中药有效成分逆转肝癌顺铂耐药机制的研究进展

徐瑞雪，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

肝癌是最常见的恶性肿瘤之一，也是全球癌症相关死亡的主要原因。肝癌是第6 大最常见的恶性肿瘤，也是全球癌症相关死亡的第4 大原因[1-2]。然而，肝癌的长期预后仍然远不令人满意，诊断较晚，治疗有限[3]。肝癌发展快，预后差，复发率高，生存率低[4-5]。早期肝癌可以通过手术切除和肝移植成功治愈。但大多数肝癌患者诊断为晚期，手术成功率也有限[6]。化疗是治疗肿瘤的常用方法，其中顺铂是临床上治疗肝癌的一线化疗药物，但对肝癌的疗效不理想，主要在于其反应差，毒性大，且具有耐药性[7]。顺铂可通过多种机制发挥抗肿瘤活性，其机制包括通过与DNA 上的嘌呤碱基相互作用产生DNA 损伤，随后激活几种信号转导途径，最终导致细胞凋亡。然而不良反应和耐药性是顺铂治疗肝癌的两大挑战，限制了其应用和疗效。肿瘤细胞内药物累积的减少、通过与谷胱甘肽和金属硫蛋白反应使药物失活以及DNA 损伤的更快修复是顺铂耐药性的原因。为了最大限度地减少顺铂的不良反应和耐药性，使用联合疗法的效果更佳[8]。因此，寻找新的顺铂增敏剂来降低顺铂耐药性、提高肝癌治疗效果具有重要意义。

近年来，一些天然产物作为潜在的抗癌药物和增敏剂引起了广大学者的密切关注[9]。中药因具有不良反应小、耐药性低、价格低廉等特点，增强治疗效果的同时又不会增加经济负担，被广泛应用于肿瘤的临床治疗[10]。中药有效成分的抗肿瘤机制研究更多，其与顺铂的联合治疗可缓解耐药性和不良反应。研究表明，中药有效成分联合顺铂可发挥协同增效、降低化疗不良反应等作用来更好地抗肝癌。本文从逆转细胞凋亡受阻、调控细胞自噬、降低化疗药物浓度、诱导DNA 损伤和抑制上皮-间充质转化（EMT）5 个方面综述中药有效成分逆转肝癌顺铂耐药的机制，以期为未来减轻临床肝癌顺铂耐药、提高肝癌患者的生存质量和治疗效果提供参考。

1 逆转细胞凋亡受阻

在肝癌治疗中，顺铂的主要药理作用是诱导癌细胞凋亡。细胞凋亡是程序性细胞死亡一种形式，其中促凋亡的B 淋巴细胞瘤相关X 蛋白（Bax）、切割型半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-3（cleaved caspase-3）和抗凋亡的B 淋巴细胞瘤2（Bcl-2）通常被用作标记物，被认为是促进顺铂化疗疗效的主要细胞机制，与肝癌的进展密切相关[11]。Rao 等[12]研究发现在HepG2 细胞中，与单一使用顺铂相比，双氢青蒿素联合顺铂组的凋亡相关基因Fas、FADD、Bax表达水平和Caspase-3/pro-Caspase-3、Caspase-8/pro-Caspase-8 的断裂比例均显著升高，Bcl-2 蛋白的表达水平明显降低。综上所述，双氢青蒿素可通过调节Fas 死亡受体信号通路活性和线粒体凋亡信号通路与顺铂协同促进肝癌HepG2 细胞凋亡，这为双氢青蒿素作为顺铂敏感剂治疗肝癌的可行性提供了有力的证据。臧文华等[13]单用和联用2 mg/kg 顺铂、100 mg/kg 莪术醇ip 小鼠后，发现与单用组相比，联用组对人肝癌裸鼠原位移植瘤生长的抑制作用最明显，结果显示莪术醇联合顺铂可抑制人肝癌裸鼠原位移植瘤生长，并诱导肝癌HepG2细胞凋亡，其机制可能与下调Bcl-2 的表达有关。Ye 等[14]从肝细胞癌细胞系Huh7、HepG2 中分离出CD133 阳性细胞，通过实验发现蛇床子素可上调蛋白酶（PRTN）的表达，抑制蛋白激酶B（Akt）和Bad 的磷酸化，从而降低CD133+HepG2 和Huh7 细胞中游离Bcl-2 的数量，最终促进顺铂诱导的线粒体凋亡。综上所述，蛇床子素可通过PTEN/Akt 通路使CD133+肝细胞癌细胞对顺铂治疗重新敏感。有研究发现，五味子酯乙不仅能抑制P-糖蛋白（Pgp）的外排功能和表达，还能下调抗凋亡蛋白Bcl-2 表达，恢复了促凋亡蛋白Bax 与抗凋亡蛋白Bcl-2 的平衡，进而阻止线粒体膜通透性增加，激活内源性凋亡通路，增强内在耐药肝癌细胞Bel7402 对顺铂诱导的凋亡的敏感性，逆转凋亡受阻而逆转多药耐药（MDR）[15]。

