中药对人肺腺癌A549细胞的作用及机制研究进展

陈阳昊姚奇谷彭心怡倪锴文赵蕾王萍

1.浙江中医药大学第二临床医学院 杭州 310053 2.浙江中医药大学第一临床医学院 3.浙江中医药大学基础医学院

肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，其发病率以及死亡率都处于恶性肿瘤的第1位，5年相对生存率仅为18%[1-2]。肺癌分为非小细胞癌和小细胞癌，前者占所有肺癌患者的85%，它也是肺癌患者死亡的主要原因。非小细胞癌主要分为腺癌、鳞癌、大细胞癌等几种类型。根据最新版《2015年WHO肺、胸膜、胸腺和心脏肿瘤分类》，腺癌代替鳞癌，成为非小细胞肺癌中最具威胁性的癌症之首。这一变化引起国内外癌症专家的极大重视，并让肺腺癌变成如今的研究热点之一。

Giard D J等[3]最先建立了人腺癌A549细胞株，为人肺癌发生、发展机制的深入研究提供了条件，并为抗肺癌药物的开发提供切入点。近年来，中药因其毒副作用小、来源广泛和经济性好等优点，受到了国内外研究者的广泛关注，出现较多关于中药对人肺癌A549细胞抗肿瘤作用的研究。本文以“A549”和“机制”为中文检索词，检索Cnki、VIP及万方数据库；以“A549”和“pathway”为英文检索词，检索 Pubmed、Springer外文数据库。检索时间均为2013年9月至2018年9月。通过阅读题目及摘要，选取与中药治疗相关的文献作以综述。通过总结中药对人肺癌A549细胞的作用及机制的相关研究，以期为筛选新型抗肺癌靶向药物提供借鉴。

1 中药对A549细胞的作用及机制

1.1 诱导A549细胞凋亡 肺癌细胞的失控性增殖是造成肺癌病情快速恶化的主要原因，而化疗药物一般通过诱导凋亡来抑制癌细胞的过度增殖。凋亡通路主要分为受体依赖性凋亡途径、线粒体介导的凋亡途径和内质网应激介导的凋亡途径。中药主要通过影响磷脂酰肌醇-3-羟激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB）（又称Akt）/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of ra pamycin，mTOR）、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinase，ERK）、糖原合成酶激酶 3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β）/腺苷酸激活的蛋白激酶（adenosine monophosphate-activated protein kinase，AMPK）及表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）等信号通路，调节Caspase、Bax及Bcl-2的表达水平来抑制A549细胞增殖并诱导其凋亡。随着近年来对中药抗肺癌相关研究的逐步深入，实验结果显示大部分中药能分途径、多靶点地诱导A549细胞凋亡发生作用。Xie等[4]发现雷公藤甲素通过调节MAPK和PI3K/Akt信号通路的激活，上调Caspase-3、Caspase-9的表达水平从而诱导人肺癌A549/Taxol细胞凋亡。Yim NH等[5]研究发现桔梗皂苷通过调节MAPK途径和AMPK/mTOR/Akt信号通路，多途径地诱导A549人肺癌细胞凋亡。

1.2 调控A549细胞周期 细胞周期是一个细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程，包括分裂间期（G1期、S期、G2期）、分裂期（M期）和静止期（G0期）。肿瘤在异常增殖过程中往往伴有细胞周期失调的现象，而细胞周期蛋白（Cyclin）是细胞周期调控因子中最重要的蛋白之一。中药主要通过调节Cyclin B、Cyclin D、Cyclin E进而激活细胞周期素依赖性蛋白激酶（cyclin-dependent protein kinase，Cdk），最终使各期细胞发生周期阻滞。其中，Cyclin B是G2/M期最重要的细胞周期调控因子，而Cyclin D和Cyclin E则主要调控细胞G1/S期[6-7]。Yuan等[8]研究发现白藜芦醇可通过下调Cyclin D、Cdk4和Cdk6的表达水平，并上调Cdk抑制基因p21和p27的表达水平诱导A549细胞发生G0/G1期阻滞。Shi等[9]发现芒果苷可通过下调Cdk1-Cyclin B1信号通路触发其G2/M期细胞发生细胞周期阻滞。

