川芎嗪抗肿瘤作用研究进展

川芎嗪抗肿瘤作用研究进展

王布1，顾鑫2，张志华2(审校)

(1.河北北方学院研究生部，河北 张家口 075000;2.河北北方学院附属第一医院，河北 张家口 075000)

中图分类号：R 969

据美国癌症协会统计，2013年北美新增肿瘤病例176 620例，死亡人数达到64 880例。我国每年新增肿瘤患者达160万，病死率仅次于心脑血管疾病。目前，在肿瘤的临床治疗中，手术、放化疗是主要治疗手段，但大多数患者发现时已是中晚期，失去了手术的最佳时期，而放化疗毒副作用较大，许多患者并非死于肿瘤本身而是死于放化疗引起的严重不良反应。因此，研发新型、高效、毒副作用低的抗肿瘤药物逐渐成为目前研究的热点。

川芎嗪(tetramehtylpyrazine，TMP)是从伞形科的川芎、姜科的温莪术等植物中提取的一种有效活性生物碱单体，其化学名为2，3，5，6-四甲基吡嗪，它是传统中药川芎的有效成分，具有活血化淤、抗血小板凝集、扩张血管等多种药理作用，是一种应用前景广阔的药物。同时，TMP具有一定的抗肿瘤作用，可抑制肿瘤细胞生长增殖，诱导细胞凋亡，抑制端粒酶的合成及活性；并且具有逆转多药耐药、抗肿瘤侵袭转移、调节机体免疫功能、对化疗药物增效减毒、对放射治疗增敏、放射保护等作用。现将TMP在抗肿瘤方面的研究进展以及展望进行综述。

1TMP的直接抗肿瘤作用

TMP直接抑制肿瘤作用的研究大多为体外实验。张志军在实验中发现不同浓度的TMP对小细胞肺癌H446细胞的增殖抑制作用明显不同。伍俞霓等研究发现小剂量TMP能够诱导HL-60细胞分化，并且对细胞周期也有一定的阻滞作用。一些研究表明TMP能直接抑制血管内皮细胞的生长与增殖，诱导人体静脉内皮细胞VEC—304细胞凋亡及由VEGF诱导的该细胞的增殖等来协同抑制肿瘤的生长[4-5]，此结果表明TMP可能通过抑制VEGF的表达抑制肿瘤细胞的增殖。有学者研究比较了几种不同中药成分如苦参碱、斑蟊酸钠、TMP等抑制癌细胞增殖的作用，结果显示仅TMP对肺癌A549细胞和乳腺癌MCF7细胞两种细胞株抑制作用明显，而且抑制效果成浓度依赖性，这与伍俞霓等人的研究结果一致。张振玉等人研究证实TMP可直接杀伤胃腺癌MKN45细胞，其抑制率可达到24%~28%，可用于胃癌的治疗。汝涛等发现TMP在体外可以抑制胰腺癌细胞的增值。徐修礼等也证实了TMP对大肠癌细胞的增殖有抑制作用。刘锦荣等研究发现高浓度的TMP能够抑制黑色素瘤细胞B16F10DNA、RNA以及蛋白质的合成，并呈现一定的浓度和剂量依赖性。同时，中医观点认为肿瘤为血瘀的表现，TMP作为活血化瘀药物可用于肿瘤治疗。但TMP剂量较大时即具细胞毒性，因此，TMP在体外实验研究抑制肿瘤细胞增殖的剂量目前还不适用于临床上所要求的使用剂量范围。

2TMP、凋亡相关蛋白与细胞凋亡

2.1　TMP诱导肿瘤细胞凋亡

有研究证实TMP可以通过不同机制来诱导肿瘤细胞凋亡，从而达到抗肿瘤的效果[10-11]。黄波等[12]使用蛋白印迹法研究TMP联合顺铂可能通过下调Bcl-2表达、上调P53蛋白表达水平的机制诱导小细胞肺癌NCI-H446细胞发生凋亡。Zhang等人[13]探讨了TMP对造血干细胞的抗增殖和抗凋亡的作用机制，发现TMP对肝细胞没有明显的细胞毒性，通过调节ERK/P53信号通路，破坏线粒体功能，并诱导caspase依赖的线粒体凋亡，从而达到抗肝纤维化的作用。TMP能够诱导细胞凋亡，并对正常细胞有很好的保护作用。