穿心莲内酯联合顺铂治疗是逆转肝细胞癌化疗耐药的新策略。凋亡诱导因子（AIF）可能与Caspase 级联一起调控互补、合作或冗余的通路。Chowdhury 等[16]在研究穿心莲内酯诱导顺铂耐药肝癌细胞系（HepG2CR）凋亡的机制实验中发现，穿心莲内酯通过调节蛋白激酶A（PKA）/蛋白磷酸酶2A（PP2A）/IκB 激酶（IKK）轴，进而维持启动子Caspase-8 的活性，有效降低核因子-κB（NF-κB）核定位。在HepG2CR 细胞中，溶酶体分布的tBid刺激细胞膜组织蛋白酶B（cathepsin B），导致截断AIF 的积累，并诱导磷脂爬行酶介导的磷脂酰丝氨酸暴露。穿心莲内酯治疗通过调节细胞检查点（细胞周期蛋白A、B、细胞周期蛋白依赖激酶-1），从而诱导亚G1期阻滞，促进细胞凋亡。以上研究提示穿心莲内酯通过PKA/PP2A/IKK 途径在HepG2CR细胞中具有抗肿瘤潜力。

Survivin 作为凋亡抑制蛋白家族的一员，是一种凋亡抑制因子，其抗凋亡作用与直接或间接抑制Caspase 的能力有关[17-18]。Hu 等[19]将肝癌细胞株HepG2 皮下注射到BALB/c 裸鼠体内，建立小鼠肿瘤模型，体内研究发现，裸鼠肿瘤组织经苦参碱和顺铂处理后，survivin 和X 连锁凋亡抑制蛋白（XIAP）的表达显著下调，Caspase-3、Caspase-7 和Caspase-9 的表达显著上调，提示苦参碱联合顺铂通过抑制survivin 和激活Caspase 通路促进肝癌细胞凋亡。此外，鄂颖等[20]发现单用2 mg/kg 顺铂或100 mg/kg 苦参碱对人肝癌细胞株HepG2 裸鼠移植瘤均具有一定的抑瘤作用，且二者联用的抑瘤作用更明显，其作用机制可能与上调Caspase-3 表达、下调survivin 表达进而促使肿瘤细胞凋亡有关。另有1 项体内研究发现，黄芪总皂苷联合顺铂对H22 荷瘤小鼠的抗肿瘤机制可能与抑制信号转导和转录激活因子3（STAT3）信号通路中白细胞介素-6（IL-6）的含量和survivin 蛋白的表达以及上调Caspase-3蛋白的表达有关[21]。

顺铂诱导的细胞内氧化应激可增强其细胞毒性活性，而抗氧化机制可以降低顺铂诱导的细胞毒性[22]。Cheng 等[7]研究顺铂和姜黄素共处理后HepG2 细胞内活性氧（ROS）水平的变化，发现游离顺铂和姜黄素联合处理组细胞内ROS 水平高于单一顺铂或姜黄素处理组。此外，特异性蛋白1（SP1）下调和磷酸化细胞外调节蛋白激酶1/2（ERK1/2）上调与ROS 水平相关。以上结果说明，姜黄素可通过ROS 途径调控SP1 和p-ERK1/2 蛋白的表达来增强顺铂的抗肝癌作用。Apaf-1 寡聚化是细胞凋亡的内在途径。在HepG2 细胞中，香菇多糖和顺铂共处理可在mRNA 水平诱导Apaf-1 过表达，进而增强顺铂促肝癌细胞凋亡[23]。体内外实验结果均表明，中药有效成分不仅可以抑制肝癌细胞的增殖、迁移、侵袭和诱导凋亡，还可以通过调控多靶点多通路来逆转肝癌细胞凋亡受阻，使肝癌细胞对顺铂治疗重新敏感或增强对顺铂诱导凋亡的敏感性，进而逆转MDR。

