隐丹参酮抗肿瘤转移的研究进展

叶 欢，阮君山，王少明

（1.福建省立医院药学部，2.福建医科大学省立临床医学院，3.福建省立医院中医药分子生物学实验室，福建福州 350001）

隐丹参酮（cryptotanshinone，CPT）的化学结构为C19H20O3，Mw296.35，作为活血化瘀药丹参中主要的脂溶性成分二萜醌类化合物，广泛应用于心血管疾病的治疗，其作用机制与抑制细胞黏附分子的表达有关。同时，CPT也表现出一定的抗菌消炎及抑制免疫黏附的作用。近年来新的研究显示，CPT通过对多种信号通路的调控作用，亦显示出较好的抗肿瘤细胞转移的活性［1］。CPT可以抑制血管生成，促进肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的侵袭黏附，从而在一定程度上阻碍肿瘤细胞侵袭并防止其转移，具有抗肿瘤活性［2］。肿瘤转移是恶性肿瘤的基本生物学特征，是临床上绝大多数肿瘤患者的致死因素。因此，预防肿瘤转移是控制肿瘤恶化、提高患者生存质量及延长患者寿命的有效措施。本文通过探讨CPT抗肿瘤转移的作用机制，及其对心血管疾病以及炎症的抑制作用之间的关联，以期为今后进一步研究其抗肿瘤转移的作用机制提供思路。

1 隐丹参酮对心血管疾病和抗菌消炎的作用机制

CPT抗肿瘤转移的机制尚不明确，通过比较CPT对其他疾病的作用，发现其与抗肿瘤转移具有相同的靶点或调控机制。

1.1 抗菌消炎CPT不仅对金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和β-内酰胺酶阳性的金黄色葡萄球菌等具有明显的抑制作用，对机体的炎症反应也显示出抑制作用。炎症过程中，巨噬细胞被脂多糖（LPS）等物质激活后，可以分泌大量的炎性因子IL-6、TNF-α等。IL-6直接损伤血管内皮细胞，促进免疫黏附、微血栓形成、抑制内皮修复，使血管受损及高通透状态，加重了感染时的损伤。Tang等［3］通过免疫荧光及Western blot检测，发现CPT能通过抑制小鼠巨噬细胞样 RAW264.7细胞中 ERK1/2、p38MAPK、JNK等MAPKs，并且能完全阻断NF-κB的激活，进而抑制IL-6的活性，降低炎症反应的损伤，该研究同时也表明，CPT是一种潜在且有效的抗迁移药物。

1.2 抗心血管疾病

1.2.1 抗动脉粥样硬化 血管内皮的炎症是动脉粥样硬化发病的主要机制，而内皮细胞黏附分子的表达增多是炎症的起始阶段，其中细胞间黏附分子（ICAM-1）是目前研究较多、作用较明确的一类黏附分子［4］。CPT可剂量依赖性的抑制TNF-α诱导的人脐静脉内皮细胞黏附分子ICAM-1的基因表达，发挥抗动脉粥样硬化的作用，该作用的机制可能与其抑制转录因子NF-κB p65蛋白的核转运，从而抑制了NF-κB的激活有关［5］。

动脉硬化斑块不稳定性是急性冠脉综合征及缺血性脑血管病的病理基础，目前认为动脉硬化斑块不稳定性与基质金属蛋白酶（MMP）的增加密切相关［6］。研究显示，TNF-α诱导的人主动脉平滑肌细胞（HASMC）中，CPT可下调MMP-9 mRNA的转录，抑制 MMP-9生成［7］。

1.2.2 改善微循环 微循环障碍是冠心病和高血压病发生、发展的重要病理基础，改善微循环亦是冠心病等疾病的新靶点。Lam等［8］的研究表明CPT可抑制血管平滑肌细胞中Ca2＋内流，从而扩张血管，松弛血管平滑肌，改善血液流变学。

2 隐丹参酮抗肿瘤转移机制

肿瘤转移是一个多因素、多基因参与的过程，包括原发瘤的增殖，肿瘤血管生成，肿瘤细胞脱落并侵入基质，与血小板相互作用形成癌栓，移出血管，到达继发组织器官定位生长等。CPT参与肿瘤转移中的多个环节，对肿瘤的生长、侵袭等诸多过程产生影响。

