青藤碱的抗癌细胞增殖作用及其在妇科肿瘤中的应用进展
2021-03-26张逸星瞿晓燕同济大学附属杨浦区中心医院妇产科上海20090
张逸星 瞿晓燕 (同济大学附属杨浦区中心医院妇产科,上海 20090)
近年来,中草药提取化合物因其高生物利用度和平稳的副作用,在包括癌症在内的许多人类疾病治疗中起到决定性作用。研究人员把从植物青风藤中所提炼出来的单体称为青藤碱,其为一种生物碱,分子式为C19H23NO4,在中国有两千多年的使用历史,一开始主要被用于治疗神经痛和风湿性疾病[1]。青藤碱的抗肿瘤作用,随着近年的研究,日益凸显,通过多种途径抑制肿瘤细胞增殖,抗肿瘤细胞的侵袭和迁移、影响肿瘤新生血管等方式从而达到抗肿瘤的作用[2]。本文主要围绕其抑制肿瘤细胞增殖的作用,简述了青藤碱在妇科肿瘤中的研究进展,展望了其在癌症治疗中的应用。
1 青藤碱在抗肿瘤细胞增殖方面的作用
青藤碱能通过多种方式阻碍肿瘤细胞的增殖,这些方式目的在于促进肿瘤细胞凋亡,或是改变肿瘤细胞增殖周期,由此来发挥抗肿瘤的作用。加入50、100、200 mmol/ L的青藤碱后,研究者分别观察36、48 h,得到人骨肉瘤MG-63细胞的培养基中,骨肉瘤细胞的增殖能力会表现出依次降低的结论[3]。
不同浓度的青藤碱能降低癌细胞中p-Akt、p-mTOR、pP70S6K蛋白磷酸化的水平,达到下调AKT信号通路,阻止凋亡抑制蛋白BCL-2的表达,调高促凋亡蛋白BAX分子水平,使得BCL-2 /BAX之比发生改变,半胱天冬酶3(caspase-3)表达上调,诱发细胞凋亡,在此作用下,经过浓度为0、1、2 和4 mmol /L的青藤碱作用后的人套细胞淋巴瘤Jeko-1细胞株, 凋亡率分别为(2.21 ± 1.05) % 、(11. 29 ± 2.42) % 、(18.79 ± 2.84) % 和(31.05 ± 3.52) %[4]。Deng等[5]研究还发现青藤碱可剂量依赖地在肾细胞癌中,通过降低人肾癌细胞(ACHN细胞)的成球能力并促进其凋亡,达到降低ACHN细胞的存活率的效果。研究者也通过细胞增殖/凋亡标志物的表达水平,强化了该结果的正确性。青藤碱能显著调控自噬相关蛋白水平,其与下调p62表达,增加Beclin1和LC3 II/LC3 I的表达有关。
与此同时,磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/AKT/雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路也是青藤碱发挥作用的重要通路,其可推进肾细胞癌(RCC)自噬,促进其凋亡。另在Sun等[6]在青藤碱对黑色素瘤的抗肿瘤活性研究中,发现自噬抑制剂氯喹在一定程度上消除了青藤碱对细胞生长和凋亡的影响,且其触发的自噬激活同样是由PI3K/Akt/mTOR信号通路介导的。
Wang等人研究[7]测试了140,280和560μM三种剂量的青藤碱,发现其均能抑制人肝细胞癌细胞系Huh7细胞存活和增殖,在细胞凋亡和多项细胞周期的阻滞上发挥较大作用。通过上调促凋亡调节因子表达、激活半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶(Caspase),青藤碱也能促进凋亡途径[2]。青藤碱可以分解caspase-3和Bax,下调Bcl-xl水平,促进凋亡。此外,青藤碱治疗还增加了p21和p27的蛋白水平。这两个调节因子有减缓细胞周期的进展的功能。
2 在妇科肿瘤中的研究进展
2.1对卵巢癌细胞增殖的影响 卵巢癌是最致命的一种妇科恶性肿瘤,虽然对卵巢癌的诊治已经取得了重大进展,但其仍然具有居于妇科肿瘤之首的高死亡率。据美国癌症协会统计[8],2019年美国约有22 530例女性罹患卵巢癌,13,980例患者死于卵巢癌。在我国,近年来卵巢癌的发病率及死亡率也一直居高不下,统计表明卵巢癌2010年在我国的发病率为6.47/10万,死亡率为2.74/10万[9]。目前,卵巢癌的类型、分期影响了其主要治疗方法,临床上的治疗包括手术、铂类药物、靶向药物和免疫治疗。 绝大部分卵巢癌患者需要化疗,然而,尽管在一线化疗药物的作用下,疗效可达到60-80%,但化疗的严重副作用及短效性,使得许多患者终将复发或死亡[10]。因此,进一步的研究或探索治疗卵巢癌的新方法来是必不可少的。