1.3 抑制A549细胞转移 转移是恶性肿瘤最本质的特征，其主要与肿瘤血管生成、转移抑制基因及细胞粘附因子有关，而大量研究表明多种中药单体和中药复方可通过影响基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）通路、信号转导和转录激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)通路和血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）通路抑制人肺腺癌 A549细胞的浸润及转移。其中，VEGF是肿瘤转移过程中最关键的细胞因子之一。VEGF启动相应信号转导通路，增加微血管通透性，使肿瘤细胞在转移病灶处快速增殖[10]。因此，VEGF常常作为中药抗肺癌相关研究的重要靶点之一。叶菁等[11]研究表明清热消积方可剂量依赖性地抑制人肺癌A549细胞中VEGF及MMP-2的表达水平，从而起到抗肿瘤血管形成效应。Xie等[12]实验研究发现丹参酮可通过降低VEGF的蛋白激酶活性来抑制血管生成进而抑制其侵袭和迁移。

1.4 逆转A549细胞多药耐药性 肿瘤的多药耐药性（multidrugresistance，MDR）是指肿瘤细胞对某一种抗肿瘤药物产生耐受性的同时，会对其他从未接触过的、结构和作用机制完全不同的抗肿瘤药物也产生交叉耐药的现象。MDR发生的主要机制有：①逆转凋亡基因介导的MDR（抑制EGFR-STAT3通路、抑制Survivin过表达），②逆转酶系统介导的MDR（提高DNA拓扑异构酶Ⅱ活性、抑制谷胱甘肽转移酶活性），③逆转转运蛋白介导的MDR（下调P-糖蛋白的表达、抑制多药耐药相关蛋白的过表达、抑制肺耐药相关蛋白的过表达）[13]。中药主要通过降低耐药相关基因的转录表达来逆转A549/CDDP细胞的耐药性，使顺铂类药物可以更有效地杀伤肺癌细胞。Cheng等[14]研究表明积雪草酸可通过阻断MDR1基因的转录，从而逆转A549/DDP细胞中P-糖蛋白介导的MDR。唐晓勇等[15]发现浙贝母碱可多靶点地逆转A549/CDDP耐药细胞株的MDR，其作用机制可能与抑制ERCC1 mRNA和肺耐药蛋白的表达有关。

2 中药复方的作用及机制

中药复方由多味中药组合而成，其中有效成分复杂并常存在相互作用，使中药复方更全面、多靶点地对人肺腺癌A549细胞进行有效干预。国内关于中药复方抗肺癌作用及机制的研究也因此愈来愈深入，其中补肾疏肝方、益肺逐积方及消岩汤等中药复方都有一定抗癌作用。总结相关研究不难发现，部分中药复方相关抗癌机制不清晰，故常作为肺癌治疗的辅助手段。见表1。

表1 中药复方对A549细胞的作用及机制

3 中药单体的作用及机制

中药单体是指从单味中药中提取的有效活性成分。与中药复方相比，中药单体具有机制明确、用量可控等优势，为中医药的规范化、标准化生产与发展创造了前提。研究表明，中药单体槐定碱、重楼皂苷和隐丹参酮等均能通过多方面、多机制地起到体外抗癌作用，其作用主要为诱导A549细胞凋亡并阻滞其细胞周期而抑制癌细胞增殖。见表2。

表2 中药单体对A549细胞的作用及机制

4 结语

综上所述，中药单体和中药复方均可通过抑制人肺腺癌A549细胞增殖、促进其凋亡、抑制其侵袭与转移及逆转耐药性等途径起到较好的抗癌效果。与传统的化疗、放疗及手术等西医治疗方法相比，中医药逐渐体现出其治疗副作用小、医疗费用低等优势，使其在癌症辅助治疗中起到不可替代的作用。

与中药复方相比，中药单体的国内外抗肿瘤研究更深入，机制更为明确。中药复方和中药单体的研究成果又可互相补充、互相发展。以黄芪为例，它是消岩汤、养金护肺汤及补中益气方等多种中药复方中的重要组成部分，而其中主要单体黄芪甲苷在研究中发现具有较好的抗肿瘤作用。

复方补肾疏肝方中含有夏枯草、柴胡和白芍等中药，它们所对应的主要单体金丝桃苷、槲皮素和芍药苷分别从不同的信号通路诱导凋亡，从而达到抗肿瘤作用。复方中还含有北五味子、当归及菟丝子等中药，具有提升免疫力的作用[45-47]，与抗癌活性成分相配合，共同达到中药复方祛邪且扶正的作用。

中药单体与中药复方两者互不可分、相辅相成，共同为筛选新型抗肺癌靶向药物提供宝贵依据。今后的研究方向可能应更加注重复方的多重抗肿瘤效应，以及多种单体协同抗肿瘤作用。随着分子检验相关科学技术的快速发展，相信中医药在抗肺癌中药单体及中药复方作用机制的研究方面将取得更大的进展，为中药治疗肺癌提供可靠理论依据和临床治疗新思路。