dá)逆轉(zhuǎn)膽管癌細(xì)胞的多藥耐藥。劉秀妃等[28]發(fā)現(xiàn),姜黃素作用于QBC939/ADM細(xì)胞時(shí),單獨(dú)姜黃素對(duì)QBC939/ADM細(xì)胞沒有明顯的抑制作用,而姜黃素聯(lián)合環(huán)磷酰胺和5-氟尿嘧啶對(duì)QBC939/ADM細(xì)胞的抑制作用更好,明顯強(qiáng)于單獨(dú)使用,說明姜黃素具有顯著的逆轉(zhuǎn)耐藥作用。
治療膽管癌的臨床藥物種類繁多,其中最常見的是5-氟尿嘧啶(5-Fu)。 5-Fu是消化系統(tǒng)腫瘤中廣泛使用的化療藥物,價(jià)格低廉。此外,吉西他濱(GEM)、順鉑(CIS)和阿霉素(DOX)也有廣泛的應(yīng)用。然而,膽管癌對(duì)這些目前可用化療藥物的反應(yīng)很差。在臨床實(shí)踐中,醫(yī)生曾嘗試聯(lián)合使用不同的化療藥物,以最大限度地發(fā)揮抗癌作用,但聯(lián)合用藥的效果并不都很理想。
汪洋等[29]通過研究單獨(dú)使用細(xì)梗香草總皂苷以及與5-Fu聯(lián)合使用對(duì)膽管癌QBC939細(xì)胞所發(fā)揮抗癌作用的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)4 μg/ml的細(xì)梗香草總皂苷聯(lián)合3 μg/ml的5-Fu,可使膽管癌細(xì)胞的增殖抑制率達(dá)到65.3%,顯著強(qiáng)于單獨(dú)用藥,并且聯(lián)合用藥顯著增加膽管癌細(xì)胞中Caspase-3表達(dá),降低PARP表達(dá),且兩藥用藥濃度均小于其各自的IC50,表明細(xì)梗香草總皂苷與5-Fu具有協(xié)同作用,5-Fu對(duì)膽管癌的化療效果被其顯著增強(qiáng)。Fu等[30]研究者發(fā)現(xiàn),30 μg/ml 5-Fu聯(lián)合6 ml/mg槐耳相比單獨(dú)用藥,在膽管癌的治療方面具有更強(qiáng)的抗增殖、周期阻滯、誘導(dǎo)凋亡和抗轉(zhuǎn)移作用,并且聯(lián)合用藥可以顯著抑制膽管癌中STAT3及其靶基因(如Ki67、Cyclin D1、Bcl-2、MMP-2)的表達(dá),表明槐耳聯(lián)合5-Fu對(duì)膽管癌細(xì)胞Huh28具有協(xié)同抗腫瘤作用。
中藥及其活性成分能夠抑制膽管癌細(xì)胞的增殖、誘導(dǎo)凋亡、抑制侵襲轉(zhuǎn)移、逆轉(zhuǎn)耐藥性、協(xié)同抗腫瘤作用等,并通過不同機(jī)制在不同水平上達(dá)到抗膽管癌的目的,現(xiàn)已取得階段性突破,但仍存在諸多不足。與化療藥物相比,中藥的影響因素更多,作用機(jī)制更復(fù)雜,具有多靶點(diǎn)、多層次的特點(diǎn)。雖然中藥抗膽管癌的機(jī)制研究已經(jīng)深入到基因水平,但每種中藥的機(jī)制研究?jī)H限于一些已知的作用靶點(diǎn)和信號(hào)通路的調(diào)控,未能在新的領(lǐng)域取得突破,缺乏一定的深度;此外,大部分研究停留在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物階段,人體試驗(yàn)較少,很難反映藥物在體內(nèi)的代謝和機(jī)制。因此,對(duì)中藥防治膽管癌機(jī)制的研究應(yīng)更加深入和全面,以盡快構(gòu)建一個(gè)科學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)合傳統(tǒng)中藥配方治療膽管癌的理論體系。
利益沖突聲明:
所有作者均聲明不存在利益沖突。