在对卵巢癌的影响中,青藤碱的具体方式及其作用机制尚待进一步研究。Huimin Li[11]等研究表明,青藤碱(0、0.5、1和2 mmol·L - 1 ) 对人卵巢癌IGROV1和HeyA8细胞具抑制增殖作用,同时通过癌基因MCM2和Wnt / β-catenin信号通路,抑制细胞侵袭和转移,剂量越大,抑制作用越强。
Rangel[12]等通过研究发现上皮性卵巢癌特异转录子(Human ovarian cancer-specific transcripts ,HOSTs)在卵巢癌中特异性表达的五个转录本,包括HOST1 、HOST2 、HOST3、HOST4和HOST5。HOST2目前被证实是长链非编码RNA(long non-coding RNAs (lncRNAs) )家族中的一员,与卵巢癌细胞的增殖、侵袭、转移和耐药中都有着密切的关联。在卵巢癌组织和细胞系中,转录因子HOST2明显增加,卵巢癌细胞存活率降低与其表达增高有关。Yuting Xu[13]发现HOST2可能是青藤碱对卵巢癌治疗的影响靶点,青藤碱可以降低HOST2的表达,而发挥抑制细胞生长、阻滞细胞周期阻滞、诱导细胞凋亡的作用。在体外试验中,青藤碱能降低人卵巢癌Caov3和SKOV3细胞包含CyclinD1、CDK4 和CDK6在内的所有蛋白的表达水平,以至于其可降低停留在G0/G1期的Caov3和SKOV3细胞的活性,并抑制细胞增殖[13]。青藤碱下调 cyclin D1、cyclin A 和 MMP-9 蛋白水平,并且上调E-cadherin蛋白水平的作用被王新荣[14]等发现,在此作用下,处于G0 /G1期和S期的人卵巢癌SKOV3 细胞被抑制增殖、迁移和侵袭。在CCK-8法的检测下,青藤碱作用细胞48 h的IC50为2.12 mmol/L[14]。
2.2对宫颈癌细胞增殖的影响 据统计,2000年至2011年间,女性癌症发病率发病率明显增加。其中宫颈癌的发病率逐渐攀升[15]。宫颈癌的临床分期往往在临床治疗中,决定了其治疗的具体方式。手术、药物化疗及放疗方案因人而异,然而,在这些治疗方法实施后后,30%~40%的患者仍然会有治疗失败死亡的风险[16]。药物治疗是最初在在宫颈癌治疗领域引入的,对新型药物的探索也从未间断,青藤碱就是其中之一。青藤碱亦可制成生物凝胶,外用涂抹,易丹丹等[17]通过研究证实了青藤碱凝胶外用有着低毒副作用、胃肠道反映轻的优点。
张瑜等[18]证实了青藤碱(0.1,0.2,0.4,0.625,1.25,2.5mol/L)抑制了Hela细胞的增殖。Hela细胞更易停滞在G1期,而不是S期,或能为宫颈癌的治疗提供新思路。文献报道[19],在宫颈癌细胞的增殖过程中,若出现青藤碱和顺铂的协同影响,Hela细胞的增殖会受到抑制。研究结果表明,青藤碱通过下调蛋白Caspase-3 和 COX-2,加强蛋白Maspin的表达,宫颈癌细胞的凋亡会被增强,且时间越长,剂量越多,凋亡作用越强。此外,卡铂和青藤碱的联合作用也与顺铂类似,也是通过对其周期和凋亡的影响,达到阻止增殖的目的,同时也表现出时间-剂量依赖性(P<0.05)[20]。青藤碱也可跟放疗结合降低肿瘤的生长速度,DAN ZHANG等[21]研究发现,青藤碱可以抑制DNA损伤反应(DDR)因子Ku80和Rad51在转录中的表达,促进电离辐射诱导的DNA双联的断裂(DNA double-strand breaks (DSBs)),干扰DNA损伤检查点的激活,加快在电离辐射的作用下宫颈癌HeLa细胞的凋亡。
3 讨论与展望
近年来,对于各种类型癌症的药物治疗探索与日俱增,各类新型的靶向药物也逐渐用于临床。青藤碱因其在治疗肾小球膜增生性肾炎,神经性疼痛超敏反应和各种类风湿性疾病而广泛为人所知。因其在抑制癌细胞方面的作用,青藤碱收获了很高的关注度。在肺癌、乳腺癌以及消化系统的肿瘤如胃癌、肝癌、食管癌、肠癌,青藤碱都能发挥抑制癌细胞方面的作用,抑癌类型多,作用范围广。在阻碍癌细胞转移,阻止癌细胞侵袭中,青藤碱所表现的潜在作用也被逐益报道,Song等发现青藤碱通过调节IL-4 / miR-324 / CUEDC2轴显着抑制NF-κB通路的激活,并可在体外减少乳腺癌细胞的侵袭和迁移[22]。此外,青藤碱也可作为放射增敏剂,通过下调Bcl-2,Bax,cyclin B1,CDK1,Ku86,Ku70和Rad51的蛋白表达,修复损伤DNA,增强食管鳞状细胞癌对射线的敏感性[23]。青藤碱在妇科肿瘤的抑制方面效果日益凸显,这些结果在将来可能会为肿瘤的治疗及干预开辟新的可能性。青藤碱在抗妇科肿瘤侵袭、转移、化疗增敏等的作用机制,还需要我们进一步探索。