雷公藤红素与非小细胞肺癌研究进展

昌 爽 张枝倩 杨珺超

非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）是呼吸系统最常见的恶性肿瘤，具有极高的发病率和死亡率[1]。肺癌患者术后的复发转移率高，且NSCLC 对化疗药物敏感性不高，长期生存率较低[2]。因此，积极寻找治疗NSCLC 的有效药物刻不容缓。天然植物药物具有低毒、有效、整体调节和无耐药性等优势，研究表明，中药在抗肿瘤方面具有治疗价值[3]。雷公藤红素是从传统中药卫矛科植物雷公藤属及南蛇藤素中分离出的五环三萜类单体化合物，具有抗炎、抗风湿、抗氧化、抗老年痴呆等多种药理活性[4]。研究表明，雷公藤红素还具有抗肿瘤活性，可抑制多种肿瘤细胞生长并诱导其凋亡[5]。本文就雷公藤红素抑制NSCLC 细胞系的研究进展作一综述。

1 雷公藤红素的生物学特性

雷公藤红素是五环三萜类单体化合物，分子式为C29H28O4，其外观为红色针状晶体，难溶于水，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、三氯甲烷、乙酸乙酯等有机溶剂。它是一种天然蛋白酶抑制剂，芳香酮基上的C2和C6 具有很强的亲核活性，可与蛋白酶体5 亚基上苏氨酸-N 端的氢基形成共价键，从而抑制其功能，诱导肿瘤细胞凋亡及坏死[6]。

2 雷公藤红素具有对抗NSCLC 的功效

雷公藤红素对多种NSCLC 细胞系有明显的抑制作用。在NCI-H1299 细胞中研究显示，雷公藤红素可呈时间和剂量依赖性抑制肿瘤细胞增殖，且作用浓度在4～8μmol/L 时可进一步诱导细胞死亡[7-8]。在A549 细胞系中，雷公藤红素不仅能够显著抑制肿瘤细胞的增殖活力[9]，还可诱导细胞凋亡发生[10]，降低细胞迁移、侵袭和粘附能力[11]。王莹等[12]发现，经雷公藤红素处理后H1975 细胞的存活率和侵袭力显著下降，注射雷公藤红素的小鼠肿瘤生长速度明显降低。雷公藤红素主要通过抑制肿瘤细胞增殖，促进肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞迁移等途径发挥抗NSCLC 作用。

3 雷公藤红素对抗NSCLC 作用的分子机制

3.1 雷公藤红素影响细胞增殖周期 恶性肿瘤发生是由于细胞周期调控紊乱，细胞的生长、分裂失去控制。研究发现，雷公藤红素可使A549 细胞阻滞于G1期，其机制可能是通过上调miR-17-5p 和miR-155-5p 的表达从而抑制G1 期增殖信号关键靶点Cyclin D1 蛋白的表达。Cyclin D1 的过表达可导致细胞通过G1/S 检查点的过度进行[13]，导致肿瘤细胞增殖，继而形成肿瘤。雷公藤红素可通过降低Cyclin D1 的表达水平以调节细胞周期，从而抑制肺癌发生发展[14]。

3.2 雷公藤红素影响EGFR 及其下游信号通路 表皮生长因子（epithelial growth factor receptor，EGFR）的异常表达可促进细胞增殖，抑制凋亡。酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitors，TKI）常应用于EGFR 突变的患者的治疗，但仍有约70%的患者出现TKI 耐药[15]。王莹等[12]发现，雷公藤红素作用H1975 细胞后可不同程度抑制EGFR 及其下游p-STAT3、p-ERK、p-Akt 信号通路的活性。有研究发现，雷公藤红素联合TKI 能够显著抑制T790M 突变对于肺癌细胞侵袭作用的影响[16-17]。上述研究表明，雷公藤红素可能通过抑制EGFR 及其下游信号通路的活性对肿瘤细胞的恶性增殖发挥抑制作用，对治疗EGFR 突变、异常引起的细胞恶性增殖有重要意义。

3.3 雷公藤红素影响半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶（Caspase）信号通路 Caspase 家族是一种天冬氨酸特异性的半胱氨酸酶，是凋亡信号转导网络的核心，其中Caspase-3 是细胞凋亡的关键蛋白酶[18]。Mou等[19]发现，雷公藤红素可激活Fas/FasL 信号通路和线粒体途径，增加FasL 和Fas 的表达，继而激活Caspase 级联反应导致A549 细胞凋亡。刘天瑶等[11]发现，雷公藤红素可使A549 细胞Caspase-3/9 与B淋巴细胞瘤相关X 蛋白（Bax）表达显著升高，B 淋巴细胞瘤-2（Bcl-2）表达显著降低。可见雷公藤红素通过多种途径调节Caspase 的表达，抑制肿瘤细胞增殖、促进凋亡。

