宋明智，張 振，王壽宇(綜述)，呂德成(審校)

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科，遼寧 大連116021)

骨肉瘤來(lái)源于原始的成骨間充質(zhì)干細(xì)胞，是成人及兒童骨組織中最常見的非血源性惡性腫瘤[1]。病灶常見于長(zhǎng)骨干骺端毗鄰或包繞生長(zhǎng)板處，其中約75%位于股骨遠(yuǎn)端及脛骨近端[2-3]。該病具有發(fā)病率高、對(duì)化療抵抗[1]、預(yù)后差[3]、易向肺部轉(zhuǎn)移[4]等特點(diǎn)，現(xiàn)已成為臨床治療中的疑難疾病。目前，治療骨肉瘤的標(biāo)準(zhǔn)方法為廣泛切除原發(fā)惡變組織聯(lián)合細(xì)胞毒性化療藥物，但由于多種化療藥物具有全身毒性[5]，故使用傳統(tǒng)化療藥物很難達(dá)到滿意的療效。因此，人們不斷努力希望找到安全有效的抗骨肉瘤藥物。雌激素在調(diào)節(jié)青春期骨生長(zhǎng)以及成年人骨重構(gòu)的過(guò)程中發(fā)揮重要作用[6]，但腫瘤患者過(guò)量使用該化合物所產(chǎn)生的不良反應(yīng)極多，甚至促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)[7]。而大量研究證實(shí)植物中含有類雌激素物質(zhì)，因其具有明確的抗癌活性，且不良反應(yīng)較小，故為開發(fā)新型抗骨肉瘤藥物提供了新的選擇。該文就植物雌激素治療骨肉瘤的研究成果進(jìn)行綜述。

1 植物雌激素的來(lái)源與分類

植物性雌激素廣泛存在于植物中，是一種能夠結(jié)合哺乳類動(dòng)物雌激素受體，并產(chǎn)生激動(dòng)、抑制、部分激動(dòng)/抑制效應(yīng)[8]的非甾族化合物。植物雌激素按其分子結(jié)構(gòu)可分為5類[9-11]。①異黃酮類：該類天然化合物廣泛存在于多種植物中，在大豆中含量尤為豐富。主要有金雀異黃素、大豆苷元、大豆黃素、芒柄花素、葛根素等。②黃酮：主要包括芹黃素、山奈黃素、槲皮素等，在芫花及銀杏中含量較多。③木脂素類：木脂素類存在于植物的木部和樹脂中，主要有芝麻素和厚樸酚兩種。④香豆素類：是從植物的花、莖、葉及果實(shí)中所提取的化合物，其典型代表是擬雌內(nèi)酯。⑤芪類：廣泛分布于種子植物中，白蘆藜醇是研究最早也是研究最多的芪類化合物。⑥其他：α-玉米赤霉烯酮等。

2 植物雌激素治療骨肉瘤的作用機(jī)制

目前普遍認(rèn)為,植物雌激素發(fā)揮抗骨肉瘤活性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是與骨肉瘤細(xì)胞中的雌激素受體結(jié)合，影響多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及細(xì)胞代謝，進(jìn)而引起細(xì)胞增殖、凋亡、分化、侵襲及遷移能力的改變[12]。

2.1對(duì)骨肉瘤細(xì)胞增殖的影響 植物雌激素抑制骨肉瘤細(xì)胞增殖已成為研究的重點(diǎn)。Nikitovic等[13]首次將金雀異黃素用于骨肉瘤的基礎(chǔ)研究中，試驗(yàn)選用SAOS-2及MG-63兩種人骨肉瘤細(xì)胞系，對(duì)藥物作用后細(xì)胞外基質(zhì)中特定代謝產(chǎn)物的濃度進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)金雀異黃素能夠影響不同骨肉瘤細(xì)胞中葡萄糖胺聚糖(glycosaminoglycans，GAG)與蛋白聚糖(proteoglycans，PG)水平的比值變化，而GAG/PG是影響骨肉瘤增殖的關(guān)鍵因素[14]，Nikitovic等[13]認(rèn)為金雀異黃素引起SAOS-2細(xì)胞GAG/PG變化的機(jī)制很可能與蛋白酪氨酸激酶系統(tǒng)的活化有關(guān)，而抑制MG-63細(xì)胞合成PG的機(jī)制尚不清楚。

