基于PI3K/Akt通路的中药治疗乳腺癌研究进展

徐茜茜，李静蔚，孙 雪，王星宇，罗润佳

(1. 山东中医药大学中医学院，山东 济南 250014；2. 山东中医药大学第一附属医院，山东 济南 250014；3. 山东中医药大学第一临床医学院，山东 济南 250014)

乳腺癌是我国女性常见的恶性肿瘤之一[1]，其发病率逐年升高，不仅严重威胁患者的生命健康，还给患者本身带来了极大的精神压力[2]。目前乳腺癌的临床主要治疗手段有手术切除、放化疗、内分泌治疗、分子靶向治疗及光动力学疗法等。近年来，随着中医药在乳腺癌方面研究的深入，中药在提高患者生活质量、减轻放化疗的不良反应、预防复发及转移等方面逐渐显现优势与特色，已然成为乳腺癌有效的辅助疗法之一[3]。乳腺癌的发生发展与多条通路有关。磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信号通路过表达于多种恶性肿瘤，如乳腺癌[4]、卵巢癌[5]、肺癌[6]等。研究表明，PI3K/Akt信号通路在乳腺癌中的活化率较高[7]，PI3K/Akt信号通路既发挥诱导乳腺癌细胞增殖和分化的作用，又与乳腺癌侵袭、迁移和复发耐药等方面亦存在密切关系[8]。因此，基于PI3k/Akt信号通路的中药治疗乳腺癌机制研究成为热点。本研究以“乳腺癌”“磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信号通路”“中药”“PI3K/Akt signal pathway”“breast cancer”“Chinese herbal medicine”等为关键词，检索中国知网(CNKI)、万方、PUBMED等数据库近10年发表的相关文章，探究前人基于该通路的抗乳腺癌作用机制研究情况,为中药应用于乳腺癌的研究夯实基础。

1 基于PI3K/Akt通路的中药抑制乳腺癌细胞生长的研究

1.1中药有效成分抑制乳腺癌细胞生长的研究人参皂甙为人参属植物主要的有效化学成分，人参皂甙Rg3具有独特的抗乳腺癌作用，通过PI3K/Akt信号通路对乳腺癌细胞具有促凋亡和抑制侵袭、转移的作用[9]。彭梦娇等[9]以Rg3处理乳腺癌MDA-MB-231细胞，结果表明，Rg3抑制人乳腺珠蛋白A(mammaglobin-A,MGBA)表达，促进乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡，抑制其增殖；同时，通过使用Akt抑制剂，进一步证明人参皂苷Rg3抑制乳腺癌细胞生长是通过PI3K/Akt信号通路实现的。

三萜类化合物D-鼠李糖β常春藤甙(简称D药)是毛茛科植物铁线莲提取物，对乳腺癌细胞MCF-7及MDA-MB-231有明显的增殖抑制作用[10]。成琳等[10]以不同浓度D药(20，30，40 μg/mL)分别处理乳腺癌细胞MCF-7、MDA-MB-231，结果发现，D药对乳腺癌细胞MCF-7、MDA-MB-231均有诱导凋亡作用，凋亡率随浓度升高而增加；且PI3K、磷酸化蛋白激酶 B(p-AKT)蛋白表达减少，同时应用PI3K 抑制剂 LY294002发现细胞凋亡率增加。表明D-鼠李糖β常春藤甙通过PI3K/Akt信号通路促进乳腺癌细胞凋亡，并呈现剂量依赖特点，从而达到抑制乳腺癌细胞生长的作用。

紫草素是存在于紫草植物根中的一种萘醌化合物，具有杀伤乳腺癌细胞的作用，其机制可能是通过PI3K/Akt信号通路参与乳腺癌细胞自噬，同时抑制乳腺癌细胞活性[11]。陈菊英等[11]通过CCK-8法检测紫草素处理人乳腺癌MCF-7细胞24 h、48 h细胞的存活率，Western blot方法检测该通路相关蛋白表达水平。结果显示，紫草素能降低PI3K、Akt的表达及其磷酸化水平(p-PI3K、p-Akt)，促进乳腺癌MCF-7细胞自噬，抑制MCF-7细胞活性。另有研究证实[12]，胡黄连苷Ⅱ可以抑制 PI3K/Akt/mTOR通路，增加Beclin1蛋白的表达，从而增强乳腺癌MCF-7细胞自噬。