2.2　凋亡相关蛋白与细胞凋亡

细胞凋亡是一种消除恶性细胞的细胞防御机制，并在抑制肿瘤发展中起着重要的作用。事实上，许多抗癌药物主要是通过调节细胞凋亡相关信号诱导细胞凋亡的[14-15]。肿瘤细胞的凋亡过程与多种基因密切相关，如凋亡抑制基因bcl-2、CAP家族、IAPs家族、Cathepsin D[16]等和促凋亡基因p53、Fas、caspase家族等。细胞凋亡阻滞可以通过不同的调节机制诱发癌变，延长细胞的生命周期和基因突变的可能性打破了正常诱导细胞凋亡的细胞周期检查点[17]。IAP蛋白可以通过有效的抑制凋亡而诱发肿瘤形成，因此，IAP成员在肿瘤治疗中的成为常见的作用靶点[18]。

3TMP对肿瘤血管新生的作用

血管生成即新生血管的形成，对肿瘤的发生、发展、侵袭和转移起着关键性作用，血管内皮生长因子(VEGF)是促进血管生成最突出的血管生成因子，被认为是治疗肿瘤的靶点[19]。黄正华等在对胃癌前病变大鼠新生血管形成的研究中观察到TMP能有效抑制VEGF在胃癌形成过程中在表达，阻断其癌变[20]。Chen等[21]人研究发现TMP可能通过下调神经胶质瘤细胞CXCR4的表达来抑制血管新生，抑制细胞转移，并推测CXCR4的表达降低可能先于VEGF的表达。另有研究揭示TMP对黑色素瘤具有明显抑制作用，TMP通过抑制VEGF和胞外基质金属蛋白酶-2(MMP-2)的表达来发挥其抑制黑素瘤肿瘤血管生成的作用[22]。研究表明TMP对大肠癌、白血病、乳腺癌等恶性肿瘤的新生血管也有抑制作用[23-25]。TMP具有较强的抑制肿瘤血管新生作用，但TMP抗肿瘤血管生成的具体机制尚不完全清楚，有待进行更深层次的研究。

4TMP对肿瘤细胞的免疫调理作用

有研究表明TMP治疗小鼠小细胞肺癌能够提高荷瘤小鼠的生存质量,改善免疫功能[26]。孙继萍通过黄芪、TMP对人肺癌细胞株外Th2型细胞因子逆转作用的研究发现TMP诱导IFN-γ、IL-2表达和阻断IL-4表达发挥对人肺癌细胞株的逆转作用,终止肿瘤状态下的“TH2循环”，调整肿瘤的免疫状态[27]。Gyoseon等人研究发现TMP能够调节黑色素形成和炎症反应，通过降低炎症因子TNFα、IL-1β、IL-8等释放对黑色素瘤引起的炎症有恢复作用。TMP可能通过增强机体的免疫功能而发挥抗肿瘤的作用[28]。

5TMP抗肿瘤细胞的黏附，侵袭

目前肿瘤治疗及预后较差的关键在于肿瘤容易发生侵袭和转移，因此了解肿瘤发展和转移的分子机制将有助于制定更好的治疗策略，改善患者的预后，从而提高患者的生存期和生活质量。YIN等[29]人研究表明TMP能够通过减少IL-8产物的表达来抑制SKOV3细胞的转移，从而达到阻断肿瘤发生发展的目的。另有研究TMP能够抑制小细胞肺癌的增殖，减少VEGF的表达并降低微血管密度，但在非小细胞肺癌方面还缺乏相应的研究。环氧合酶(cyclooxygenase，COX)是从游离花生四烯酸中产生前列腺素和血栓素的关键限速酶，目前已经发现COX的三种形式，其同工酶差异表现出不同的调节功能。COX-2作为诱导型同工酶，能够对生长因子、细胞因子等的刺激后作出早期表达。已有研究证实COX-2在非小细胞肺癌中出现过表达现象，COX-2通过抑制凋亡，增加血管生成，降低宿主免疫力，增强侵袭和转移等多面性作用促进肺癌的恶性发展。此外，一些研究表明，COX-2可能是肺癌侵袭和转移过程中的一个核心要素，由此推测COX-2可能与肿瘤的发生发展密切相关。Zheng等[30]人研究发现TMP可通过抑制COX-2活性来抑制肺癌A549细胞转移性生长，从而降低肿瘤细胞侵袭能力。研究表明，COX-2可通过上调EGF、VEGF、ET-1的表达来促进肿瘤血管形成、促进肿瘤的转移等[31]。林淑仪等[32]在苦参碱和TMP抑制白血病细胞侵袭转移作用的实验研究中应用RT-PCR技术发现苦参碱和TMP能有效抑制低氧环境下Raji细胞和K562细胞黏附、迁移和侵袭能力，其作用机制可能是通过下调细胞内HIF-1mRNA的表达，从而减少VEGF mRNA的生成来实现。另有研究发现TMP可抑制AGZY细胞的增殖，抑制细胞的侵袭和转移能力可能与nm23表达上调有关[33]。有学者认为活血化瘀中药对肿瘤转移有促进作用，丁罡等[34]研究表明丹参、赤芍可促进大鼠Walker256癌细胞肝转移，并增加大鼠肝癌移植瘤内VEGF的表达及血管新生，从而促进肿瘤的侵袭、发展、转移。TMP在抗肿瘤治疗过程中对组织血管是否有选择性，其作用机制尚待进一步研究。