促分裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是近年來(lái)腫瘤研究最活躍的領(lǐng)域，大量研究顯示，腫瘤細(xì)胞的增殖變化與MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)密切相關(guān)。Chrzan等[15]發(fā)現(xiàn),大豆苷元能有效阻止人骨肉瘤細(xì)胞系G-292產(chǎn)生白細(xì)胞介素1β(interleukin-1β，IL-1β)，而IL-1β已被證實(shí)可通過(guò)MAPK級(jí)聯(lián)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路刺激骨肉瘤細(xì)胞增殖[16]。Alkhalaf等[17]采用人骨肉瘤細(xì)胞系SJSA1細(xì)胞對(duì)白蘆藜醇所引起的MAPK/p53通路變化進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該化合物可誘導(dǎo)產(chǎn)生劑量依賴性生長(zhǎng)抑制作用并降低細(xì)胞活力，這些效果在應(yīng)用MAPK抑制劑PD98059后消失，由此作者推測(cè)白蘆藜醇所引起的生長(zhǎng)抑制作用是通過(guò)調(diào)控MAPK(細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2)通路及激活腫瘤抑制蛋白p53功能而實(shí)現(xiàn)的，該研究還發(fā)現(xiàn)該化合物對(duì)骨肉瘤的生長(zhǎng)抑制作用優(yōu)于T47D、MCF7、MDA-MB-231等乳腺癌細(xì)胞系。

此外，細(xì)胞周期調(diào)控異常與腫瘤發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切，細(xì)胞周期蛋白與細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶結(jié)合并激活后者誘導(dǎo)蛋白磷酸化，促使細(xì)胞由G1期進(jìn)入S期。Yokota等[18]通過(guò)試驗(yàn)證實(shí)，芝麻素能夠通過(guò)蛋白酶體途徑下調(diào)包括骨肉瘤MG-63細(xì)胞中周期蛋白 D1的表達(dá)，這很有可能是其抗增殖作用的機(jī)制之一。還有報(bào)道稱白蘆藜醇參與了U-2OS細(xì)胞的DNA修復(fù)和細(xì)胞周期調(diào)控，試驗(yàn)結(jié)果顯示白蘆藜醇上調(diào)了U-2OS細(xì)胞中乳腺癌易患基因1及端粒蛋白的表達(dá)，誘導(dǎo)端粒穩(wěn)定性發(fā)生變化，同時(shí)激活DNA損傷信號(hào)，進(jìn)而發(fā)揮抑增殖作用[19]。

2.2對(duì)骨肉瘤細(xì)胞凋亡的影響 植物雌激素可通過(guò)多種不同途徑誘導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞凋亡。金雀異黃素及大豆黃素處理轉(zhuǎn)染雌激素受體的U-2OS細(xì)胞時(shí)，可將細(xì)胞周期阻滯于S期，并通過(guò)啟動(dòng)凋亡程序顯著降低細(xì)胞生存率，這可能與植物雌激素誘導(dǎo)表皮生長(zhǎng)因子受體下調(diào)有關(guān)[6]。Huang等[20]的最新研究顯示，山奈黃素具有低細(xì)胞毒性，對(duì)多種骨肉瘤細(xì)胞系具有明顯的促凋亡作用，尤其是對(duì)U-2OS細(xì)胞的療效具有劑量依賴性。該研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)治療后細(xì)胞核中DNA斷裂、胞質(zhì)Ca2+水平增高、線粒體膜電位下降、時(shí)間依賴性蛋白質(zhì)的表達(dá)受到影響。Huang等[20]認(rèn)為，山奈黃素的抗骨肉瘤活性很可能與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通路及線粒體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有關(guān)。Lin等[21]證實(shí)了芹黃素對(duì)骨肉瘤的療效，并提出芹黃素引起細(xì)胞凋亡的外源性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，他們發(fā)現(xiàn)芹黃素可激活胱天蛋白酶-3、-8、-9及Bax并釋放凋亡誘導(dǎo)因子，引發(fā)線粒體功能障礙，從而降低U-2OS細(xì)胞的存活率。Liu等[22]對(duì)不同濃度治療組中的生存素及p21cip1/WAFI蛋白表達(dá)及相應(yīng)mRNA進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示白蘆藜醇很可能通過(guò)調(diào)節(jié)生存素及p21cip1/WAFI的表達(dá)變化，從而發(fā)揮對(duì)MG-63細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制及誘導(dǎo)凋亡作用。

