張 朋,孫 媛,姚媛媛,劉 佳
(大連醫(yī)科大學 生物教研室,遼寧 大連116044)
白藜蘆醇(3,5,4’-三羥基二苯乙烯),是一種非黃酮類的多酚化合物,分子式為C14H12O3,相對分子質量為228.25[1]。研究表明,白藜蘆醇是植物遭受感染或者損害等在應激狀態(tài)下所產生的,它廣泛存在于葡萄、花生、虎杖等天然植物以及酒類飲品中。大量的研究及報道顯示白藜蘆醇具有抗氧化以及抗衰老的功效,可以延長從低等生物酵母到高等脊椎動物等不同生物體的壽命[2]。研究表明,白藜蘆醇還可以緩解甚至阻止很多疾病的發(fā)生發(fā)展,包括癌癥、心血管疾病以及缺血性損傷等[3]。近年來,關于白藜蘆醇抗腫瘤機制的研究已經成為國內外學者的研究熱點。
女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤可以發(fā)生在女性內外生殖器官的任何一個部位[4],是當今醫(yī)學界關注的難題之一,嚴重威脅著女性的健康,影響其生活質量。最常見的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤包括宮頸癌,子宮內膜癌以及卵巢癌等。臨床上對于女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的治療策略多為手術合并放化療。近年來,國內外學者廣泛研究了白藜蘆醇對女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的治療作用及其內在機制,本文將對此作一綜述。
在中國宮頸癌的發(fā)病率占女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤 的第1 位[5]。近年來隨著宮頸涂片普查工作的不斷開展,宮頸癌已基本可以達到早期發(fā)現(xiàn)和早期治療,臨床上除了手術治療以外,化療是治療難治或者復發(fā)型宮頸癌的有效手段。近年來,從中草藥等天然植物中提取抗癌藥物是一個研究的熱點[6]。白藜蘆醇作為一種新型藥物,在治療宮頸癌方面得到了國內外學者的廣泛關注。
Zhang P 等[7]在白藜蘆醇抗宮頸癌方面的研究中發(fā)現(xiàn),經白藜蘆醇處理的人宮頸癌細胞系HeLa,SiHa 和C33A 均出現(xiàn)明顯的細胞凋亡和細胞周期S期阻滯的現(xiàn)象,在此實驗所檢測的Wnt,Notch 和STAT3 這3 條信號通路中起關鍵作用的是STAT3信號通路。Dhandayuthapani 等[8]的研究表明,白藜蘆醇處理的HeLa 細胞經流式細胞儀檢測分析后,發(fā)現(xiàn)各實驗組S 期細胞比例有所增高,而G2/M 期細胞的比例相應的有所減少,處理組的凋亡率明顯高于對照組并呈劑量依賴性(P <0.01),各實驗組HeLa 細胞 survivin 的表達均低于對照組,而caspase3 的表達均高于對照組,提示白藜蘆醇能夠明顯抑制人宮頸癌HeLa 細胞的增殖并誘導其發(fā)生細胞凋亡,其機制可能與抑制survivin 的表達,上調caspase3 的表達有關。Shi YH 等[9]應用RT -PCR及Western -blot 的研究方法檢測白藜蘆醇處理前后宮頸癌細胞系基因表達的變化情況,結果表明白藜蘆醇能夠明顯降低宮頸癌細胞中EGF 的mRNA及蛋白表達水平。García -Zepeda SP 等[10]對白藜蘆醇抗腫瘤作用與自噬之間的關系進行了研究,結果表明白藜蘆醇的抗宮頸癌機制可能與自噬作用有一定的相關性。
蛋白質組的概念最早是在1995年由Marc Wilkins 提出的,蛋白質組本質上指的是在大規(guī)模水平上研究蛋白質的特征,包括蛋白質的表達水平,翻譯后的修飾,蛋白質與蛋白質之間的相互作用等,由此獲得蛋白水平上的關于疾病發(fā)生發(fā)展,細胞代謝等過程的整體而全面的認識[11]。有學者選取宮頸腺癌細胞系HeLa 作為研究對象,具體研究了白藜蘆醇對HeLa 蛋白質組有何影響。在同樣的條件下分別對50 μmol/L 白藜蘆醇處理前后的HeLa 細胞的總蛋白進行SDS -PAGE 雙向電泳并在電泳結束后用凝膠掃描儀掃描電泳處理前后的膠,從而可以分別得到正常培養(yǎng)組和白藜蘆醇處理組的HeLa 細胞的蛋白質組圖譜。對實驗結果的軟件分析顯示,在所有膠中一共檢測到了696 個點,對所檢測到的點進行比較,選擇表達量出現(xiàn)增加或者降低2 倍及2 倍以上的蛋白質作為差異蛋白。結果顯示一共可以檢測并統(tǒng)計到12 個差異蛋白而且所檢測到的所有差異蛋白的表達均出現(xiàn)不同程度的上調現(xiàn)象,包括原肌球蛋白、細胞核糖核蛋白C、鋅指蛋白、鈣連接蛋白、微管蛋白β、熱休克蛋白70、α 烯醇化酶、丙酮酸激酶、雌激素受體β、氨基甲酰磷酸合成酶、膜粘連蛋白以及核糖體蛋白。這12 種蛋白質在細胞中所起的生物學功能主要是參與細胞的分化,凋亡以及能量代謝等[12]。
