丹参酮ⅡA抗癌作用机制研究进展

胡锦丹,王 宇

(1.陕西中医药大学基础医学院,陕西 咸阳 712046；2.陕西中医药大学医学科研实验中心,陕西 咸阳 712046)

丹参是唇形科鼠尾草属植物丹参的干燥根和茎，主产于安徽、山西、河北等地[1]。古有“一味丹参,功同四物”之说。其味苦，性微寒，归心、肝经，具有活血化瘀、养血安神、调经止痛、凉血消痈等功效[2]，已被用于心血管疾病的临床治疗，近年来在美国也得到了广泛认可和应用[3]，成为我国首味列入《美国药典》的中药[4]。丹参不仅具有改善微循环、保护神经系统、抗炎抗氧化等作用，还表现出良好的抗肿瘤作用。

丹参酮ⅡA(tanshinone ⅡA,Tan ⅡA)是丹参中活性强、含量高的主要成分之一，作为多靶点抗肿瘤天然药物，除了可诱导肿瘤细胞发生细胞周期阻滞和凋亡，还能抑制肿瘤细胞侵袭、转移和耐药的产生。本文就近年来Tan ⅡA抗实体瘤作用机制的研究进展进行综述。

1 Tan ⅡA与消化系统肿瘤

1.1 TanⅡA与结直肠癌(colorectal cancer,CRC)CRC是消化系统常见的恶性肿瘤之一，是癌症导致死亡的第3大原因[5]。化学治疗作为临床广泛应用的治疗措施，具有较好的治疗效果，但化学治疗容易产生各种不良反应，影响患者生存质量[6]。随着中医药理论的推广和疗效的凸显，学者们发现TanⅡA与普通化学治疗药物相比，具有良好的抗肿瘤效果。

MA等[7]研究发现，20 μmol·L-1的TanⅡA可显著抑制环氧化酶-2(cycloxygenase-2，COX-2)、β-catenin蛋白以及血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表达。此外，TanⅡA不仅可抑制缺氧诱导因子-1α的表达，降低其对CRC细胞增殖能力的促进作用，还可抑制VEGF和碱性成纤维生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)的分泌水平，抑制CRC的进展[8]。

CRC首选化学药物进行治疗，但因对化学治疗药物耐药导致的复发和转移是CRC患者死亡的主要原因[9-10]。ZHANG等[11]研究发现，9 μmol·L-1OXA对耐药CRC SW480细胞的生长抑制率约为14%，而奥沙利铂(oxaliplatin，OXA)+TanⅡA组SW480细胞的生长抑制率为73%；9 μmol·L-1OXA对耐药CRC HT29细胞的生长抑制率约为19%，OXA+TanⅡA组HT29细胞的生长抑制率约为65%；提示Tan ⅡA与OXA联合可明显提高OXA对CRC细胞的抑制率。

白细胞介素-2 (interleukin-2，IL-2)是调节肿瘤细胞生长、增殖的促炎细胞因子，是癌症治疗中有效的免疫制剂[12-13]。但随着肿瘤细胞对IL-2耐药的产生，对化学治疗增敏药的研发变得十分重要。QIAN等[14]研究显示，TanⅡA与IL-2共处理SW480 CRC细胞后，细胞的存活率明显降低，介导线粒体分裂的倒置形成素2和促凋亡蛋白Bax和caspase-9表达增加，抗凋亡蛋白Bcl-2和Survivin表达减少，且以上作用均可被线粒体分裂拮抗剂Mdivi-1阻断，提示TanⅡA与IL-2的联合可通过线粒体分裂途径促进CRC细胞的凋亡。此外，线粒体氧化应激和能量代谢是调节癌症稳态的2个关键因素,TanⅡA与IL-2不仅可增加线粒体活性氧(reactive oxygen species，ROS)的产生，引起氧化还原失衡，还可降低细胞内总三磷腺苷(adenosine triphosphate,ATP)的含量与细胞内周期蛋白Cyclin D1水平，以上作用均可被Mdivi-1逆转，提示TanⅡA与IL-2的联合作用还可使癌症稳态失去平衡，抑制SW480细胞增殖，其作用机制可能与Mst1-Hippo 通路有关[15]。

