葉棟才，趙玉婉，莫介榮，柳建軍

(廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院，廣東湛江524000)

癌癥是全世界面臨的公共衛(wèi)生問題，其中胸部腫瘤的發(fā)病率、病死率在所有腫瘤中均居首位?；熢谛夭磕[瘤的治療中有著舉足輕重的作用，但是化療過程中腫瘤患者一旦出現(xiàn)化療藥物耐藥，可導致腫瘤的復發(fā)和轉移，嚴重影響預后。為了減少化療藥的用量及其毒副作用，增加化療的敏感性，從天然植物中尋找高效、低毒的輔助抗癌藥物成為抗腫瘤研究的焦點。紫檀芪是一種植物抗毒素，是從紫檀木的中心部分分離的植物次級產(chǎn)物，具有多種藥理活性，能夠預防和治療炎癥、糖尿病和血脂異常疾病[1～3]。近年研究發(fā)現(xiàn)，紫檀芪在抗腫瘤方面也發(fā)揮著重要的作用，可抑制胸部多種腫瘤細胞的增殖、誘導細胞凋亡和死亡。本文對近年來紫檀芪在抑制胸部腫瘤研究中的進展進行綜述，為胸部腫瘤的綜合治療提供新的思路和策略。

1 紫檀芪生物學活性

紫檀芪是日常飲食中藍莓、葡萄的主要成分之一，其成分為一種反式二苯乙烯類化合物，是白藜蘆醇的天然二甲基化類似物，與白藜蘆醇相比紫檀芪在結構上具有兩個甲氧基和一個羥基基團，這也賦予了紫檀芪更高的親脂性和容易被細胞攝取的特性。藥代動力學分析表明，當口服給藥時，紫檀芪具有比白藜蘆醇更長的半衰期[1]。大量研究表明，紫檀芪具有多種藥理活性，能夠預防和治療炎癥、糖尿病和血脂異常疾病[1～3]。

2 紫檀芪在胸部腫瘤研究中的應用

2.1 紫檀芪在肺癌研究中的應用 紫檀芪可顯著抑制非小細胞肺癌(NSCLC)細胞的增殖，并促進NSCLC細胞的凋亡和死亡。紫檀芪通過增加肌醇依賴激酶1(IRE1)、磷酸化RNA樣內質網(wǎng)激酶蛋白激酶(p-PERK)、轉錄激活因子6(ATF4)和CCAAT增強子結合蛋白同源蛋白(CHOP)的表達，并激活p53和內質網(wǎng)應激(ERS)-活性氧(ROS)相關細胞死亡信號級聯(lián)反應，從而影響NSCLC細胞內質網(wǎng)和細胞質中的Ca2+穩(wěn)態(tài)水平，誘導內質網(wǎng)和細胞溶質中的Ca2+上調，釋放的Ca2+對細胞功能具有不可逆轉的作用，并最終導致細胞凋亡或死亡[4]。這一研究結果表明，紫檀芪可能是通過激活ERS相關信號通路抑制NSCLC細胞的增殖，促進細胞的凋亡。其他的研究表明，紫檀芪不僅可以通過降低線粒體膜電位(MMP)和降低細胞內谷胱甘肽含量，也可通過增加細胞凋亡指數(shù)和ROS水平來實現(xiàn)對NSCLC細胞的抑制效應，其中Notch1信號通路在其中發(fā)揮著重要作用，主要是通過激活Notch1信號通路響應NSCLC細胞的保護機制。也有研究表明，紫檀芪可通過溶酶體膜透性依賴機制促進癌細胞死亡。雖然紫檀芪可以促進溶酶體組織蛋白酶和其他水解酶的釋放進入細胞質，但用藥物蛋白酶抑制劑抑制溶酶體組織蛋白酶的作用并未延緩死亡過程，說明溶酶體膜透性改變可能是細胞死亡過程的一個偶然現(xiàn)象，而溶酶體水解酶大量釋放誘導的細胞毒作用不可能通過阻斷組織蛋白酶的活性來得到抑制，主要是因為大量的蛋白酶體隱藏在溶酶體中。同時，紫檀芪是通過抑制NSCLC細胞中熱休克蛋白70(HSP70)的表達，增加對肺癌細胞的毒性和溶酶體組織蛋白酶釋放。該研究表明，紫檀芪可以優(yōu)先誘導肺癌細胞溶酶體膜透性的改變，但這一過程依賴于細胞中HSP70的表達水平。