同时，研究显示多种中药有效成分通过PI3K/Akt信号通路发挥抗乳腺癌作用。张术波等[13]发现防己科蝙蝠葛提取物蝙蝠葛碱可通过调控PTEN/PI3K/Akt通路诱导人乳腺癌MCF-7细胞凋亡，同时抑制细胞增殖作用；Dou等[14]发现土贝母总皂苷通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路抑制MDA-MB-231细胞的增殖和迁移，达到抗乳腺癌作用；Zhou等[15]报道黄芪提取物通过PI3K/Akt/mTOR途径抑制乳腺癌MCF-7、SK-BR-3和MDA-MB-231细胞增殖和诱导细胞凋亡；王建杰等[16]通过观察丹皮酚对人乳腺癌MCF-7 细胞PI3K、Akt mRNA表达的影响，阐明PI3K/Akt通路在丹皮酚诱导乳腺癌细胞凋亡过程中的意义；Sun等[17]通过不同剂量漆黄素(0，20，40，80 μmol/L)处理乳腺癌4T1细胞，结果显示漆黄素可以显著抑制4T1细胞增殖活性，且具有时间和浓度依赖性，同时PI3K、Akt、mTOR磷酸化水平被降低，这表明漆黄素诱导4T1细胞凋亡，抑制其增殖，与PI3K/Akt通路相关。

1.2中药复方抑制乳腺癌细胞生长的研究 黄芊等[18]利用阳和汤含药血清处理人乳腺癌MCF-7细胞，CCK-8法检测细胞OD值，流式细胞术检测细胞凋亡情况，Western blot检测人第10号染色体同源丢失性磷酸酶和张力蛋白抑癌基因(PTEN)、PI3K、Akt表达情况。研究发现，MCF-7细胞增殖活性被抑制，细胞凋亡率升高；PI3K、Akt磷酸化率水平降低,同时，PTEN的表达上调；表明阳和汤通过抑制PI3K/Akt信号通路的活化发挥抗癌功效。孙浩等[19]以不同浓度消癌解毒方提取物(0.375，0.75，1.5 mg/mL)处理乳腺癌MDA-MB-231细胞， MTT法考察细胞的增殖抑制率，流式细胞术观察细胞周期，Western blot检测PI3K/Akt信号通路相关蛋白P53、P21、细胞周期蛋白B1(CyclinBl)、周期蛋白依赖性激酶1(CDK1)的表达。实验显示消癌解毒方可以阻滞肿瘤细胞周期，提高细胞增殖移植率，降低PI3K/Akt的磷酸化水平，上调P53和P21的表达，下调CyclinBl、 CDK1的表达，抑制乳腺癌细胞生长增殖。王楠等[20]以阳和化岩汤肠吸收液处理乳腺癌细胞株SK-BR-3，通过Western blot、RT-PCR检测PI3K，p-Akt，人类表皮生长因子受体(HER-2)蛋白及mRNA表达水平。结果显示，阳和化岩汤能降低p-Akt、HER-2蛋白及mRNA表达，联用PI3K抑制剂LY294002较单用LY294002，PI3K表达进一步被抑制。表明阳和化岩汤通过下调该通路上游HER-2的表达，下调PI3K、p-Akt的表达，调控PI3K/Akt通路，达到抑制乳腺癌脉管侵袭和生成的作用。此外，胡升芳等[21]报道乳宁Ⅱ号方通过调控PI3K/Akt信号转导通路及其上游HER-2受体家族以及上调凋亡相关蛋白表达，抑制人乳腺癌MDA-MB-453细胞活力。

2 基于PI3K/Akt通路的中药抑制乳腺癌肿瘤生长的研究

2.1中药有效成分抑制乳腺癌肿瘤生长 许奕夫等[22]以乳腺癌MDA-MB-231细胞株建立裸鼠移植瘤模型,高良姜素给药干预,检测肿瘤体积和质量,计算抑瘤率,Western blot分析肿瘤组织PI3K、Akt、基质金属蛋白酶2(MMP-2)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)表达及核因子κB p65(NF-κB p65)磷酸化表达情况。结果表明，高良姜素在体内对MDA-MB-231生长有明显的抑制作用,抑制PI3K/Akt通路相关蛋白表达,阻断其激活，来抑制裸鼠乳腺癌肿瘤的生长。马勃多糖(CGP)是从马勃中提取的水溶性生物活性物质，张术波等[23]以CGP高(200 mg/kg)、中 (100 mg/kg)、低(50 mg/kg)剂量干预乳腺癌荷瘤小鼠，检测瘤重及PI3K/Akt/mTOR信号通路相关蛋白表达。结果显示，CGP高中低剂量组的抑瘤率依次降低(33.57%，24.48%，20.28%)，同时，肿瘤组织中p-PI3K、p-Akt和p-mTOR的表达均被明显抑制(P均<0.05)。说明CGP通过PI3K/Akt/mTOR信号通路抑制乳腺癌荷瘤小鼠的肿瘤生长，且该抑制作用呈现明显的剂量相关性。