2.3對(duì)骨肉瘤細(xì)胞分化的影響 隨著研究的不斷深入，也有學(xué)者將植物雌激素促骨肉瘤細(xì)胞分化作為研究的切入點(diǎn)[23]。有報(bào)道稱，金雀異黃素能夠誘導(dǎo)小鼠骨肉瘤細(xì)胞系LM8發(fā)生分化[23]。研究人員對(duì)各組細(xì)胞進(jìn)行蘇木精-伊紅染色及反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)金雀異黃素處理后的LM8細(xì)胞形態(tài)發(fā)生明顯變化，同時(shí)，治療組骨鈣蛋白mRNA表達(dá)水平顯著增高[23]。金雀異黃素還可促使細(xì)胞合成大量的膠原蛋白、堿性磷酸酶及形成礦化小結(jié)，以誘導(dǎo)MG-63細(xì)胞的分化[9]。Salvatori等[6]認(rèn)為金雀異黃素及大豆黃素作用轉(zhuǎn)染雌激素受體的U-2OS細(xì)胞后，通過(guò)激發(fā)表皮生長(zhǎng)因子受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，上調(diào)骨唾液蛋白及骨鈣蛋白的表達(dá)，促使其向成骨細(xì)胞分化。

2.4對(duì)骨肉瘤細(xì)胞的侵襲及遷移能力的影響 侵襲及轉(zhuǎn)移能力常作為衡量骨肉瘤惡性程度的重要標(biāo)準(zhǔn)，同樣引起了研究人員的關(guān)注。植物雌激素很有可能通過(guò)改變特定蛋白表達(dá)水平以影響骨肉瘤細(xì)胞侵襲及遷移能力。Nakamura等[23]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)金雀異黃素治療的鼠骨肉瘤LM8細(xì)胞表達(dá)及分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶2少于對(duì)照組，鈣緊張素的分布情況也有明顯變化，對(duì)照組細(xì)胞中鈣緊張素出現(xiàn)在胞質(zhì)及細(xì)胞核處，而治療組細(xì)胞的鈣緊張素表達(dá)量更高并易位至近質(zhì)膜處。經(jīng)大豆苷元處理的骨肉瘤G-292細(xì)胞能有效阻止細(xì)胞因子IL-6的分泌[15]，當(dāng)前研究認(rèn)為IL-6能夠激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3通路促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞的遷移[24]。擬雌內(nèi)酯亦能夠抑制骨肉瘤細(xì)胞IL-6促進(jìn)子的活性，并具有劑量依賴性。Steinmann等[25]的研究證實(shí)厚樸酚能有效阻止骨肉瘤細(xì)胞遷移，該試驗(yàn)結(jié)果顯示，小鼠骨肉瘤細(xì)胞系LM8-lacZ在厚樸酚濃度達(dá)5000～10000 μg/L時(shí)，遷移強(qiáng)度隨藥物濃度變化呈劑量依賴性，當(dāng)藥物濃度達(dá)15000 μg/L時(shí)，該細(xì)胞遷移的活動(dòng)基本終止。

