半胱氨酸蛋白酶抑制剂金诺芬在实体瘤细胞中的作用及其分子机制Δ

蒋晓月，李 莉，李 琴(首都医科大学附属北京友谊医院肿瘤中心，北京 100050)

1 金诺芬(Auranofin)概述

半胱氨酸蛋白酶抑制剂(cystatin，CST)金诺芬是以金离子为中心所形成的一类化合物，其中金离子具有特殊的电子结构，在氧化还原反应中非常活跃，可与细胞内还原性生物大分子相互作用，发挥药理活性[1-2]。金诺芬口服后25%的金被吸收，其中60%与血浆蛋白结合，40%与细胞结合，主要由粪便排出。长期服用金诺芬可使其血浆浓度在12周达高峰，并保持在稳定水平。金诺芬通常用于风湿性疾病的治疗，可延缓类风湿性关节炎疾病进展，改善症状。

2 金诺芬的抗肿瘤作用

许多金属化合物类抗肿瘤药含有+1和+3价的金，这些药物的结构多种多样，金可结合到磷化氢、碳炔、卟啉酯及二硫代氨基甲酸盐上，以提高抗肿瘤效果或其他特性。金诺芬作为最有特征的含金抗肿瘤药，其药理作用为抑制硫氧还原蛋白酶，增加其活性氧簇，增强氧化应激反应，影响肿瘤氧环境和组织结构，从而诱导肿瘤细胞凋亡[3]。这意味着，即使是对顺铂耐药的肿瘤细胞，也可被金诺芬阻滞增殖、诱导凋亡[1]。金诺芬亦通过活化含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)系统，增强蛋白酶抑制剂(MG132、PS341)的抗肿瘤效果[1-2]。金诺芬不仅具有抗风湿作用，其抗肿瘤能力亦不容忽视。

3 金诺芬在各类肿瘤中的作用及机制

3.1 非小细胞肺癌

对于非小细胞肺癌，金诺芬可以下调A549细胞和H460细胞HIF2α和Sp1的表达，下调血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)单体和二聚体的表达，增加抑制性VEGF165b单体和二聚体的表达，从而显著抑制与A549细胞共培养的人脐静脉内皮细胞的侵袭能力。研究结果显示，金诺芬通过影响VEGF的表达，抑制非小细胞肺癌的血管生成[4]。在缺乏表皮生长因子受体的肿瘤抑制因子候选基因2(tumor suppressor candidate 2，TUSC2)野生型非小细胞肺癌细胞株中，厄洛替尼可显著下调TUSC2/FUS1肿瘤抑制基因的表达，金诺芬亦可通过抑制硫氧化蛋白还原酶1而靶向抑制肿瘤细胞增殖，促进肿瘤细胞的凋亡[5]。

3.2 结直肠癌

结直肠癌中，CST1高表达可增加结直肠癌肿瘤细胞的转移和侵袭，CST1高表达的结直肠癌细胞表现出更强的自噬作用，且通过抑制胞内活性氧的产生呈现出对金诺芬的耐药性。Oh等利用小干扰RNA(small interfering RNA，siRNA)敲除CST1表达后，使结直肠癌肿瘤细胞自噬作用减弱，恢复对金诺芬的敏感性[6]。金诺芬还可抑制硫氧还原蛋白酶活性而增加氧化型硫氧还原蛋白的表达，并增强细胞对转化生长因子β激酶1的敏感性而诱导肿瘤细胞凋亡，转化生长因子β激酶1与金诺芬联合应用可显著抑制结肠癌细胞株SW620的生长[7]。Tanaka等发现，荜拔酰胺与金诺芬联合应用，能通过抑制谷胱甘肽S-转移酶π与硫氧化蛋白还原酶而抑制肿瘤细胞生长[8]。结肠癌患者对多种化疗药如紫杉醇、氟尿嘧啶及奥沙利铂均较敏感[9]。调查结果显示，257例抗肿瘤药致药品不良反应报告中，引发药品不良反应病例数排序居前3位的药品分别为奥沙利铂(44例，占17.12%)、顺铂(31例，占12.06%)和吉西他滨(23例，占8.95%)[10]。而金诺芬可同化疗药产生协同作用，可减少氟尿嘧啶的剂量，从而降低不良反应发生概率[11]。