有研究表明,在宮頸癌患者手術后如果用中藥聯(lián)合白藜蘆醇進行治療可以明顯改善化療患者的體力狀況,提高QOL 評分,從而提升患者的生活質量[13]。研究證實,白藜蘆醇可以減輕放療對生殖系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)以及消化系統(tǒng)腫瘤患者產生的毒副反應,并可以有效減輕放療期間患者的骨髓抑制[14]?;颊咴谥委熎陂g均未發(fā)現(xiàn)肝、腎功能的損害,而且后期隨訪的結果表明肝、腎功能未見異常,血象指標逐漸恢復[15]。以上結果表明以中藥聯(lián)合白藜蘆醇進行治療的方法無明顯毒副反應,療效確切,安全性好,具有較好的應用前景。
子宮內膜癌是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一,好發(fā)于圍絕經期和絕經后的女性,是起源于子宮內膜腺體的惡性腫瘤,又稱子宮體癌,大部分的病理類型為腺癌[16]。近年來,隨著生活水平的提高以及激素替代治療的廣泛應用,子宮內膜癌的發(fā)病率在世界范圍內呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。目前臨床上對子宮內膜癌的治療包括手術輔助化療或者激素治療,但眾所周知,化療藥物昂貴并很易形成耐藥,最重要的是化療藥物的毒副作用常常非常嚴重,因此尋找高效低毒的治療藥物至關重要。
子宮內膜癌的發(fā)生過程漫長并且其發(fā)病機制十分復雜,在其發(fā)生發(fā)展過程中由于信號通路的異常從而對細胞增殖及凋亡出現(xiàn)的異常調控可能發(fā)揮了重要的作用。針對子宮內膜腺癌細胞系的相關研究表明,當采用不同濃度的白藜蘆醇和不同作用時間處理人子宮內膜癌細胞系后,可以觀察到白藜蘆醇對細胞的增殖有明顯的抑制作用[17]。另有研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇可引起子宮內膜癌細胞的細胞周期G0/G1期比例增加,同時S 期細胞的比例減少。白藜蘆醇抑制人子宮內膜癌細胞增殖,阻滯細胞周期,誘導細胞凋亡的效應可能與上調Bax,下調bcl -2的表達有一定相關性[18]。
白藜蘆醇的抗子宮內膜癌作用可以通過干擾多條信號轉導通路,改變相關基因的表達狀態(tài)而實現(xiàn)。survivin 是凋亡抑制蛋白家族中的一個新成員,它是通過效應細胞蛋白酶受體-1 的cDNA 與人類基因庫雜交而分離得到。survivin 定位于17q25,編碼蛋白含有142 個氨基酸,分子量為16.5 kDa。其不僅能夠抑制細胞凋亡,而且能夠促進細胞增殖并促使細胞發(fā)生轉化[19]。Evans 等[20]分別研究了正常培養(yǎng)和白藜蘆醇處理的子宮內膜癌細胞系中survivin的表達情況,結果表明處理后survivin 的表達明顯下降。在細胞周期的調控中,G1/S 期限制點決定著細胞周期的進程,具體表現(xiàn)在是進入S 期完成細胞分裂還是退出細胞周期從而進入到靜止期(G0期)。細胞一旦越過G1/S 期限制點,細胞周期的進行過程就具有自主性。cyclinD1 是G1/S 期的重要介質,它在多種腫瘤中處于高度表達狀態(tài)。在對子宮內膜癌的研究中表明,cyclinD1 在子宮內膜癌中處于高表達水平,而經白藜蘆醇處理后其表達水平顯著降低[21]。Notch 信號轉導通路與細胞的生長和分化有著密切的關系,此通路在胚胎發(fā)育,成熟組織的穩(wěn)態(tài)以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展中均具有十分重要的意義。Notch1 是重要的Notch 受體家族成員之一,其表達異常在調控腫瘤細胞生長,凋亡以及細胞周期等過程中發(fā)揮重要作用。有研究發(fā)現(xiàn),Notch1 在增生性子宮內膜腺體中的表達情況為染色呈中等強度且基質中不表達,而在部分內皮細胞中呈低表達水平。而在子宮內膜癌組織中,Notch1 在基質中卻普遍高表達,在腺體中表達較弱。并且從增生到癌的不同發(fā)展階段,Notch1 核染色逐漸增強。白藜蘆醇可以抑制子宮內膜癌細胞中Notch1 的表達水平,這可能也是白藜蘆醇抗子宮內膜癌的機制之一[22]。
