五味子乙素逆转肿瘤细胞多药耐药性的研究进展

徐希妮，刘玉清，陶玉龙，侯晓节，吴海星综述，金 宏，齐 玲*审校 (吉林医药学院:.009级临床药学本科班，.病理教研室，吉林吉林 303)

肿瘤细胞的多药耐药性(multiple drug resistance，MDR)系指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药物出现耐药的同时，对其他许多结构不同、作用机制不同的抗肿瘤药物亦产生交叉抗药性，它是一种独特的广谱耐药现象［1］。MDR产生的机制目前认为主要有以下几种:P-糖蛋白(permeability glycoprotein，P-gp)的过度表达、多药耐药相关蛋白(multidrug-resistance related protein，MRP)的表达增加及细胞凋亡(Programmed cell death，PCD)相关基因对 MDR基因表达的调节［2］。此外，20世纪90年代发现的三磷酸腺苷结合盒转运蛋白G2(ATP-binding cassette sub-family G member 2，ABCG2)［3］可介导非经典的 MDR。总之，MDR的发生往往是多种机制共同作用的结果。五味子乙素(Schisandrin B，Sch B)是五味子属植物中的一个活性单体，它能降低肝细胞中转氨酶活性、抑制脂质过氧化，具有抗氧化、护肝等功效［4］。有研究表明Sch B具有抗肿瘤作用［5］，其抗肿瘤机制可能与逆转MDR有关，但Sch B是如何逆转MDR的，其相关报道还较少。

1 Sch B与P-gp

P-gp是由细胞多药耐药基因(MDR1)编码的分子量为170 000的磷酸糖蛋白，该蛋白属于ATP结合盒(ATP-binding cassette，ABC)跨膜转运蛋白超家族中的一员。P-gp作为一种跨膜蛋白，具有能量依赖性药物外输泵的作用。可通过ATP供能，将进入细胞的化疗药物“泵”至细胞外，从而降低细胞内药物浓度，使之达不到杀灭肿瘤细胞的浓度阈值，导致化疗失败［6］。因此，目前临床上逆转肿瘤细胞的MDR大多是以P-gp为靶点，抑制P-gp的“外泵”作用［7］而增加细胞内化疗药物的浓度。

针对P-gp这一 MDR 逆转靶点，Pan［8］等研究表明，Sch B具有很强的转运抑制作用，可以抑制P-gp的高表达，降低药物的外排作用，从而达到逆转多药耐药的效果。孙华［9］等发现五味子醇提取物含药血清对肿瘤多药耐药性有显著的逆转作用，其作用机制与降低药物外排泵功能，抑制P-gp基因和蛋白过度表达，从而增加抗肿瘤药物在细胞内的蓄积有关。孔华丽［10］等利用高效液相色谱和紫外光谱分析证明，五味子醇提取物中的有效成分为甲素和乙素，而五味子甲素的含量很低［9］。因此，五味子醇提取物含药血清逆转MDR的作用与其中的Sch B有关。另有研究发现，Sch B对P-gp介导的肿瘤细胞MDR有明确的体外逆转效果［11］。Sch B可能通过竞争性抑制、别构效应，或者是通过其上游调节蛋白激酶C(proteinkinase C，PKC)的活化影响 P-gp的生物学功能［12］。虽然Sch B具体是通过哪种方式发挥生物学功能还未确定，但可以肯定的是，Sch B是以P-gp为靶点逆转肿瘤细胞MDR的逆转剂。

2 Sch B与MRP

除P-gp以外，通过MDR基因扩增及其蛋白产物MRP的过表达也可引起MDR。MRP家族与P-gp同属于ABC转运蛋白超家族。MRP1是一种分子量为190 000的跨膜蛋白，它是MRP家族中发现最早、研究最深入的耐药相关蛋白，它是一种ATP能量依赖泵，可通过外排降低药物在胞内的积聚浓度来达到耐药［13］，也具有一定的药物转运功能。而MRP1的另一种生物学功能是促使药物在细胞内的重新分布。抗肿瘤药物主要作用于细胞核内的DNA或核酶，但是定位于细胞膜、内质网、高尔基体、细胞囊泡等处的MRP1可将药物隔绝于细胞内核周围的囊泡内，使其失去对DNA或核酶的杀伤作用，使细胞产生耐药性［14-15］。