2 调控细胞自噬

细胞自噬是程序性细胞死亡的另一种形式，抑制自噬可增强化疗期间的细胞凋亡。AMP 活化蛋白激酶（AMPK）是主要的应激感应酶之一，积极调节细胞代谢和增殖。AMPK/Unc-51 样激酶 1（ULK1）通路在调节自噬中起重要作用[24]。磷脂酰肌醇3 激酶（PI3K）/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路是与增殖、分化、自噬、凋亡和代谢相关的生理细胞过程的关键[25-26]。此外，AMP激活的AMPK 是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，通过在特定位点磷酸化ULK1，是自噬的积极调节因子[28]。Liu 等[24]在探究银杏酚C17:1 对顺铂处理后HepG2 细胞的自噬和凋亡的影响实验中，用0、20、40、80 μg/mL 银杏醇C17:1 分别处理HepG2 细胞24 h 后发现银杏醇C17:1 以剂量相关性的方式下调p-AMPK 和p-ULK1 的表达，此外，亦呈剂量相关性下调p-PI3K、p-Akt 和p-mTOR 的表达，以上结果表明，银杏醇C17:1 通过AMPK/ULK1 信号通路抑制顺铂诱导的自噬，并通过PI3K/Akt/mTOR 通路促进顺铂诱导的细胞凋亡。因此，银杏醇C17:1 可能克服顺铂耐药性。

ATP 结合盒转运蛋白ABCB1/MDR1 是肝细胞癌化疗耐药的关键因素[28]。在肝癌HepG2 细胞和HuH-7 细胞中，飞燕草素和顺铂联用能以浓度相关的方式抑制MDR1 的表达，同时可以提高化疗效率，并且在低剂量顺铂的情况下达到相同的肿瘤抑制效果。此外，飞燕草素可降低DDX17 的表达，抑制肝癌细胞的存活和增殖。进一步发现飞燕草素还是一种自噬的fux 阻断剂，可以抑制自噬体和溶酶体的融合。它还增加了HepG2 细胞中异常的自噬小体、Lc3BII/I 比值和p62 水平，说明飞燕草素可诱导自噬fux 阻断。以上提示飞燕草素可通过抑制MDR1 和DDX17 的表达促进肝癌细胞自噬阻断fux和凋亡，从而促进顺铂的化疗作用[29]。

cathepsin B 作为组织蛋白酶家族成员之一，是溶酶体酶复合物的组成部分，参与溶酶体介导的自噬细胞死亡过程[30]。因此，cathepsin B 的表达多少可间接反映细胞自噬的情况。郭林娜等[31]用80 mg/L 人参多糖联合2.5、5、10、15、20 μg/mL 顺铂处理HepG2 细胞24 h，发现两者联用对肝癌HepG2细胞的杀伤效果与单独使用顺铂相比明显增强，且组织蛋白酶抑制剂E-64 在一定程度上可抑制人参多糖联合顺铂对HepG2 细胞的杀伤作用，进一步研究发现人参多糖联合顺铂组cathepsin B 表达上调，而顺铂单独作用组cathepsin B 表达下调。以上结果提示人参多糖可增强顺铂对人肝癌HepG2 细胞的杀伤作用，其机制可能是人参多糖上调了细胞内cathepsin B 表达。由此可见中药有效成分可从抑制自噬这一方面与顺铂一起达到减毒增效的作用，从而发挥出抑制肝癌细胞凋亡的作用。

3 降低化疗药物浓度

多药耐药相关蛋白2（MRP2）是一种ATP 结合盒转运蛋白，可以介导化疗药物从肿瘤细胞外排，从而降低化疗药物在肿瘤细胞中的浓度[32]。顺铂是MRP2 的底物，MRP2 过表达是降低顺铂敏感性的关键机制[33]。Qu 等[34]探讨黄芪甲苷在肝细胞癌中对顺铂抗肿瘤的增敏作用机制，用黄芪甲苷和顺铂单用和联合处理HepG2 细胞和小鼠肿瘤组织后发现，与单独使用顺铂相比，黄芪甲苷和顺铂联用显著抑制MRP2 过表达，并呈剂量相关性，提示黄芪甲苷可增强肝细胞癌对顺铂的化学敏感性，其机制与抑制MRP2 的过表达有关，这为联合使用化疗药物和中药成分治疗肝癌提供了新见解。