2.5其他 為解決長(zhǎng)期使用傳統(tǒng)化療藥物所導(dǎo)致的藥物抵抗及減少藥物劑量問(wèn)題，研究人員將安全有效的植物雌激素與化療藥物聯(lián)用，獲得了較好的效果。Zhang等[26]將金雀異黃素與常規(guī)化療藥物吉西他濱聯(lián)合應(yīng)用對(duì)MG-63及U-2OS兩種骨肉瘤細(xì)胞系進(jìn)行體外試驗(yàn)，結(jié)果顯示金雀異黃素能夠增強(qiáng)吉西他濱誘導(dǎo)的骨肉瘤細(xì)胞凋亡過(guò)程，研究發(fā)現(xiàn)吉西他濱僅能夠通過(guò)激活核因子κB通路發(fā)揮抗癌活性，故易引起藥物抵抗。而金雀異黃素具有抑制核因子κB通路及阻滯蛋白激酶B信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的生物活性[27]，可以扭轉(zhuǎn)吉西他濱造成的由頭段開始的藥物抵抗。Liang等[28]的最新研究顯示，對(duì)MNNG/HOS骨肉瘤細(xì)胞系進(jìn)行的體內(nèi)、外試驗(yàn)得到了相同的結(jié)論，金雀異黃素能夠通過(guò)抑制蛋白激酶B/激活核因子κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，以增強(qiáng)吉西他濱的誘導(dǎo)凋亡作用，更加驗(yàn)證了金雀異黃素與吉西他濱聯(lián)合應(yīng)用有望成為一種既合理又有效的化療方法。

亦有研究對(duì)植物雌激素類衍生物的抗骨肉瘤能力進(jìn)行了探索。人工合成的3′,4′-二氯-3-(3,4-二氯苯乙酰)-2,4,6-三羥基脫氧安息香是異黃酮類衍生物，可以誘導(dǎo)多種骨肉瘤細(xì)胞凋亡，其作用機(jī)制與激活活性氧-凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1-絲裂原活化的蛋白激酶激酶-3/6-p38信號(hào)通路有關(guān)[29]。另一種新型異黃酮衍生物7-羥基-3′,4′-苯并異黃酮亦可引起活性氧-凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1-絲裂原活化的蛋白激酶激酶-3/6-p38信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)放大，促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞系U-2OS中p53活化及Bax表達(dá)，從而發(fā)揮抗骨肉瘤作用[30]。

3 展 望

植物雌激素類藥物在治療骨肉瘤方面的優(yōu)勢(shì)已嶄露頭角，并引起了該領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注。雖然目前對(duì)于植物雌激素治療骨肉瘤的研究多以體外試驗(yàn)為主，且研究的重心主要在于探討不同植物雌激素發(fā)揮抗骨肉瘤作用的可能機(jī)制，但不可否認(rèn)該領(lǐng)域極具科研潛力，還有很多問(wèn)題亟需研究解決，如多種植物粗提取物已被證實(shí)具有抗骨肉瘤活性，成分中是否存在未知的植物雌激素；除雌激素受體外，骨肉瘤細(xì)胞中是否存在其他能夠與植物雌激素結(jié)合的受體；部分植物雌激素抗癌具有雙向調(diào)節(jié)作用，如何確定濃度臨界點(diǎn)有待探討；能否對(duì)該類化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，使其更有利于發(fā)揮抗骨肉瘤作用；多種植物雌激素聯(lián)合治療骨肉瘤效果如何。此外，與常規(guī)化療藥物相比，該類化合物的抗骨肉瘤效果稍弱，但其來(lái)源廣泛、安全、無(wú)毒、無(wú)不良反應(yīng)、可與化療藥物聯(lián)用、不易產(chǎn)生耐藥，更符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展規(guī)律，具有極強(qiáng)的臨床推廣及應(yīng)用價(jià)值。

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