中药有效成分影响宫颈癌Hela细胞凋亡机制的研究进展

史海敏 丁库克 张新

宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一，其全球死亡率仅次于乳腺癌居女性肿瘤第二位［1］。现代医学研究发现宫颈癌的发生是一个多步骤、多因素的发展过程，包括抑癌基因的缺失失活、原癌基因的表达、细胞周期蛋白调节的异常、端粒及端粒酶功能异常等多种因素［2］。传统中医认为宫颈癌的成因由多产、房劳、情志不舒或饮食失衡导致湿热瘀毒之邪内袭胞宫，客于胞门，气血瘀阻，湿毒内积而成。

当今宫颈癌的治疗手段包括手术、放化疗存在一定的弊端，如严重的副反应等。随着中医中药在治疗恶性肿瘤的重要辅助作用逐渐被临床工作者认识，越来越多的科研工作者也致力于传统中药有效成分促进宫颈癌细胞凋亡机制研究中。目前有研究证明Bcl-2基因、Caspase水解酶等可影响Hela细胞凋亡，本文从宫颈癌Hela细胞凋亡机制的研究入手，综述中药有效成分在促进其凋亡中的作用。

1 细胞癌基因的表达

细胞癌基因存在于正常的细胞基因组中，与病毒癌基因有同源序列，具有促进正常细胞生长、增殖、分化和发育等生理功能。在正常细胞内未激活的细胞癌基因叫原癌基因，当其受到某些条件激活时，结构和表达发生异常，能使细胞发生恶性转化。

1.1 Bcl－2基因家族

B细胞淋巴瘤/白血病-2基因(B-cell lymphoma/lewkmia-2)简称Bcl-2基因是基因调亡研究中最受重视的癌基因之一。Bcl-2基因通过抑制细胞凋亡造成肿瘤细胞的堆积来发挥致癌作用。Bcl-2的表达下调有利于降低肿瘤细胞对放化疗的抗性来诱导细胞凋亡。Bax是Bcl-2基因家族的一员，与Bcl-2是一对相关调控基因，它们在体内形成二聚体而发挥作用。当Bcl-2表达增高时，与Bax形成二聚体，抑制细胞凋亡;当Bax表达增高时，与Bax之间形成同源二聚体，促进凋亡［3］。

β-榄香烯是从中药温莪术根茎提取的抗癌有效成分，目前以因其独特的药理作用被研究及开发成新型抗癌药［4］。李凯等［5］研究发现消癌平、榄香烯注射液25～400μg/mL作用72小时对Hela细胞体外增殖有显著抑制作用，其各100ug/mL混合液时上述作用最明显，且均呈剂量依赖性。消癌平和榄香烯在抑制肿瘤细胞增殖时均伴随有Bcl-2蛋白水平表达的下调。此实验从侧面说明了榄香烯诱导Hela细胞凋亡的机制可能与其促使Bcl-2基因表达下调有关。狄晓鸿等［6］研究黄连素对Hela细胞株的作用，发现黄连素能在体外以时间和剂量依赖的方式对宫颈癌Hela细胞产生细胞毒作用并诱导其凋亡，免疫组化表明其诱导凋亡作用可能与Bcl-2蛋白表达下调有关。王恩军等［7］发现山茱萸的重要活性成分山茱萸多糖能通过上调Bax蛋白的表达来诱导Hela细胞凋亡。

还有研究发现大黄素［8］、厚朴酚［9］、姜黄素［10］、阿魏蘑菇提取物［11］等都是通过调节前凋亡蛋白Bcl-2和抗凋亡蛋白Bax的水平来诱导细胞凋亡。

Bcl-2和Bax分别是Bcl-2家族中最有代表性的抑制凋亡和促进凋亡基因，通过调控细胞凋亡来发挥作用，目前研究的上述中药有效成分对Bcl-2家族的调控效果可见一斑，上调Bax下调Bcl-2可以成为中药指导宫颈癌治疗的作用靶点。

1.2 抑癌或致癌基因的表达

刘颖等［12］发现白花蛇蛇草诱导Hela细胞凋亡很重要的一个方面是通过细胞内ROS水平调节抑癌基因p53的表达水平以及抑制端粒酶活性和hTERT基因来实现的。张海艳等［13］通过实验发现砒霜的活性成分三氧化二砷(As2O3)对宫颈癌Hela细胞生长的抑制作用与NDRG1基因相关。商潇云等［14］研究发现甘草提取物是通过调节相关蛋白聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶［poly-(ADP-ribose)polymerase，PARP］剪切片段p24蛋白的表达来达到诱导Hela细胞凋亡。此外还包括纳米雄黄混悬液对于宫颈癌细胞具有诱导凋亡、抑制增殖的作用可能与其抑制HPV16 E6和E7致癌基因的表达有关［15］;丹参的活性成分隐丹参酮过抑制HPV E6的蛋白的表达，使p53和p21的蛋白水平表达逐渐升高，p53功能恢复并启动凋亡，从而诱导Hela细胞的凋亡［16］;蔓荆子有效成分紫花牡荆素抑制HeLa细胞的增殖作用可能与其降低Cyclin B1蛋白表达、活化P21蛋白有关［17］。