4 诱导DNA 损伤

顺铂是一种针对线粒体和核DNA 的DNA 损伤剂，可引起链间或链内交联，并具有增加ROS 的能力[35-36]。顺铂主要作用机制是DNA 损伤，由于毒性作用和内在或获得性耐药，会导致肿瘤频繁复发，降低治疗效果[37]。THO 复合体1（THOC1）是THO 核糖核蛋白复合体的一部分，调节mRNA 的加工、转录延伸和输出，并在肝癌中高表达[38]。Cai等[39]在 HepG2/DDP 耐药细胞系中研究发现，THOC1 的表达降低导致r 环形成和DNA 损伤，进而降低顺铂敏感性，并且体内研究结果显示THOC1可通过促进肝癌细胞的增殖来促进体内肝癌的发生。此外，虚拟筛选预测THOC1 是木犀草素的直接靶点，木犀草素通过靶向THOC1 诱导DNA 损伤，抑制肝癌细胞增殖，并增强肝癌细胞对顺铂的化疗敏感性。综上所述，THOC1 被认为是肝癌靶向治疗和改善临床预后的重要预测性生物标志物。木犀草素联合顺铂可有效抑制肝癌肿瘤生长，提示木犀草素联合常规细胞毒性药物治疗肝癌是一种潜在有效的治疗策略。

5 抑制EMT

EMT 主要与肿瘤细胞的迁移、侵袭有关，是肿瘤发展的主要因素之一[40]。大量研究证实，EMT 在化疗耐药中起关键作用，可能是克服肿瘤耐药性的靶点[41-42]。此外，E-钙黏蛋白（E-cad）和N-钙黏蛋白（N-cad）是已知的EMT 标志物，而基质金属蛋白酶-9（MMP-9）可降解EMT 后的细胞外基质[43]。双氢青蒿素联合顺铂处理可下调肝癌HepG2 细胞中N-cad 和MMP-9 表达水平，上调E-cad 的表达。因此，双氢青蒿素联合顺铂可抑制肝癌细胞的EMT，抑制其迁移、侵袭，并且抑制EMT 可能是双氢青蒿素提高顺铂耐药的作用机制[12]。结果提示双氢青蒿素具有作为顺铂新型抗肿瘤增敏剂的应用潜力。

中药有效成分逆转肝癌顺铂耐药机制见表1。

表1 中药有效成分逆转肝癌顺铂耐药机制Table 1 Mechanism of effective components in traditional Chinese medicine reversing cisplatin resistance in liver cancer

6 结语与展望

如今，全世界癌症的发病率正在迅速上升。由于化疗药物的广泛使用，我们不得不面对化疗耐药性的挑战。中药在抗癌方面具有独特的优势，具有多层次、多靶点的整体调节作用。许多研究者对中药进行了研究发现中药含有多种活性成分，包括黄酮类、生物碱类、酚类、醌类等，且部分中药成分被发现具有抗肿瘤特性，可以提高现有化疗药物的疗效，同时具有较低的不良反应。顺铂与中药有效成分的联合使用将对肝癌的研究和治疗引入了一个新的领域。

中药有效成分可通过逆转凋亡受阻、降低药物浓度、诱导DNA 损伤、调控细胞自噬和抑制EMT来逆转肝癌顺铂耐药。顺铂与中药有效成分联合应用抗肝癌具有广阔的应用前景。但目前关于中药成分的研究尚存在些许不足之处。首先，已有研究发现半枝莲乙醇提取物、人参皂苷Rg3等联合顺铂比单用顺铂的抗肝癌作用更好，但其具体分子机制尚不清楚；其次，中药有效成分与顺铂联用时使用的有效剂量和不良反应还需进一步精确评估，期望可以通过用具有确定效果的中药成分代替常规化疗剂的部分剂量来减轻患者的负担；最后，中药成分和化疗药物顺铂联用可以发挥更佳的抗肝癌效果，那与除顺铂以外的化疗药物联用是否也可以有更好的抗肝癌作用，值得更多的探索。目前关于中药有效成分的抗肿瘤机制研究更来越多，未来有望能更好地促进中药从精准的角度出发抗癌。

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