双氢青蒿素抗肿瘤作用机制的研究进展

谢相红，闵 瑶，刘 璐，张丽娟，张若文

(1.吉林医药学院，吉林 吉林 132013;2.北华大学，吉林 吉林 132013)

青蒿素是良好的抗疟药物,在体内的主要活性代谢产物为双氢青蒿素(dihydroartemnisinin，DHA)其口服生物利用度是青蒿素十倍以上，并且其抗疟作用是青蒿素的4～8倍[1]。DHA除了具有抗疟作用以外，还具有明显的抗肿瘤作用。DHA的作用于肿瘤细胞后具有高效、低毒、选择性杀伤等优点[2]。近些年DHA抗肿瘤作用及其机制备受关注,本文将对其抗肿瘤机制作如下综述。

1 阻滞细胞周期、抑制细胞增殖

细胞周期是指细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程，阻滞细胞周期能够影响细胞的生长发育和细胞代谢，从而导致细胞凋亡。在细胞周期中G1到S和G2到M时期细胞处于复杂活跃的分子水平变化时期，容易受到环境条件的影响。DHA作用于肿瘤细胞后能影响细胞的G1/S转换，使G2/M期细胞显著减少[3]。Ji等[4]对4种骨瘤进行不同浓度的DHA处理，发现随着DHA浓度的增加，细胞凋亡和细胞周期阻滞在G2/M期的比例也随之增高。尤琪等[5]发现DHA对胃癌细胞具有显著的抑制作用，且随着给药浓度的增加具有明显的剂量依赖性。DHA还能促使胃癌细胞阻滞在S期。由此说明DHA通过阻滞细胞周期、抑制细胞增殖的方式抗肿瘤作用明显。

2 DHA促进肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡是为维持内环境稳定，由基因控制的细胞程序性死亡。细胞增殖与凋亡调节的紊乱、细胞凋亡能力的减弱或丧失也都能导致肿瘤细胞无限增殖并扩散转移，引起癌症的发生[6]。研究发现DHA使细胞凋亡的主要途径有以下几点。

2.1 线粒体凋亡途径

线粒体是一种半自主细胞器为细胞的生命活动提供能量，除此之外，线粒体内还包含一系列与细胞凋亡相关的物质，如细胞色素c、凋亡诱导因子、活性氧自由基、钙离子等[7]。通过线粒体凋亡途径促进细胞凋亡主要是通过线粒体细胞色素c介导的激活胱天蛋白酶(caspase)级联反应和抑制凋亡基因的方式发挥作用。细胞色素c是由线粒体释放的促凋亡因子。Caspase分为三个亚族，其中主要起细胞凋亡执行作用的是caspase-3。研究发现DHA能够改变线粒体膜的通透性使细胞色素c释放到胞质当中，而caspase-9因与细胞色素c、凋亡蛋白激活因子结合而被激活，活化后的caspase-9能够剪切并激活caspase-3,最终启动caspase级联反应，引起细胞凋亡[8]。Gao等[9]通过体外实验发现，caspase被激活等原因是DHA使白血病细胞凋亡数量显著升高的作用机制。夏金生等[10]研究表明DHA能够激活caspase级联反应，最终触发细胞凋亡。

肿瘤细胞的凋亡离不开基因的调节，而存在于线粒体膜上的Bcl-2基因家族则是调节细胞凋亡的主要基因。Bcl-2与Bax是功能相反的基因，Bcl-2能够抑制细胞凋亡，Bax则促进细胞凋亡，二者的比例决定了细胞的存亡[11]。李庆春等[12]研究表明DHA作用于肿瘤细胞后能够下调Bcl-2的含量并且显著提高Bax的含量，最终促进肿瘤细胞的凋亡。

此外，通过相关研究表明DHA能够抑制核因子κB的活性。在正常情况核因子κB在细胞质中与其抑制蛋白(IκB)结合处于无活性状态，在受到外界相应刺激条件下核因子κB被激活，并直接参与DNA复制或作用于细胞周期导致癌症发生。而通过研究发现DHA可显著抑制核因子κB的活性并抑制IκB的降解[13]。

2.2 死亡受体途径

细胞凋亡的外源性途径包含死亡受体途径。由于死亡配体与其受体结合后，经系列作用活化死亡受体分子,最终激活caspase-8，caspase-8能够激活下游caspase-3使细胞发生凋亡。目前已知cDNA序列的死亡受体分别有Fas分子、肿瘤坏死因子-1、死亡受体3(DR3)、DR4和DR5[14]。研究证明DHA能够显著加强DR5的转录,并且还能与肿瘤坏死因子相关凋亡配体协同作用，导致肿瘤细胞凋亡。

2.3 内质网应激途径

内质网应激是细胞器的一种病理状态，表现为内质网生理功能紊乱、钙稳态失衡、错误折叠或未折叠蛋白在内质网腔聚集。内质网通过激活未折叠蛋白反应来调节内质网应激，但是这种调节也是有限的，过度的内质网应激还是会导致细胞凋亡[15]。研究表明DHA能够使细胞Ca2+浓度增大，并且还能上调介导内质网应激的特异核转录因子CHOP的表达。引起肿瘤细胞的内质网应激，最终导致细胞凋亡[16]。

3 抑制肿瘤血管生成

肿瘤细胞的侵袭与转移是导致肿瘤难治的主要原因之一，而肿瘤血管的生成为其侵袭与转移提供了道路基础。由于肿瘤组织新生血管结构和功能的异常等，导致肿瘤细胞可以直接穿透血管内进入血流并在远隔部位形成转移[17]。盛庆涛等[18]研究表明：DHA对原发性肝癌大鼠具有治疗和延长生存时间的作用，其机制可能是通过抑制血管内皮生长因子及其受体表达,抑制肝癌血管生成和转移，从而延缓肿瘤扩散进程。

4 加速铁离子介导的细胞氧化损伤

肿瘤细胞表面含有的铁离子转运蛋白受体远多于正常细胞，因此肿瘤细胞对铁的摄取能力远高于正常细胞，其细胞内的铁离子水平也远高于正常细胞。而DHA的代谢产物能与铁离子反应形成具有自由基生成的细胞毒作用，会对细胞DNA造成不可逆的损伤，最终导致肿瘤细胞凋亡。因此肿瘤细胞内过多的游离铁离子是DHA能够选择性杀伤肿瘤细胞的关键因素[19]。

5 DHA逆转肿瘤细胞的多药耐药性

在肿瘤治疗的过程中，导致肿瘤失败的原因亦包括肿瘤细胞对多种诱导凋亡药物的耐药性的产生。而DHA对多种抗肿瘤药物以及电离辐射等具有良好的协同增效效应。陶鹏宇等[20]研究显示双氢青蒿素能逆转耐药性，恢复耐药细胞对化疗药物的敏感性。

综上所述，DHA作为青蒿素的重要衍生物，其抗肿瘤特性在细胞实验中的到了广泛地证实。各种实验表明DHA的抗肿瘤机制是多方面、多效应一体的。目前对于DHA抗肿瘤作用机制的研究仍在不断进行，并且随着研究的深入将使DHA在抗肿瘤作用中有更加广泛的应用前景。相信对于DHA抗肿瘤机制的研究能够为临床药物开发提供有力帮助。