2.2中药复方抑制乳腺癌肿瘤生长 刘晓菲等[24]通过SK-BR-3细胞株接种建立Balb/c裸鼠荷瘤模型,阳和化岩汤给药4周后，观察各组淋巴结转移抑制率,检测肿瘤组织中PI3K、p-Akt、血管内皮生长因子C(VEGFC)的表达,计数微淋巴管数量及VEGFC评分。研究发现，淋巴结抑制率明显升高,VEGFC评分及PI3K、p-Akt、VEGFC mRNA表达均降低,微淋巴管数量减少，证实阳和化岩汤能有效抑制HER-2高表达型裸鼠荷瘤模型微淋巴管生成,抑制血管生成调控通路及VEGFC表达,其机制可能与有效抑制PI3K/Akt交互调控通路活化有关。任瑶等[25]采用4T1乳腺癌细胞建立乳腺癌荷瘤小鼠模型，西黄丸灌胃处理14 d，流式细胞仪检测肿瘤微环境中Treg细胞数量；TUNEL染色检测Treg细胞凋亡情况；Western blot检测Treg细胞P13K、Akt蛋白的表达情况。结果显示，西黄丸能够通过下调肿瘤微环境中Treg细胞PI3K、Akt蛋白的表达，诱导肿瘤微环境中Treg细胞凋亡，抑制其增殖，逆转其免疫逃逸，从而达到改善肿瘤微环境的免疫抑制，最终起到抑制乳腺癌荷瘤小鼠肿瘤生长的作用。 李湘奇等[26]通过建立乳腺癌移植瘤模型,乳康饮干预28 d后，检测裸鼠肿瘤组织PTEN、SHIP、PI3K、Akt mRNA及蛋白的表达水平。结果显示，乳康饮上调抑癌因子PTEN、SHIP的表达,同时，不同程度地抑制PI3K、Akt的表达水平。由此得出结论，乳康饮可以抑制乳腺癌的进展，该作用可能通过抑制PI3K/Akt信号通路活化实现。

3 基于PI3K/Akt通路的中药逆转乳腺癌耐药的研究

3.1中药有效成分逆转乳腺癌耐药 周炳刚等[27]采用MTT法检测不同浓度苦参碱(0.6，1.2 g/L)作用于MCF-7/ADR细胞后的生长抑制率；用RT-PCR、Western blot检测通路相关凋亡因子mRNA和蛋白的相对表达量。结果显示，随着苦参碱浓度的提高,细胞生长抑制率越高，PI3K/Akt信号通路下游作用因子B-细胞淋巴瘤因子(Bcl-2)和p65的相对表达量逐渐下降,表明苦参碱可能是通过活化PI3K/Akt通路下游凋亡基因而发挥逆转乳腺癌多药耐药的作用。

3.2中药复方逆转乳腺癌耐药 董合玲等[28]报道了补中益气汤抑制转移性乳腺癌他莫昔芬耐药的作用机制。通过MTT法检测他莫昔芬耐药型乳腺癌MCF-7细胞的存活率；Western blot检测人类表皮生长因子受体(HER-2)、Akt、雌激素受体(ER)、表皮生长因子受体(EGFR)的蛋白表达；RT-PCR法检测HER-2、Akt、ER、EGFR的mRNA表达。结果表明，补中益气汤通过下调HER-2、ER、EGFR的蛋白含量及基因表达,抑制Akt从而抑制PI3K/Akt/mTOR通路，达到抑制ER和EGFR、HER-2的交互作用，因而逆转乳腺癌MCF-7细胞对TAM耐药性,进一步诱导乳腺癌细胞的凋亡,发挥控制乳腺癌的作用。