由此推测，Sch B可通过逆转MRP1对不同化疗药物的转运来介导MRP1耐药性，其逆转机制与增加化疗药物的积聚能力有关。李玲［16］等利用Sch B和MRP1抑制剂 PRB，比较了在HL60/ADR和 HL60/MRP细胞中，Sch B和PRB分别促进DNR积聚以及CFDA积聚情况。研究发现，前者的积聚浓度明显高于后者，并且积聚物的多少具有Sch B浓度依赖性，由此得出Sch B可能是通过直接影响MRP1泵增加药物浓度的功能来逆转MDR。孙萌［17］等发现，耐药的肿瘤细胞中柔红霉素(DNR)存在异常分布，可能是MRP1将药物泵到了与靶点无关的囊泡或其他部位，而SchB可部分恢复此种异常分布，使散在分布的DNR重新泵回核内发挥药效。P-gp和MRP同属于ABC转运蛋白家族，Sch B是MPR1和P-gp的双重抑制剂［18］。

3 Sch B与ABCG2

同P-gp、MRP一样，ABCG2也是ABC转运蛋白家族的一员，所不同的是它是由一个跨膜结构域(trans-membrane domain，TMD)和一个核苷酸结合结构域(nucleotide binding domain，NBD)构成的所谓半分子ABC转运体(half ABC transporter)，它是一类与MDR密切相关的多药耐药跨膜蛋白［19］。ABCG2存在ATP结合盒，因此也具有ATP依赖性药物的外排功能。对高表达ABCG2蛋白的MCF-7和MDA-MB-231细胞的药敏试验研究显示，耐药细胞降低了NDR和罗丹明123的胞内积累，去除 ATP可逆转罗丹明123积累的降低［20］。由此猜想Sch B可以通过切断其ATP的供应或者抑制ATP水解来逆转其介导的MDR。

4 Sch B对PCD的诱导与MDR的逆转

细胞凋亡是由于外来因素触发了细胞内预存的死亡程序而引发的细胞自杀过程，是由特定基因控制的、细胞自主的、有序性的死亡，又称程序性细胞死亡。研究发现，体内多种因素，如集落刺激因子类因子、凋亡抑制基因如突变型p53、bcl-2等，均可抑制细胞凋亡［21］。这些因素的存在一方面使细胞对凋亡的敏感性降低，另一方面使细胞对诱导凋亡的药物产生耐药性。Lopes［22］等研究表明耐药细胞能抵抗由多种药物诱导的细胞凋亡;Palissot等［23］研究发现，HL-60/VCR可抵抗由非多药耐药性系列药物诱发的PCD;Robinson等［24］研究显示，抗药细胞中MDR1产物可维持细胞存活的内在离子环境，其过表达可导致细胞内碱性化，降低细胞对多种化疗药物诱导凋亡的敏感性。p53基因可调节MDR1基因的表达，p53基因的突变与MDR1过表达及抗药性有密切关系［25-26］。由此可见，PCD相关基因与MDR1基因有一定的内在联系，可相互影响各自的基因表达。

SchB可通过多种途径诱导肿瘤细胞的凋亡。研究表明，Sch B可增强多柔比星对SMMC-7721细胞和MCF-7细胞的凋亡作用，活化caspase-9，同时使线粒体膜电位蛋白缺失［27］，通过此途径诱导凋亡时会破坏线粒体的膜结构可能会使ATP的生成减少，从而抑制一些ATP依赖泵的外排药物作用，如P-gp、MRP和ABCG2等，这可能与Sch B逆转MDR有关。Sch B还可以阻滞细胞周期，使之停止增殖而凋亡。有实验表明，Sch B可使SGC-7901细胞停滞于G0/G1期，这可能与 mRNA 的下调有关［28］。Nishida［29］的研究发现，Sch B可同时降低毛细血管扩张性共济失调症突变蛋白ATM和抗凝血酶受体蛋白ATR的表达，在ATM不足时，Sch B可以抑制磷酸化的P53与Chk1(checkpoint kinase 1)蛋白的表达，可通过抑制P53蛋白的表达促进肺癌细胞A549的凋亡。因此，Sch B在诱导PCD的同时，会引发相关基因的改变，从而间接影响MDR1基因的表达，这可能也是Sch B逆转MDR的一种方式。目前虽有很多关于逆转MDR诱导PCD的报道，但是二者之间的具体关系还需要更深入的研究。

5 展望

目前临床上肿瘤多药耐药逆转剂有很多，但是应用效果不太理想，这主要因为其副作用较大。因此，毒性低而逆转作用强的化合物具有一定的开发潜力。综上所述，Sch B对P-gp和MRP1具有双重抑制作用，能够同时逆转两种机制介导的MRP1，又可通过影响细胞凋亡来逆转MDR。因此，作为一类价廉、低毒性的新型MDR逆转剂，Sch B是十分有前景的。目前对其机制的研究还尚不完全清楚，还需要更多的深入研究，相信以后对于Sch B作为MDR逆转剂的研究将成为肿瘤化疗治疗的一个亮点。

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