2.1 抑制肿瘤细胞增殖肿瘤的一个重要特征就是肿瘤细胞无限制的增殖，其也是肿瘤侵袭转移的前提。CPT的菲醌结构中的菲环能够和细胞中的DNA结合，又因呋喃环与菲醌结构相互作用后能够使细胞内自由基增多，导致DNA功能障碍，从而抑制肿瘤细胞DNA合成，抑制肿瘤细胞增殖［9］。Lu等［10］通过研究 CPT对人恶性胶质瘤细胞（T98G及U87）的作用，发现其通过抑制STAT3蛋白的Tyr705磷酸化以及降低STAT3的核转位过程，从而下调cyclinD1和survivin蛋白，产生抑制肿瘤细胞增殖达到抗肿瘤转移的作用。CPT还能对细胞周期产生影响，阻滞肿瘤细胞在细胞周期的G1～G0阶段，从而抑制肿瘤细胞增殖［11］。

2.2 抑制血管生成肿瘤血管的生成是由一系列促血管生成因子引发和维持的病理性血管生成过程，肿瘤的生长和转移均依赖新生血管的形成。因此，如何抑制肿瘤血管生成，从而切断肿瘤细胞的营养供应及转移的途径是近来研究的热点。Lee等［12］用ELISA和Western blot实验在细胞和蛋白水平对血管生成相关因子VEGF、HIF-1α表达水平进行评价，对人前列腺癌PC-3细胞进行缺氧诱导6 h后，发现CPT可以有效抑制HIF-1α与VEGF启动子结合，从而间接发挥抑制肿瘤血管生成的作用。Shin等［13］在前列腺癌细胞DU145进行的研究中，亦发现CPT通过抑制JAK2/STAT3信号通过，下调VEGF表达，发挥抑制VEGF介导的肿瘤血管生成的作用。

2.3 诱导肿瘤细胞凋亡细胞凋亡是程序性的细胞死亡过程，对肿瘤起负调控作用。肿瘤的发生、发展不仅是由于细胞增殖速度升高，还与细胞死亡速率下降有关。在肿瘤增殖过程中，恶性表型明显的癌细胞群的凋亡明显被抑制，从而保证肿瘤细胞群体的高增殖率。研究发现CPT可以影响细胞凋亡相关基因p53、p21、Bcl-2等的表达来启动凋亡过程，诱导细胞凋亡。Ye等［14］应用 Western blot法测量p53、p21蛋白表达，发现CPT作用HeLa细胞后，p21和p53的蛋白表达水平逐渐增高，有很强的抗宫颈癌HeLa细胞作用。Park等［15］的研究表明 CPT在前列腺癌细胞DU145细胞中不仅能抑制细胞凋亡抑制蛋白Bcl-2表达，还能增加Fas的敏感性，通过调控Bcl-2和MAPK使前列腺癌细胞DU145对Fas（APO1/CD95）介导的细胞凋亡更敏感。

2.4 抑制肿瘤细胞的侵袭黏附肿瘤细胞的转移是一个多步骤、多环节的复杂过程。在这一过程中，转移性肿瘤细胞突入或游出淋巴或血流的管壁是实现转移的关键步骤之一。淋巴管和血管内壁衬覆着内皮细胞，生理情况下构成淋巴管和血管壁通透性主要屏障。因此，内皮细胞屏障的丧失是肿瘤细胞实现转移的首要步骤。肿瘤细胞可通过影响内皮细胞表面的黏附分子以及蛋白酶的表达，使内皮屏障通透性增加，从而侵入血管或淋巴管内并向远处器官和组织转移［16］。

研究证明，CPT可在以下几个方面发挥其抑制侵袭黏附作用：

（1）CPT可剂量依赖性地抑制细胞间黏附分子-1（ICAM-1）的基因表达。ICAM-1可以帮助肿瘤细胞逃逸细胞毒T细胞和NK细胞的免疫监视杀伤效应，在单核细胞与内皮细胞的黏附及单核细胞穿越内皮的游移、内皮细胞的损伤等方面起重要作用［17］。修春等［5］通过建立 TNF-α诱导的HUVEC细胞炎症模型，用细胞酶联免疫吸附法、免疫荧光法测定 HUVEC表面 ICAM-1的表达，用实时定量 PCR（RT-PCR）法检测ICAM-1的 mRNA表达，结果表明CPT可剂量依赖性的抑制 TNF-α诱导的HUVEC细胞表面黏附分子ICAM-1的表达，该作用可能与抑制NF-κB的激活有关。

（2）CPT可抑制血管内皮黏附分子-1（VCAM-1）的表达。VCAM-1主要分布于内皮细胞、上皮细胞、巨噬细胞、树突细胞和肿瘤表面，促进肿瘤的血管增生，为肿瘤提供充足的血液供应，导致肿瘤的生长和转移［18］。Ang等［19］建立 ox-LDL（100 mg·L－1）诱导的HUVEC模型。CPT药物不同剂量干预后，检测内皮细胞表面VCAM-1的表达，结果表明，CPT可剂量依赖性的通过抑制VCAM-1的表达，产生对炎症细胞黏附能力的抑制作用。VCAM-1参与协助肿瘤细胞逸出循环脉管，进入继发器官，增大转移的几率。因此，抑制VCAM-1可能是CPT抑制肿瘤侵袭黏附的机制之一。