JIEENSINUE等[16]研究发现，TanⅡA可通过Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)-Mff信号通路诱发SW837 CRC细胞线粒体损伤使ROS产生过剩，线粒体电位下降，抗氧化因子下调，caspase-9依赖的凋亡通路激活，从而发挥抗CRC作用。TanⅡA还可通过调节自噬促进CRC细胞凋亡，但具体机制仍待更深入的研究。HE等[17]研究发现，TanⅡA可通过抑制腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase，AMPK)通路，使S相激酶相关蛋白2、E3泛素连接酶Parkin失活，抑制线粒体自噬，进一步诱导CRC细胞凋亡。

1.2 TanⅡA与胃癌胃癌是目前全世界最常见的癌症。尽管近年来胃癌的发病率有所下降，但由于其病死率高、预后差，仍是全球范围内主要的公共卫生问题。TanⅡA与胃癌相关的研究也越来越多。

铁死亡是一种调节性坏死类型，与细胞凋亡或坏死不同，其不依赖于caspase和受体相互作用蛋白1激酶活性，而通过铁依赖性脂质过氧化发挥作用。p53可介导铁死亡，其首先被招募到轻链亚基SLC7A11启动子区域，阻断SLC7A11的转录及对钠非依赖性的胱氨酸-谷氨酸逆向转运蛋白xCT编码，阻断xCT将半胱氨酸向细胞内转运，使谷胱甘肽的合成减少，进一步诱导ROS介导的铁死亡发生。GUAN等[18]用2 μmol·L-1和4 μmol·L-1TanⅡA处理胃癌BGC-823和NCI-H87细胞后发现，细胞中p53的表达增加，xCT的表达减少，细胞的脂质过氧化作用得到增强，且铁死亡的另2个标记基因Ptgs2和Chac1的表达也显著增多；上述作用均可被脂质过氧化抑制剂铁抑素1和p53 小干扰RNA阻断，提示TanⅡA可通过p53介导的铁死亡发挥抑瘤作用，这一结论为胃癌临床新药的开发开拓了新视角。

ZHANG等[19]研究证实，TanⅡA对胃癌SNU-638、MKN1、AGS细胞增殖的抑制作用呈时间和剂量依赖性，TanⅡA可促进Bax和cleaved caspase-3的表达，直接抑制Bcl-2表达或通过抑制信号转导和转录激活因子3的磷酸化来调控凋亡基因的表达，进而参与凋亡途径。

热休克蛋白(heat shock protein，HSP)27是一种可在细胞凋亡或坏死时对环境、冷、热和氧化压力等做出反应的传感器，其磷酸化状态与癌症进展有关[20]。ROS可诱导肿瘤信号转导，介导细胞周期阻滞、细胞凋亡和未折叠蛋白反应(unfolded protein reaction，UPR)等多种生物学过程[21]。YIN等[22]研究发现，TanⅡA可通过刺激HSP27促进ROS的产生、热休克因子1的表达和凋亡下游靶点的激活并诱导胃癌AGS细胞凋亡。此外，TanⅡA诱导ROS过度产生可增加线粒体的分裂，这为ROS、UPR与线粒体动力学的关系提供了新见解，但三者的关系仍有待进一步研究来论证。

叉头盒M1(forkhead box M1，FOXM1)基因是叉头转录超家族的成员，在启动子区域识别5′-TAAACA-3′重复序列，激活增殖、迁移和上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)相关基因。FOXM1的异常过表达是许多癌症发生和发展的关键特征[23]。YU等[24]研究发现，TanⅡA处理胃癌SGC-7901细胞后，细胞中核增殖抗原Ki-67、增殖核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)-2、MMP-9、FOXM1表达水平降低，p21表达水平升高。过表达FOXM1可阻断TanⅡA的作用。TanⅡA可显著增强miR-874的表达，抑制高迁移率蛋白(high mobility group box,HMGB)-2、β-catenin信号通路相关蛋白的表达，促进胃癌细胞增殖和EMT的抑制作用[25]。

NISHIGUCHI等[26]研究结果显示，HMGB1的表达与顺铂耐药显著相关，TanⅡA可抑制HMGB1及其通路中Toll样受体4和髓样分化因子的表达，并抑制核转录因子-κB的活性，增加耐药胃癌TMK-1和MKN74细胞对顺铂的敏感性。

2 TanⅡA与乳腺癌

乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤，也是女性最常见的癌症所致死亡原因[27]。LV等[28]研究结果显示，TanⅡA可协同增强HSP90抑制剂17-AAG和ganetespib对人乳腺癌MCF-7细胞的抑制作用，显著减少鸟苷三磷酸酶家族蛋白Ras与活性鸟苷三磷酸(guanosine triphosphate,GTP)的结合抑制磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K)/蛋白激酶B (protein kinase B，Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶标(mammalian target of rapamycin,mTOR)通路的激活，调控细胞周期进程、自噬和凋亡。