3.3 卵巢癌

金诺芬在卵巢癌细胞中通过启动Caspase-3途径，增加凋亡诱导蛋白B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)基因相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein，BAX)、Bcl-2基因相互作用细胞死亡介导因子(Bcl-2 interacting mediator of cell death，BIM)水平，减少抗凋亡介质Bcl-2，抑制人卵巢癌SKOV3细胞的增殖。金诺芬可下调核因子κB抑制蛋白激酶水平，促进核定位并活化肿瘤抑制基因FOXO3，这些调节是独立于抑癌基因P53的[12]。化疗药的疗效除了受DNA修复能力的影响外，还受到细胞膜流动性的影响。金诺芬对卵巢癌细胞系OVCAR5和IGROV1的抑制作用就受细胞膜流动性的影响，电子核磁共振显示，IGROV1的膜流动性最强，IGROV1对金诺芬的敏感性比OVCAR5高。免疫染色结果表明，在金诺芬的作用下，与OVCAR5相比，IGROV1的DNA双链断裂更多。此外，IGROV1表现出更高的细胞氧化水平，促肿瘤细胞凋亡增加。抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸可抑制金诺芬促细胞氧化和凋亡作用，说明金诺芬通过活性氧发挥细胞毒性，表现出与膜流动性相关的抑癌作用[13]。

3.4 乳腺癌

金诺芬可通过抑制硫氧蛋白还原酶，抑制乳腺癌细胞系MDA-MB-231的细胞迁移和细胞克隆活动[14-16]。硫酸氢乌莫司他(Mesupron)通过抑制尿激酶纤溶酶原活化因子而抑制乳腺癌的增殖，其与金诺芬在诱导MCF-7人类乳腺癌细胞的凋亡中具有协同作用，可使细胞周期停滞在G1/S期，并通过Caspase-3途径介导乳腺癌细胞的凋亡[15]。

3.5 前列腺癌

Shin等报道，金诺芬可抑制前列腺癌细胞增殖，并与膜联蛋白A5的表达密切相关。实时荧光定量降钙素原和蛋白质印迹法结果表明，siRNA干预膜联蛋白A5后可调节纤维蛋白溶酶原抑制剂，使其含量增加；而金诺芬可诱导PC-3膜联蛋白A5表达，抑制纤维蛋白溶酶原抑制剂-2的表达，促使前列腺癌细胞凋亡[16-17]。

3.6 肝细胞癌

金诺芬通过抑制肝癌细胞系Hep3B TrxR活性，激活活性氧、Caspase信号通路，启动肝癌细胞的凋亡[18]。大麻素受体激动剂WIN与金诺芬联合应用，能有效诱导肝癌细胞凋亡，其机制可能与Bcl-2表达下调、内质网应激反应和Caspase系统活化相关[19]。

综上所述，金诺芬通过抑制硫氧蛋白还原酶、增强氧化应激反应、影响肿瘤氧环境和组织结构及诱导Caspase系统活化等，在体内外诱导多种肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞增殖与侵袭，最终发挥抗肿瘤作用。金诺芬与传统化疗药如氟尿嘧啶、顺铂联合应用可能发挥协同增敏作用，减少化疗药的使用量，增强肿瘤对化疗药的敏感性。金诺芬有望成为治疗恶性肿瘤的新型化疗药。

参考文献

[1]Blodgett RC Jr.Auranofin：experience to date[J].Am J Med，1983，75(6A)：86-89.

[2]Marzano C，Gandin V，Folda A，et al.Inhibition of thioredoxin reductase by auranofin induces apoptosis in cisplatin-resistant human ovarian cancer cells[J].Free Radic Biol Med，2007，42(6)：872-881.

[3]You BR，Shin HR，Han BR，et al.Auranofin induces apoptosis and necrosis in HeLa cells via oxidative stress and glutathione depletion[J].Mol Med Rep，2015，11(2)：1428-1434.