冯磊等[29]通过MTT法检测西黄丸逆转MDA-MB-231/ADM细胞多药耐药的作用;Western blot法检测P糖蛋白(P-gp)、P-Akt、Akt、PTEN蛋白表达水平；RT-PCR法检测耐药基因的表达情况。结果显示，西黄丸在4 mg/mL和6 mg/mL浓度下,逆转倍数分别为1.82倍和2.19倍，对MDA-MB-231/ADM细胞有逆转多药耐药作用,且呈明显剂量依赖性；同时，西黄丸能下调MDA-MB-231/ADM细胞PI3K/Akt通路中p-Akt及P-gp的蛋白表达水平,上调PTEN蛋白表达水平，以及明显降低耐药相关因子P-gp及多药耐药相关蛋白1(MRP1)的表达。说明西黄丸能有效逆转三阴乳腺癌多药耐药株MDA-MB-231/ADM的耐药性,从而增强耐药株对化疗药物阿霉素(ADM)的敏感性,其机制可能是通过抑制PI3K/Akt信号通路发挥作用。陈绪[30]应用三黄煎剂干预乳腺癌MCF-7他莫昔芬耐药细胞后，通过流式细胞仪、transwell实验法检测乳腺癌MCF-7他莫昔芬耐药细胞增殖、迁移及侵袭能力；并通过鸡胚实验,检测他莫昔芬耐药细胞影响血管新生能力的情况； Western blot检测PI3K信号通路相关蛋白的表达。结果发现，三黄煎剂明显抑制他莫昔芬耐药型乳腺癌MCF-7细胞血管新生以及增殖、侵袭、迁移的能力,并呈现时间和浓度依赖,并且其明确的作用靶点是PI3K信号通路。

4 小 结

自古以来，中医药治疗乳腺癌发挥着不可或缺的作用。中药从中医整体观念出发，辨证施治，标本兼治，具有多途径、多靶点、多效应的特色与优势；同时，中药治疗乳腺癌，不单能够改善患者不适症状及减轻放化疗毒副作用，而且在预防复发转移、提高生活质量及延长生存期方面也获得良好成效。随着生物医学技术的发展，中药治疗乳腺癌的临床诊疗及基础研究取得一定进展，中药抗乳腺癌的生物学机制研究也有突破。因此，探究中药抗乳腺癌的作用机制成为研究热点。

乳腺癌是全身性疾病，病因、病机较为复杂，其发生、发展、复发及转移涉及多条信号转导通路与病理因素，而PI3K/Akt通路作为哺乳动物体内重要的细胞信号转导通路之一[31]，该通路的异常激活在促进乳腺癌细胞增殖、抗凋亡、转移、促血管生成和耐药等方面起到了重要作用[32]。随着中药抗乳腺癌生物学机制的深化探究，以及学者对PI3K/Akt通路作用机制及其功能的进一步了解，提示该通路可作为中药抗乳腺癌的有效作用靶点，因而，PI3K/Akt通路成为了研究中药治疗乳腺癌作用机制的重要切入点。

本研究将前人基于PI3K/Akt通路的中药抗乳腺癌的作用途径归纳如下：①诱导细胞凋亡;②参与细胞自噬;③抑制脉管生成;④改善肿瘤微环境;⑤逆转耐药。这些路径均与乳腺癌的发生、发展紧密相关，且均与PI3K/Akt通路转导有密切联系。如此归类，更加明确中药通过PI3K/Akt通路抗乳腺癌的机制，可为新的抗乳腺癌药物或制剂的机制研究提供充实的应用与指导价值，也为临床设计合理的抗乳腺癌治疗方案提供借鉴。

此外，本研究内容较好地揭示了中药治疗乳腺癌综合作用，既具有显著的抗乳腺癌进展的作用，又可逆转乳腺癌耐药，防治并发症，彰显了中药在抗乳腺癌方面多靶点、多通道的特色。但目前研究尚存在一些问题，可能影响其指导临床的作用：①缺乏临床疗效对比，今后应针对疗效确切、稳定的中药积极投入临床试验，促进研究成果临床化。②检索到的相关文献相对数量有限且分散，尤其关于中药通过PI3K/Akt通路逆转乳腺癌耐药方面的研究较少，且很多是基于单项研究总结的结论，需要更多、更深入的基础研究与临床证实。③为了更好地指导临床用药，还应该充分开展中药的药效剂量研究，以及给药方式不同对药效影响的研究，从而发挥中医药治疗乳腺癌的特色与优势所在，进一步提高中医药抗乳腺癌的临床地位。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。