臨床上,放療是對老年患者以及有嚴重內科合并癥不能耐受手術治療的子宮內膜癌患者的一種重要的治療方法。子宮內膜癌對放射線的敏感性相對于宮頸癌來說效果較差,因此常常采用同步放化療的方法來提高放射線對子宮內膜癌細胞的抑制作用[23]。目前臨床上治療晚期子宮內膜癌的一線化療方案為紫杉醇+鉑類聯(lián)合化療[24],晚期子宮內膜癌患者大多年老并且體弱,如果一線化療失敗,患者對化療藥物的耐受性就會大大下降,治療也就會變得非常困難,因此臨床上急需一種低毒且有效的化療藥物,而白藜蘆醇正具有高效低毒的特點。有研究表明,白藜蘆醇應用于子宮內膜癌的同步放化療已初步證實具有良好療效,它對各種進展期的人子宮內膜癌均有緩解作用,在人子宮內膜癌的有效率最高可達80%[25]。應用白藜蘆醇治療子宮內膜癌,具有很好的耐受性并且具有較好的近期療效,因此值得開展下一步的臨床研究以證實其應用價值。
卵巢癌是一種常見的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤,發(fā)病率僅次于子宮頸癌和子宮內膜癌而列居第3位,但卵巢癌的致死率卻占各類女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的首位[26]。卵巢癌起病比較隱匿,患者就診時多數(shù)已經發(fā)展為中、晚期,故治愈率較低,加之容易產生化療耐藥等原因,因此卵巢癌的死亡率極高[27]。綜上所述,臨床上迫切需要尋找一些新的治療方法,以延緩復發(fā)并提高卵巢癌患者的生存率。近年來,大量的研究證實白藜蘆醇具有抗卵巢癌增殖以及轉移的功能,其機制涉及了多個環(huán)節(jié)。
有研究表明白藜蘆醇可以明顯抑制人卵巢癌細胞系A2780 的體外增殖,并且這種作用具有一定的劑量和時間依賴性。此項研究是通過MTT 法檢測了白藜蘆醇對人卵巢癌細胞系A2780 的作用特點,研究結果表明各濃度白藜蘆醇作用于細胞72 h 后,A2780 細胞生長抑制率與正常培養(yǎng)組比較均達到80%以上[28]。還有實驗應用了TUNEL 的實驗方法,研究結果也進一步證實了白藜蘆醇能夠誘導人卵巢癌細胞系A2780 發(fā)生凋亡現(xiàn)象。不同劑量的白藜蘆醇處理細胞分別12、24、48、72 h 后,細胞凋亡率隨著時間的延長而出現(xiàn)明顯增加的現(xiàn)象,以上結果都證實了誘導細胞凋亡是白藜蘆醇殺傷人卵巢癌細胞的重要機制之一[29]。針對卵巢癌細胞系COC1 的研究結果表明經白藜蘆醇處理的COC1 細胞出現(xiàn)明顯的核固縮現(xiàn)象,胞漿內可觀察到凋亡小體的形成,瓊脂糖凝膠電泳結果呈現(xiàn)出細胞凋亡所特有的DNA 梯狀條帶,并且細胞的凋亡率與藥物濃度和作用時間呈正相關[30]。
細胞周期調控異常導致的腫瘤細胞持續(xù)增殖以及凋亡減少是卵巢癌浸潤和轉移的基礎。針對卵巢癌細胞系COC1 的研究結果表明,白藜蘆醇可以使COC1 細胞出現(xiàn)細胞周期S 期阻滯,流式細胞儀檢測結果可見明顯的S 期細胞增多現(xiàn)象[31]。也有研究表明,白藜蘆醇可以使一些卵巢癌細胞系的細胞周期阻滯在G1期[32]。由此可知,白藜蘆醇通過阻滯卵巢癌細胞周期,干擾了腫瘤細胞的持續(xù)增殖從而實現(xiàn)殺死腫瘤細胞的作用。
腫瘤細胞轉移的首要步驟就是癌細胞與癌細胞之間的黏附能力下降,因此一些癌細胞就會從原發(fā)組織中分離脫落,進而與血管內皮細胞以及細胞外基質發(fā)生黏附作用,這是癌細胞發(fā)生侵襲和轉移的基礎。針對人高轉移卵巢癌細胞系的研究表明,白藜蘆醇作用于人高轉移卵巢癌細胞6 h 后對細胞的體外趨化運動有明顯的抑制作用,但對于此細胞侵襲人工基底膜的能力并無影響[33]。還有研究表明,白藜蘆醇可以通過抑制caspase3 的活性抑制卵巢癌細胞的侵襲和轉移[34]。
綜上所述,目前盡管國內外學者在白藜蘆醇抗女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤方面的研究已經取得一定的進展,但針對其具體作用機制的研究還不是十分深入。由于白藜蘆醇可以對多種女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤起到抑制生長促進凋亡的作用,再加上其無毒副作用的優(yōu)勢,因此有望成為新一代的抗腫瘤藥物。
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