[4]Trigona WL，Mullarky IK，Cao Y，et al.Thioredoxin reductase regu-lates the induction of haem oxygenase-1 expression in aortic endot-helial cells[J].Biochem J，2006，394(Pt 1)：207-216.

[5]Xiaobo C，Majidi M，Feng M，et al.TUSC2(FUS1)-erlotinib Indu-ced Vulnerabilities in Epidermal Growth Factor Receptor(EGFR)Wildtype Non-small Cell Lung Cancer(NSCLC)Targeted by the Rep-urposed Drug Auranofin[J].Sci Rep，2016，6：35741.

[6]Oh BM，Lee SJ，Cho HJ，et al.Cystatin SN inhibits auranofin-induced cell death by autophagic induction and ROS regulation via glutathione reductase activity in colorectal cancer[J].Cell Death Dis，2017，8(3)：e2682.

[7]Hrabe JE，O’Leary BR，Fath MA，et al.Disruption of thioredoxin metabolism enhances the toxicity of transforming growth factor β-activated kinase 1(TAK1) inhibition in KRAS-mutated colon cancer cells[J].Redox Biol，2015，5：319-327.

[8]Tanaka G，Inoue K，Shimizu T，et al.Dual pharmacological inhibition of glutathione and thioredoxin systems synergizes to kill colorectal carcinoma stem cells[J].Cancer Med，2016，5(9)：2544-2557.

[9]汪慧芳，江佳，徐振宇，等.20例应用化疗药物的大肠癌患者的药物敏感试验结果分析[J].中国医院用药评价与分析，2017，17(6)：836-838.

[10] 尹寿祥，鲁微.257例抗肿瘤药致药品不良反应报告[J].中国医院用药评价与分析，2017，17(6)：843-845.

[11] Atrián-Blasco E，Gascón S，RodrGuez-Yoldi MJ，et al.Novel Gold(Ⅰ) Thiolate Derivatives Synergistic with 5-Fluorouracil as Potential Selective Anticancer Agents in Colon Cancer[J].Inorg Chem，2017，56(14)：8562-8579.

[12] Park SH，Lee JH，Berek JS，et al.Auranofin displays anticancer activity against ovarian cancer cells through FOXO3 activation ind-ependent of p53[J].Int J Oncol，2014，45(4)：1691-1698.

[13] Oommen D，Dodd NJ，Yiannakis D，et al.Linking genotoxicity and cytotoxicity with membrane fluidity：A comparative study in ovarian cancer cell lines following exposure to auranofin[J].Mutat Res，2016，809：43-49.

[14] Liu C，Liu Z，Li M，et al.Enhancement of auranofin-induced apo-ptosis in MCF-7 human breast cells by selenocystine, a synergistic inhibitor of thioredoxin reductase[J].PloS One，2013，8(1)：e53945.

[15] Lee JE，Kwon YJ，Baek HS，et al.Synergistic induction of apoptosis by combination treatment with mesupron and auranofin in human breast cancer cells[J].Arch Pharm Res，2017,40(6)：746-759.

[16] Shin DW，Kwon YJ，Ye DJ，et al.Auranofin Suppresses Plasminogen Activator Inhibitor-2 Expression through Annexin A5 Induction in Human Prostate Cancer Cells[J].Biomol Ther(Seoul)，2017，25(2)：177-185.

[17] Park N，Chun YJ.Auranofin promotes mitochondrial apoptosis by inducing annexin A5 expression and translocation in human prostate cancer cells[J].J Toxicol Environ Health A，2014，77(22-24)：1467-1476.

[18] Hwang-Bo H，Jeong JW，Han MH，et al.Auranofin，an inhibitor of thioredoxin reductase，induces apoptosis in hepatocellular carcinoma Hep3B cells by generation of reactive oxygen species[J].Gen Phy-siol Biophys，2017，36(2)：117-128.

[19] 邓远斐，王江林，李丹，等.大麻素受体激动剂WIN55，212-2联合金诺芬对人肝癌细胞HepG2增殖与凋亡的影响[J].广东医学，2016，37(8)：1109-1112.