中医药基于B细胞淋巴瘤-2/Bax基因表达对白血病细胞凋亡调控影响的研究进展

马小淋　李昌桂　周永明

摘要 细胞凋亡调控异常是白血病发生及病情进展的重要原因之一，其中，抗凋亡蛋白B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）/白血病蛋白和促凋亡蛋白Bax对于白血病细胞凋亡的调控起着关键作用。相对于经典的化学药物治疗，中医药治疗白血病具有不可替代的优越性，许多单味中药、中药有效成分和中药复方都有很强的抗肿瘤活性，近年来中医药对于白血病Bcl-2和Bax基因表达影响机制的探究成为了医学领域的研究热点。

关键词 白血病;中医药;B细胞淋巴瘤-2;Bax;细胞凋亡;基因表达;中药单体;研究进展

Effect of Traditional Chinese Medicine on Apoptosis of Leukemia Cells Based on Bcl-2/Bax Gene Expression：A Review

MA Xiaolin，LI Changgui，ZHOU Yongming

（1 Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China; 2 Yueyang Hospital of Integrated Traditional

Chinese and Western Medicine，Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 200437，China）

Abstract Abnormal regulation of apoptosis is an important factor for the occurrence and progression of leukemia，where anti-apoptotic protein B-cell lymphoma/leukemia-2（Bcl-2） and pro-apoptotic protein Bcl-2-associated X protein（Bax） play a key role in the regulation of leukemia cell apoptosis.Compared with the classic therapies with chemical drugs，traditional Chinese medicine（TCM） has irreplaceable advantages in the treatment of leukemia.Many Chinese herbal monomers，effective components，and Chinese medicinal compounds have strong anti-tumor activities.In recent years，the research on the mechanism of TCM in regulating the gene expression of Bcl-2 and Bax in leukemia cells has been frequently carried out in the field of medicine.

Keywords Leukemia; Traditional Chinese medicine; Bcl-2; Bax; Apoptosis; Gene expression; Chinese herbal monomer; Research progress

中圖分类号：R242;R733.7文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2022.06.024

白血病是一类常见的造血干细胞恶性克隆性疾病，白血病细胞增殖与凋亡严重失衡，并出现异常增生和分化障碍，不具备正常功能的白细胞在骨髓和其他造血组织中大量增殖累积，并侵害其他脏器和细胞。我国白血病的发病率为3～4/10万，是儿童中最常见的恶性肿瘤，约占所有恶性肿瘤的30%[1]。有研究显示，中国白血病生存率仅为19.6%[2]。目前，白血病的治疗主要有化学疗法、细胞免疫治疗、靶向治疗及造血干细胞移植等。中医药治疗白血病能够克服化疗等方法的诸多不足，其不良反应小、宜长期服用，且药源广泛，生产成本较低。我国学者最先将三氧化二砷运用于急性早幼粒细胞白血病的治疗，且联合使用全反式视黄酸5年生存率达94.8%，使急性早幼粒细胞白血病成为第一类可治愈的成人白血病，中药治疗白血病的研究受到国内外学者的广泛关注[3]。

1 白血病与细胞凋亡调控

细胞凋亡，又被称为程序性细胞死亡（Programmed Cell Death，PCD），是机体在受到一定的内源或外源刺激后清除体内存在潜在危险性或多余细胞的正常生理现象，其涉及一系列基因的激活、表达以及调控等作用。当受到外源性刺激时会使细胞出现过度增殖和非正常凋亡，机体通常受到2种途径的调控，即内源性途径和外源性途径[4]。外源性途径主要由细胞表面程序性死亡受体调控，通过与细胞外配体相结合而激活。内源性途径通过应激后细胞内的自身信号调节，依赖于线粒体膜间隙因子的释放，如B细胞淋巴瘤2（B Cell Lymphoma-2，Bcl-2）家族蛋白[5]。像其他肿瘤细胞一样，AML细胞经常表现出Bcl-2家族成员失调，进而影响细胞凋亡的调控、成活率的提升以及对化疗药物的耐药性[6]。有研究提示，促进Caspase酶活性、改变线粒体外膜通透性（Mitochondrial Outer Membrane Permeabilization，MOMP）、下调抗凋亡Bcl-2蛋白表达和增强Bax蛋白表达等多种机制与癌细胞凋亡相关，因此通过调控相关基因表达诱导肿瘤细胞分化和促进凋亡来实现抗肿瘤作用是当前治疗研究的热点。

2 Bcl-2/Bax基因表达在细胞凋亡中的功能

细胞凋亡的过程主要由2个蛋白质家族调节并执行——Bcl-2蛋白家族和含半胱氨酸的胱天蛋白酶（Caspase）。Bcl-2蛋白家族主要通过调节线粒体的完整性起到调节作用，该家族蛋白包括促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白。促凋亡蛋白亚家族由多结构域蛋白Bax、Bak以及Bcl-2同源结构域（B Cell Lymphoma 2（Bcl2） Homology Domain 3，BH3）的蛋白（例如Bid和Bim）组成，而抗凋亡蛋白如Bcl-2和Bcl-xL能够结合并阻断促凋亡蛋白的活性。Bax和Bak可增强线粒体膜通透性（Mitochondrial Outer Membrane Permeabilization，MOMP），并从线粒体膜间隙释放促凋亡因子如细胞色素C（Cyt C），通过促凋亡和抗凋亡蛋白抑制剂的抗Caspase活性作用最终导致Caspase的激活，BH3蛋白和抗凋亡蛋白分别通过促进或抑制Bax/Bak活性调整Bax/Bak蛋白的表达[7-8]。像其他肿瘤细胞一样，白血病细胞经常表现出Bcl-2家族成员失调，从而影响细胞凋亡调控、成活率的提高和治疗耐药性[9]。