6TMP逆转肿瘤细胞的多药耐药作用

肿瘤多药耐药(MDR)是肿瘤细胞逃避抗癌药物细胞毒性的现象，肿瘤的多药耐药已成为癌症化疗的主要障碍。Zhang等[35]研究表明TMP对逆转乳腺癌化疗药物的耐药具有潜在的应用价值。研究揭示TMP能够增强人肝癌细胞对化疗药物的敏感性，TMP能有效逆转BEL-7402/ADM细胞的MDR，其活性机制可能是下调转运体P-gp等的表达。随着对肿瘤耐药机制的研究，开发了许多类型的耐药逆转剂，因副作用大，或因在体内作用逆转耐药效果不明显，或因价格昂贵等原因，不能广泛应用于临床。迄今为止，尚未发现一种理想的耐药逆转剂。从中草药的单体中选择具有凋亡诱导作用的药物是目前的抗肿瘤研究方向之一[36]。

7TMP的其他抗肿瘤作用

7.1　协同放化疗，减轻毒副作用

放化疗目前是治疗恶性肿瘤的重要方法，但都有一定的副作用，很多患者由于不能耐受而放弃治疗，导致肿瘤治疗的失败。方春华等研究显示TMP能够改善肿瘤周围组织的微循环和癌细胞的缺氧状态，提高患者对放疗的敏感性。有研究发现化疗药物与TMP联合应用，可以提高肿瘤的治疗效果[37]。杨建华等[38]发现TMP可以降低K562/ADM细胞对阿霉素及长春新碱的半数抑制浓度IC50，并能够增强细胞对化疗药物的敏感性。国内的相关研究证实TMP具有抑制肿瘤细胞增殖，降低P-糖蛋白表达，同时对耐阿霉素的乳腺癌细胞有明显增加化疗药物细胞毒作用[39]。张振玉等研究表明，TMP与5-氟脲嘧啶、丝裂霉素及顺铂合用能够提高对人胃癌MKN45细胞的抑制率，对杀伤肿瘤细胞有明显的增效作用。由此推测TMP在化疗增敏方面具有潜在的应用价值。

7.2　抑制端粒酶表达与活性

端粒酶93是一种核糖核蛋白(RNP)负责从头合成的端粒重复序列，这种独特的反转录酶通过利用一个不可分割的RNA亚基作为模板来合成TTAGGG端粒的DNA重复序列来延长染色体末端。这种酶复合体的核心组成部分包括端粒酶逆转录酶催化亚基(TERT)和端粒酶RNA(TER)，其中包含端粒合成的模板序列。已有研究报道端粒酶成为胰腺癌、乳腺癌、肺癌等治疗的新靶点[40-42]。国内研究发现TMP能够抑制端粒酶表达及活性发挥抗肿瘤作用，王翠翠等[43]人研究发现TMP通过下调hTERT来降低白血病NB4细胞的端粒酶活性以发挥其抗肿瘤作用。

8展望

TMP可以通过抗血小板聚集和动脉调节作用改善微循环，还具有抗氧化、抗纤维化和钙拮抗作用。许多学者对TMP逆转肿瘤多药耐药已经进行了大量的实验的研究，然而要使TMP成为肿瘤多药耐药的逆转剂，还需进行更深入的研究。TMP在逆转肿瘤多药耐药、抗肿瘤转移等方面研究取得了很大的进展，但在TMP抗肿瘤侵袭转移与促进肿瘤转移上有着不同的观点，目前仍无定论，还需进一步的实验研究加以证实。越来越多的证据证实TMP在减轻肿瘤化疗药物的多药耐药和增强化疗敏感性、减轻毒副作用、抑制端粒酶表达及活性、抑制癌细胞增殖转移方面具有潜在的应用价值。

综上所述，TMP可通过多种途径对肿瘤起到治疗和辅助治疗作用，TMP在未来将有广阔的临床应用前景。

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[责任编辑：李蓟龙]