抑癌或致癌基因作为热门的肿瘤靶向治疗点，受到研究人员的重视，可作为判定宫颈癌预后的指标之一。

2 功能基因的表达

功能基因是指表达一定功能的全部基因所组成的DNA序列，包括编码基因和调控基因。简单的讲，功能基因是翻译的蛋白质行驶一定功能的基因。

2.1 Caspase家族

Caspase全称为含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase)，它是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶，在真核细胞凋亡调控中起重要作用。Caspase激活可启动细胞凋亡过程［18］。Caspase-1通过自我裂解活化，启动下一步Caspase信号，caspase-8、9通过接受死亡信号被激活，与胞内信号转导通路偶联，激活下游的caspase，最后caspase-3作为细胞凋亡蛋白酶级连反应的必经之路被启动，作用于细胞内底物，引起细胞凋亡［19-20］。通俗的讲Caspase高度选择性地切割某些蛋白质，从而造成细胞凋亡。

王倩等［21］研究通过流式细胞术检测不同浓度的姜黄素诱导Hela细胞凋亡结果，随着剂量的增加细胞凋亡数目显著增加，呈现剂量依赖性。免疫细胞化学法检测凋亡蛋白酶caspase-8和caspase-3表达水平升高。这说明在姜黄素诱导Hela细胞凋亡过程中caspase起了重要作用。何金峰等［22］研究发现栝楼根的有效活性成分天花粉蛋白有促Hela细胞凋亡作用，以100mg/L天花粉蛋白分别作用He-La细胞24、36和48h后，结果表明，caspase家族的激活是具有时间顺序性，而且caspase-8、9均可能参与了caspase-3的活化过程。天花粉蛋白诱导细胞发生凋亡而抑制Hela细胞增殖［23］。另有实验发现紫草素［24］、青藤碱［25］等诱导宫颈癌 Hela细胞凋亡的途径也是通过caspase家族的激活来实现的。

同时研究人员发现很多中药有效成分诱导Hela细胞凋亡是通过同时调节Bcl-2基因家族的表达和Caspase家族酶的激活来共同实现的，例如南赤瓟醇提取物［26］、蛴螬石油醚提取物［27］、蜈蚣提取物［28］、薤白总皂苷［29］等都是通过下调 Bcl-2、上调Bax，激活caspase-8、9、3两条死亡通路来促使宫颈癌Hela细胞凋亡。

2.2 Fas/Fasl基因系统

Fas(又称CD95)属于肿瘤坏死因子(TNF)和神经生长因子(NGF)受体超家族成员，它在T细胞、B细胞等表面均有表达。Fas与其天然配体FasL结合可引起表达Fas的细胞凋亡。在多种肿瘤细胞出现Fas表达下调和FasL表达上调的现象，这与清除肿瘤浸润性淋巴细胞和抑制抗肿瘤免疫反应有关［30-31］。简单的说Fasl是死亡因子，Fas则是它的受体。当一个细胞的Fasl与另一个细胞的Fas结合时，可以导致表达Fas的细胞凋亡。已有研究发现宫颈癌能通过Fasl高表达及Fas低表达逃避机体免疫监视，促使肿瘤发生、发展及转移。Fasl可作为宫颈癌患者病程进展和预后的预测指标之一［32］。

韩苏夏等［33］研究发现，薏苡仁酯10ul/ml作用于Hela细胞24小时后，Fas转录水平较用药前增强，而Fasl转录水平降低，这提示薏苡仁酯诱导宫颈癌Hela细胞凋亡与Fas/Fasl的表达有关，表现为Fas表达上调、Fasl表达下调。另有发现厚朴醇［9］也可诱导Fas/Fasl在细胞膜上表达，促进细胞凋亡。

Fas/Fasl基因系统的病理生理改变为恶性肿瘤的治疗提供了可喜的前景，中药对该系统的影响研究尚浅，可以以此为方向加深研究，通过化疗药物或者中药上调肿瘤细胞的Fas的表达，配体Fasl与其结合促进肿瘤细胞的凋亡。

3 其他

放疗敏感基因的表达。潘晓婧等［34］在研究葡萄籽原花青素时发现其具有良好的放疗增敏特性，其增敏靶点在通过抑制Mre-11基因的表达而抑制DNA的损伤修复。纪蓉等［35］通过60Coγ射线照射、MTT法和克隆形成率实验证明青蒿素的衍生物青蒿琥酯对Hela细胞的放射增敏作用。此外三氧化二砷［36］、苦参［37］、银杏叶多糖［38］、原花青素［39］等也有报道其对Hela细胞的放疗增敏性，机制有待进一步探究明确。近年来发现的放疗敏感基因IER5基因［40］是否具有中药增敏性也有待发掘。中药放疗增敏的特性日益受到研究人员关注，临床的合理应用将会提高宫颈癌放疗疗效。

另外，除了上述诱导肿瘤细胞凋亡的作用机制外，还有一些其他作用机制，如九节龙皂苷［41］是通过增加细胞内Ca+并维持在较高水平来诱导Hela细胞凋亡，玉竹提取物 B［42］、土贝母苷甲［43］、鸦胆子油乳［44］均有报道其诱导Hela细胞凋亡作用，但作用机制尚不明确，有待进一步探究。

4 结语与展望

传统的手术、化疗、放疗治疗宫颈癌的方式存在治疗后并发症多、副作用大等问题。随着现代药理研究的推进和中药提取技术的更新以及中药有效成分对抗肿瘤作用机制研究的进一步加深，中药因其毒副作用小的特点在宫颈癌药物治疗方面展现出较大优势，这为临床宫颈癌的抗癌药物研制和应用开拓了新方向。未来必将会看到以西医治疗为基础结合中药内服外敷这种综合治疗方式成为扼杀宫颈癌这一妇科杀手的利器。

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