3 中医药对于白血病Bcl-2/Bax基因表达的影响

3.1 中药有效成分对于白血病Bcl-2/Bax基因表达的干预作用 王小静等[10]研究发现川芎嗪可使白血病U937细胞阻滞于G/G期并发生凋亡，凋亡相关蛋白Bcl-2表达呈浓度依赖性下降，上调Caspase-3的表达，启动内源性凋亡途径而诱导细胞凋亡。

陈甜甜[11]通过体外实验研究白头翁醇提物干预白血病CEM细胞生长，结果提示白头翁醇提物可以下调Bcl-2蛋白的表达，上调Bax蛋白的表达，使Bcl-2与Bax的比值下降;并可以上调P53蛋白的表达，激活下游Bax蛋白表达，抑制Bcl-2蛋白表达，从而促进细胞凋亡。

Xu等[12]采用以白附皂苷为原料合成的氧化锌纳米颗粒（RPS-ZnONPs）作用于人急性淋巴母细胞白血病细胞，RT-PCR检测结果提示采用RPS-ZnONPs干預的MOLT-4细胞较对照组促进了Caspase-3、Bax和Caspase-9的表达，而Bcl-2的表达显著降低，通过内源性途径诱导白血病细胞凋亡。

Ma等[13]通过研究发现苏木乙酸乙酯提取物（CAE）对急性髓系白血病HL-60细胞的细胞活力表现出最高的抑制作用，能降低线粒体膜电位水平（Mitochondrial Membrane Potential，MMP），促进细胞色素C的释放，降低Bcl-2/Bax比值，并促进Caspase-9和Caspase-3的裂解，证明CAE通过内源性途径介导白血病细胞的凋亡的作用机制类似于AsO。

Mashati等[14]用青蒿提取物（AAE）处理人急性淋巴细胞性白血病Nalm-6细胞和Reh细胞，MTT法测定单用AAE对ALL来源的细胞均具有时间依赖性和剂量依赖性的抗白血病作用，RT-PCR检测发现40 μg/mL的AAE增加了2种细胞系Caspase-3和Bax的mRNA表达水平，并与对抗凋亡蛋白Bcl-2的转录活性有明显的抑制作用。

Mega等[15]研究生姜提取物（ZOWE）对慢性粒细胞白血病患者K562细胞系的抗增殖和凋亡作用，发现ZOWE能显著抑制K562细胞的增殖，且Bax/Bcl-2比值升高，线粒体膜电位降低，多聚ADP核糖聚合酶[Poly（ADP-ribose） Polymerases，PARP]裂解增加，说明ZOWE可以通过诱导细胞凋亡来抑制细胞增殖。

Choi等[16]的实验证实，黄芩根提取物（EESB）能显著抑制人白血病U937细胞的生长并诱导细胞凋亡，与抗凋亡Bcl-2的下调，促凋亡Bax的上调，MMP的丢失以及Caspase-9和Caspase-3的激活有关，此外，还可增强死亡受体及其相关配体的表达，并诱导Caspase-8的激活和Bid的截短。

字友梅等[17]探究Alpha-熊果苷对白血病TIB-152细胞增殖和凋亡的影响，与对照组比较，50 μmol/L的Alpha-熊果苷组细胞凋亡率显著升高，且能够上调Bax/Bcl-2比值与Caspase-3、Caspase-9的表达，说明Alpha-熊果苷可激活凋亡信号通路而抑制细胞增殖并诱导凋亡。

庄韵[18]通过实验研究证实，葛根总黄酮（PRF）能够上调白血病细胞Caspase-9、cleaved-PARP和Cleaved-caspase-3的表达，并且对Bcl-2家族蛋白的检测显示抗凋亡蛋白Bcl-xL和Bcl-2表达降低，促凋亡蛋白Bax表达上调。

金旭东等[19]采用95%乙醇对垫状卷柏、翠云草2种卷柏属植物使用冷浸和热提取2种提取方法，回收溶剂后萃取得乙酸乙酯和石油醚萃取物，观察不同浓度样品干预人单核细胞白血病细胞U937细胞24 h的细胞增殖情况。结果Bax蛋白表达量增加，Bcl-2蛋白表达量减少，Caspase-3和Caspase-8蛋白表达量减少，说明2种卷柏均能有效抑制U937细胞增殖，其诱导细胞凋亡与内源性凋亡途径相关。