TanⅡA对耐药的乳腺癌细胞也可产生良好的治疗效果。紫杉醇和微管蛋白Tau是稳定微管的2种配体，它们通过竞争性结合同一位点发生相互作用。LIN等[29]报道，TanⅡA可显著抑制人乳腺癌MCF-7细胞中Tau蛋白的表达，提高MCF-7细胞对紫杉醇的敏感性。

PTEN是Akt信号的主要负调控因子,其表达减少或缺失可激活Akt，使下游的凋亡蛋白磷酸化并促进细胞的存活、增殖和耐药。LI等[30]研究表明，Tan ⅡA可通过抑制PTEN/Akt通路，下调外排ATP结合盒转运蛋白P-gp、乳腺癌耐药蛋白和多药耐药相关蛋白1的表达，提高乳腺癌细胞对阿霉素的敏感性；体内研究显示，Tan ⅡA与Dox联合作用对乳腺癌可产生明显的增效减毒效果。Dox的主要毒副作用为心脏毒性，而TanⅡA具有良好的心血管保护作用，二者联合在乳腺癌临床治疗中具有广泛的应用前景。

3 Tan ⅡA与妇科肿瘤

3.1 TanⅡA与宫颈癌据统计，宫颈癌在女性最常见的肿瘤中居第2位。目前,针对宫颈癌患者主要采用手术、放射治疗和化学治疗等治疗,但手术、放射治疗和化学治疗可导致患者免疫系统损伤,且化学治疗毒副作用较大[31-32]，所以亟须有效且毒副作用小的药物应用于临床治疗中。QIN等[33]研究结果显示，RNA结合蛋白HuR可直接与YAP 信使RNA(messenger RNA,mRNA)结合，提高Hippo通路下游关键因子YAP的活性，而TanⅡA可抑制HuR从细胞核向细胞质转移，从而降低YAP mRNA的稳定性和转录活性，并增强宫颈癌细胞对阿霉素的敏感性，但具体作用机制仍有待更深入的研究论证。

3.2 TanⅡA与卵巢癌卵巢癌是临床最常见的妇科肿瘤之一，也是全球妇科癌症相关死亡的第2大常见原因。LI等[34]研究发现，TanⅡA处理人卵巢癌TOV-21G细胞后，可上调细胞中miR-205的表达，刺激p38的磷酸化，抑制survivin蛋白的表达，诱导细胞凋亡。给予p38特异性抑制剂SB203580可完全阻断p38的磷酸化，给予miR-205拮抗剂可解除TanⅡA对survivin蛋白的抑制作用；且经p38抑制剂处理后，异位导入miR-205也无法产生抑瘤效果，提示TanⅡA介导的miR-205的变化在p38磷酸化之后,即p38的下游通路中，但p38磷酸化的上游是否仍有其他因素发挥作用仍有待进一步研究论证。

ZHANG等[35]研究发现，150 μmol·L-1TanⅡA能通过裂解激活caspase-3、caspase-8和caspase-9，显著增加人卵巢癌细胞的凋亡，降低B细胞淋巴瘤样蛋白2 (B cell lymphoma-like protein-2，Bcl-2)和骨髓细胞白血病-1L在卵巢癌细胞中的表达，并降低人卵巢癌细胞中PI3K、Akt和JNK的表达，特异性PI3K抑制剂LY294002可增强TanⅡA对Akt、JNK表达的抑制作用，而PI3K过表达可阻断TanⅡA对Akt、JNK表达的抑制作用，消除Tan-ⅡA诱导的人卵巢癌细胞凋亡，提示TanⅡA通过调节PI3K/Akt/JNK信号通路诱导卵巢癌细胞凋亡。

焦点黏附激酶(focal adhesion kinase,FAK)是一种非受体酪氨酸激酶，在多种癌细胞中发挥调节细胞迁移和侵袭的作用[36-37]。肿瘤血管生成是促进肿瘤细胞浸润、侵袭和远处转移的重要途径[38-40]，受血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、碱性成纤维生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)和COX-2等因子调控[41-43]。ZHOU等[44]研究发现，与不加药的空白对照组相比，TanⅡA可明显降低卵巢癌A2780和ID-8细胞的ki67及Bcl-2/Bax比值，促进细胞凋亡，下调VEGF和COX-2表达水平以减少肿瘤血管生成；Western Blot结果显示，TanⅡA可呈剂量依赖性地抑制FAK的磷酸化。