（3）CPT可以抑制作用于Bcl-2上游的JNK和p38的活性，通过影响MAPK信号转导通路发挥抑癌作用。CPT可以阻断Fas诱导的JNK和p38的激活，从而进一步阻断Bcl-2的激活［15］。MAPK可使肌浆球蛋白磷酸化并增加肌浆球蛋白轻链激酶活性，使MLC磷酸化，增强细胞运动能力，而JNK和p38作为MAPK的超级大家族之一，提示调控MAPK信号转导通路是CPT抑制肿瘤黏附侵袭的机制之一。

（4）CPT可以剂量依赖性的抑制基质金属蛋白酶-9（MMP-9）的产生，从而抑制其对内皮细胞的降解［20］。基底膜是一种以Ⅳ型胶原为骨架，并有层粘连蛋白等共同组成的网状结构，是肿瘤细胞发生转移的屏障。MMPs作为降解细胞外基质（ECM）的一系列金属依赖蛋白酶，在降解基底膜中具有重要的意义。CPT剂量依赖性抑制MMP-9，抑制内皮细胞的降解，从而抑制肿瘤细胞转移。

3 整合素的相关作用

通过分析CPT抗菌消炎、心血管疾病以及抗肿瘤转移的作用特点，发现其中整合素的桥梁作用。整合素（integrins）是广泛存在于动植物细胞表面的一类细胞黏附分子，它介导细胞与ECM及细胞与细胞间的相互作用，参与细胞内外信息传递 ，在细胞分化、胚胎发育、凝血、组织修补及细胞黏附、侵袭等各方面起重要作用。在细菌侵染过程中，许多细菌通过表面配基直接或间接结合整合素，从而建立与宿主细胞的接触，还能触发包括细菌内化的细胞免疫应答［21］。而整合素在超负荷心肌肥大机制中也发挥了跨膜信号传导的作用［22］。此外，整合素参与癌细胞的生长和黏附，运动力的调节，胞外基质的降解，新生血管的形成和癌细胞在转移器官的重新定植等肿瘤细胞转移的全部过程［23］。一方面，整合素通过胞外区与配体细胞外基质（ECM）结合，如纤粘连蛋白及一些细胞表面分子（ICAM-1）等，从而介导细胞与ECM以及细胞与细胞间的黏附。另一方面，整合素与其配体结合后可向细胞内传递信号，主要包括FAK/PI3K，FAK/Ras/MAPK等通路传递到细胞内，影响细胞的增殖、凋亡等生物学行为［24］。

4 结语与展望

目前研究表明，CPT在心血管疾病及抗菌消炎等方面的广泛应用，其作用机制与抑制血管平滑肌细胞Ca2＋内流，抑制黏附分子的表达及抑制MMP的表达等有关。CPT抗肿瘤转移的作用机制虽尚未完全明确，但与CPT对心血管疾病等的治疗作用相应，仍与其抑制黏附分子及MMP的表达，对PI3K、MAPK信号通路的作用，从而改变内皮细胞的屏障功能相关。

然而CPT这些机制的作用靶点大都直接或间接的与整合素有着密切的关系。高转移的肿瘤伴随着整合素的过度表达，而细胞与细胞外基质的黏附是通过受体来达到的，其中以整合素受体占主要比例。CPT可以抑制作用于Bcl-2上游p38的活性，通过影响MAPK信号转导通路发挥抑癌作用。而 p38MAPK通路与整合素 β3表达正相关［25］，且MAPK信号通路参与调节整合素介导的黏附结构的解体，促进细胞运动［26］。CPT通过抑制 MMP-9的表达和 NF-κB的激活发挥抗动脉粥样硬化的作用，而MMP-9和整合素水平正相关［27－28］，抗 NF-κB抗体能明显抑制整合素 αVβ3［29］。另外，CPT通过抑制血管平滑肌细胞中Ca2＋内流发挥抗心血管疾病作用，而整合素大多为亲异性细胞黏附分子，其作用依赖于 Ca2＋［30］。

因此，CPT对肿瘤转移的影响是否通过整合素起作用这一问题，目前国内外尚未见公开报道，尚需更深入地从分子生物学水平对它进行研究，并结合中医活血化瘀理论进行更深层次的探讨。进一步的研究将有助于探明CPT抗肿瘤转移机制，并为肿瘤的治疗提供新的思路。

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