3.4 雷公藤红素影响核因子（NF-κB）通路 NF-κB信号通路的活化可上调多种抗凋亡和细胞增殖相关蛋白，从而促进细胞增殖，抑制细胞凋亡[20]。徐佳和伍春莲[21]发现，雷公藤红素能够影响IKKβ、IKKα、NFκB p65 基因的磷酸化水平，抑制NF-κB 信号通路，从而诱导NSCLC H1299 细胞凋亡。另有实验证明，雷公藤红素可抑制NF-κB 基因表达并可通过抑制NF-κB 下游的抗凋亡蛋白如Bcl-2、Bcl-XL 和存活蛋白及细胞周期相关蛋白环氧合酶-2（COX-2）的表达来切断NF-κB 通路[22]。因此，雷公藤红素可通过切断NF-κB 通路，抑制NF-κB 通路的活化发挥抗癌活性。

3.5 雷公藤红素影响整合素家族 整合素是由一个α 亚基和一个β 亚基构成的异源Ⅰ型跨膜糖蛋白，能够激活NF-κB、ERK 等细胞内信号通路。研究发现，雷公藤红素能够通过下调整合素β1/CD29 的表达[23]、抑制95D 细胞产生黏着斑[24]、降低整合素β3、β4 及αv 的表达[8]等方式抑制整合素家族从而降低肺癌细胞的黏附、侵袭和迁移能力。

3.6 雷公藤红素影响内质网Ca2＋的释放 内质网内钙稳态的改变可引起内质网应激（ER stress），进而可激活凋亡分子，诱导细胞凋亡[25]。研究表明，雷公藤红素可促使内质网钙离子释放从而诱导细胞凋亡[26]。Xu 等[27]发现，经过雷公藤红素作用下的H1975、H1650细胞的Ca2＋水平在短时间内显著升高。表明雷公藤红素可促进钙离子释放，通过Ca2＋介导自噬从而诱导肿瘤细胞凋亡。

3.7 雷公藤红素影响血管的形成 肿瘤的生长、转移和侵袭都有赖于血管的支持，因此抑制血管的形成可促进肿瘤细胞凋亡或坏死。雷公藤红素存在多种影响肿瘤血管形成的作用途径，其中包括抑制Akt/mTOR 信号途径来抑制血管依赖的肿瘤的生长[28]、干扰糖的氧化磷酸化过程抑制血管内皮细胞的增殖[29]、阻止PTEN/PI3K 通路激活进而抑制细胞生长和血管新生的形成[30]。

低氧诱导因子-1[7]（hypoxia inducible factor-1，HIF-1）的活性和表达与氧浓度密切相关，它可通过调控血管生成来影响氧的运输能力，与肿瘤的发生密切相关，低氧状态下HIF-1 水平显著提高。Huang等[31]研究发现，雷公藤红素可有效抑制缺氧诱导内皮细胞的迁徙、小管形成和缺氧诱导的肿瘤细胞侵袭。故下调HIF-1α 基因和蛋白表达是可能是雷公藤红素抗血管新生的机制之一。

3.8 雷公藤红素影响CD146 的表达 CD146 与肿瘤的粘附、转移及新生血管的形成密切相关[9]。Piao等[32]发现，CD146 蛋白表达降低可以抑制大细胞肺癌细胞的迁移和增殖，并指出CD146 能够影响上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）的标志物上皮钙粘蛋白、波形蛋白和螺蛋白的表达并促进丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（Akt）磷酸化。研究证明，CD146 蛋白表达水平均随着雷公藤红素的药物浓度加大而降低，并根据实验数据证实雷公藤红素对A549 细胞的迁移和侵袭有明显的抑制作用，说明雷公藤可能通过降低CD146 水平来抑制A549 细胞的转移[9]。

4 雷公藤红素协同抗耐药

EGFR 酪氨酸酶抑制剂（TKI）在特定位点突变NSCLC 治疗中的疗效可观，但伴随而来的耐药问题又给NSCLC 的分子靶向治疗带来新的挑战，因此寻找能够抗耐药的药物十分必要与迫切。Lee 等[33]发现，雷公藤红素和吉非替尼联合治疗可抑制PC-9/GR 细胞的潜在耐药靶点Axl 蛋白表达，从而增加PC-9/GR 细胞对吉非替尼的敏感性，有助于克服化疗耐药情况。亦有研究发现，雷公藤红素和阿法替尼可协同抑制H23 和H292 细胞移植瘤的生长[17]。可见EGFR-TKI 联合雷公藤红素应用可能是克服NSCLC细胞对靶向药物耐药的一种有前景的治疗策略。

5 小 结

雷公藤红素可通过多种抗肿瘤机制（见图1）来减弱NSCLC 细胞的增殖活力，诱导细胞凋亡，具有良好应用前景。但雷公藤红素的低生物利用度以及毒副作用限制其临床应用。近年来雷公藤红素的结构改造工作不断进展，有效、低毒的雷公藤红素制剂有望进入临床应用。本文总结雷公藤红素对抗NSCLC 细胞系的作用及分子机制,为进一步开发安全、有效治疗NSCLC 的新药提供理论依据。