4 TanⅡA与肺癌

肺癌是世界上最常见、病死率最高的恶性肿瘤。肺癌一般以手术、化学治疗为主，但因为消化道等不良反应的产生，往往远期治疗效果不理想。目前大量研究证实，TanⅡA应用于肺癌具有良好的增效减毒效果。p53肿瘤抑制基因参与了包括细胞周期阻滞、DNA修复、衰老或凋亡等应激反应[45]。p73是p53家族成员之一，其是否作为肿瘤抑制因子存在尚不清楚。小鼠双分钟(mouse double minute，MDM)-2是p53、p73的拮抗剂，可通过与p53的N端结构域结合并阻断p53依赖的转录活性，或通过泛素化p53调节其蛋白酶体降解来抑制p53的活性[46]。p73与MDM2的结合也可抑制p73的转录活性[47]，MDM2的同源物MDM4也可抑制p53和p73的反式激活。ZU等[48]研究发现，TanⅡA以时间和剂量依赖的方式抑制MDM4和凋亡抑制因子3的表达，诱导p73的异构体之一p73α的表达增加，使p53缺陷的肺腺癌H1299细胞活力减弱并促进其凋亡，提示TanⅡA 可能通过抑制MDM4 mRNA的合成来下调MDM4的表达。此外，TanⅡA还可增强H1299 细胞对阿霉素的敏感性，并有助于减少其毒副作用。

5 TanⅡA与其他实体肿瘤

TanⅡA在其他实体瘤中也得到了广泛应用。XIE等[49]研究发现，TanⅡA可呈剂量依赖性地下调AMPK及碱性亮氨酸拉链蛋白核因子相关因子2(nuclear related factor 2,NRF2)的转录和活性，抑制骨肉瘤MG63细胞的增殖和迁移，与AMPK和NRF2的缺失产生的效果一致。

有氧糖酵解可通过包括己糖激酶(hexokinase，HK)在内的酶催化，HK是人类癌细胞标志之一。HK2的过表达不仅在葡萄糖代谢中起关键作用，其还可以与线粒体外膜上的电压依赖性阴离子通道形成复合物，减少细胞色素C的释放，使肿瘤细胞产生治疗耐药性，促进癌细胞存活[50-52]。LI等[53]研究发现，HK2高表达的口腔癌CAL27细胞经TanⅡA处理后，葡萄糖的消耗和乳酸产生均减少，凋亡过程明显，并且HK2重要的转录因子cMyc降解增加，HK2的表达减少；而敲低cMyc降解所必需的E3连接酶FBW7后，TanⅡA对cMyc泛素化的促进作用和对葡萄糖消耗及乳酸产生的抑制作用均减弱，即FBW7的敲低可减弱TanⅡA对口腔癌细胞的抑制作用。过表达Myc-Akt1可发挥同样的作用，并降低caspase-3和聚腺苷二磷酸-核糖核聚酶(poly-ADP-ribose polymerase,PARP)的裂解蛋白水平以及caspase-3的活性，证实Akt-cMyc-HK2轴在TanⅡA诱导的抗肿瘤活性中起关键作用。

PI3K/Akt/mTOR和Ras/Raf/丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MEK)/细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)通路是人类癌症中最常见的2个异常激酶级联信号通路。这些通路是重要的信号转导机制，通过胰岛素样生长因子1受体(insulin-like growth factor 1 receptor，IGF1R)、血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor，VEGFR)和表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)等促进肿瘤细胞的增殖和存活[54-55]。SU[56]研究显示，Tan ⅡA对人胰腺癌MiaPaCa-2细胞抑制作用的分子机制可能为下调EGFR、IGF1R和VEGFR的表达及双重阻断Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt/mTOR通路。

6 总结与展望

TanⅡA作为中药丹参的有效成分，广泛应用于肿瘤的相关研究中。TanⅡA可促进肿瘤细胞的凋亡、抑制其自噬及EMT的发生，表现出良好的治疗效果。但由于多数研究以离体实验为主，对于疾病发生的复杂的机体大环境来说，可参考性稍欠缺。因为肿瘤异质性的存在，不同类型的肿瘤对同一化学治疗药物的反应各不相同，而TanⅡA作为多靶点抗肿瘤药物，不仅可抑制各系统恶性肿瘤的进展，还可以从多途径发挥其抗肿瘤效果，具有广泛的临床应用前景。