Mishra等[20]研究槲寄生提取物（VAQE）对Jurkat E6.1和THP1白血病细胞的抗凋亡和增殖作用，通过Western Blotting检测发现，VAQE通过破坏MMP，使细胞内ROS失衡，Bax/Bcl-2比例增加，以及Caspase-8激活导致Caspase-3活化和ROS介导的DNA片段化，从而启动诱导2种白血病细胞凋亡的外源途径。

付丽[21]研究发现丹参酮ⅡA可使K562细胞线粒体膜电位下降，并下调Bcl-2和Bcl-XL的表达，上调Bax和Bad蛋白表达，且将Cyt-c释放于细胞质进一步激活Caspase-3与Caspase-9，最终导致PARP的剪切，发生细胞凋亡。

尹婷[22]使用青蒿琥酯与三氧化二砷联合作用于NB4细胞，可调控基因Bcl-2和Bax mRNA的转录，明显下调Bcl-2和升高Bax、Caspase-3、Caspase-9以及Cyt-C蛋白表达，从而促进NB4细胞凋亡。

蓬子菜是一种天然野生植物，董晶等[23]发现其主要活性成分黄酮类化合物可调控急性早幼粒细胞白血病NB4细胞基因Bcl-2和Bax mRNA的转录以诱导其凋亡，可能与Caspase凋亡途径相关。

半夏的抗肿瘤作用越来越受重视，冯嘉昆等[24]使用半夏提取物干预诱导3种白血病细胞早期凋亡，发现中、高浓度半夏提取物可以下调Bcl-2 mRNA表达，上调Bax及Caspase-3 mRNA表达，促进其凋亡。

赵丽凤[25]通过研究发现三氧化二砷联合双氢蒿素能够激活Caspase-3、下调Bcl-2和Caspase-8表达量而诱导急性单核细胞白血病THP-1细胞凋亡。

马皓月[26]使用苏木乙酸乙醋提取物干预HL-60细胞，研究表明苏木乙酸乙醋提取物可调控细胞凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2、Caspase-3和Caspase-9表达以促进细胞凋亡。

孙慧娟等[27]发现肿节风总黄酮能够降低白血病K562细胞Bcl-2与Bax并增加Cleaved Caspase-3与Caspase-3蛋白表达量比值，通过改变线粒体膜通透性共同发挥凋亡调控作用。

Shi等[28]报告了ABT-199与雷公藤甲素结合使用通过相互调节Bcl-2家族蛋白的机制激活线粒体相关的固有凋亡途径抑制白血病的进展，可显著增加Caspase 9，Caspase 3和PARP的裂解，同时下调抗凋亡Bcl-2家族蛋白和上调BH凋亡，以促进细胞凋亡。

3.2 中药复方对于白血病Bcl-2/Bax基因表达的干预作用 党辉等[29]将白血病细胞株L1210和白血病耐药细胞分别从小鼠尾静脉注入体内制备急性淋巴细胞白血病模型，研究解毒化瘀中药（由青黛、山慈姑、重楼、虎杖、莪术、川芎、丹参、补骨脂等组成）对小鼠的作用：与模型组比较，解毒化瘀中药低、高浓度组小鼠骨髓样本中Bcl-2与p-AKT蛋白表达量显著降低，差异有统计学意义（P<0.01），说明解毒化瘀中药可以通过抑制Bcl-2表达促进白血病细胞凋亡，并有效抑制白血病的发展。

林婷等[30]探究中药复方君子汤联合阿霉素对人白血病耐药细胞K562/VCR的诱导凋亡机制，可上调Bax mRNA、下调Bcl-2 mRNA表达，Bax蛋白表达显著上调，Bcl-2蛋白表达显著下调，其机制可能与其上调促凋亡基因Bax和下调抗凋亡基因Bcl-2的表达有关。

4 小结

综上所述，在目前白血病的临床发生、发展过程中，白血病细胞的凋亡是受到Bcl-2/Bax信号通路调控的。包括川芎嗪、白头翁醇、白附皂苷、苏木乙酸乙酯、青蒿提取物、复方君子汤等中药提取物或中药复方均能一定程度上干预Bcl-2、Bax等蛋白的表达，促进白血病细胞凋亡，最终达到缓解白血病进一步进展的目的。近年来中医药治疗白血病的研究取得了较大的进展，中醫药联合化疗可以提高缓解率、降低复发率，减少放化疗不良反应，延缓病情进展，并能调整免疫功能，改善患者的生命质量。当今中医药研究发展迅速，随着研究的不断深入，相信不久的将来，中医药在治疗白血病方面能取得更大的进展和突破。

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（2021-04-07收稿 本文编辑：杨觉雄）

基金项目：国家自然科学基金项目（81673939）;上海市名老中医学术经验研究工作室（SHGZS-2017019）;上海市“十三五”临床重点专科建设项目（SHSLCZDZK05201）

作者简介：马小淋（1996.10—），女，硕士研究生，住院医师，研究方向：中医药治疗血液病的研究，E-mail：mxl-909@foxmail.com

通信作者：周永明（1956.06—），男，硕士，主任医师，博士研究生导师，研究方向：中医药治疗血液病临床和实验研究，E-mail：yongmingz@163.com