紫檀芪還能夠抑制NSCLC干細胞的產(chǎn)生。將M2型腫瘤相關巨噬細胞與NSCLC細胞共培養(yǎng)，然后加入不同濃度的紫檀芪，發(fā)現(xiàn)NSCLC細胞的自我更新能力減弱，并且紫檀芪藥物濃度越高，抑制能力越強。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，紫檀芪處理后NSCLC細胞中MUC1的表達明顯下調，同時NF-κB、CD133和Sox2的表達水平也降低，抑制了M2型腫瘤相關巨噬細胞的極化并減少了NSCLC細胞中的側群細胞的數(shù)量[5]。在多種因素的參與和調節(jié)下，使NSCLC干細胞的分化受阻，從而抑制NSCLC的再生能力。

紫檀芪在誘導肺癌細胞的衰老過程中也發(fā)揮重要作用。在細胞衰老過程中，端粒酶作為保護端粒的一類酶，可以維持染色體末端結構和保護染色體穩(wěn)定性[6]。相關研究表明，紫檀芪可誘導p53表達水平的增高，抑制端粒酶活性和相關蛋白(hTERT)的表達，并導致DNA損傷修復受阻，使肺癌細胞阻滯于S期，嚴重影響DNA的合成，最后導致細胞衰老的發(fā)生[7]。另一項研究運用蛋白質芯片和生物信息學分析結合，并進行驗證表明，紫檀芪可激活ATM和CHK1/2，誘導p53表達增加，導致細胞周期停滯在S期，干擾DNA的合成，促進肺癌細胞的衰老[8]。隨著研究的深入，Tippani等[9]對具有端粒酶晶體結構(3DU6)的紫檀芪進行分子對接研究，結果表明紫檀芪與端粒酶活性位點之間有良好的相互作用，紫檀芪的對接能量約7.10 kcal/mol，且紫檀芪以劑量依賴性方式對肺癌細胞系中的體外端粒酶活性和細胞生長均顯示出強烈的抑制作用。這一研究表明，紫檀芪可以通過抑制端粒酶促進肺癌細胞的衰老作用，豐富了紫檀芪在抑制肺癌細胞作用中的機制，為進一步認識紫檀芪抗腫瘤的機制打下理論基礎。

另外，Hsieh等[10]研究表明，紫檀芪可有效抑制多西紫杉醇誘導的NSCLC細胞增殖，并介導細胞周期阻滯和促進細胞凋亡。紫檀芪聯(lián)合自噬抑制劑可以增強化學敏感性和化學耐藥性NSCLC細胞的化療效率，其具體機制主要是紫檀芪通過抑制AKT和JNK信號通路和ERK1/2通路的激活，抑制NSCLC細胞的增殖和促進細胞的凋亡。

體內實驗表明，紫檀芪在抑制肺癌的生長方面有突出表現(xiàn)。在小鼠體內研究表明，紫檀芪能抑制小鼠體內瘤體的生長，ERS信號分子(p-PERK、CHOP)表達增加和凋亡相關調節(jié)蛋白Bax、Caspase-3、p53水平顯著上調，Bcl-2蛋白表達的下調是其抑制瘤體生長的主要原因[4]。另外，紫檀芪對氨基甲酸酯誘導小鼠肺癌的發(fā)生具有化學預防作用，對小鼠肺腫瘤體積的抑制率為34%，并使每只小鼠的腫瘤負荷降低63%，其機制主要是通過抑制表皮生長因子受體(EGFR)及其下游通路的相關蛋白(Akt/mTOR、ERK1/2、STAT3和NF-κB)的表達，發(fā)揮紫檀芪介導的體內化學預防作用，誘導細胞周期相關蛋白(Cyclin D1、Cyclin A和PCNA)阻滯引起肺癌細胞死亡、凋亡或自噬。該研究還指出，紫檀芪的毒性相對較低，可以考慮長期使用。鑒于紫檀芪高效低毒這一特點，眾多科研工作者建議將其用于肺癌的預防性用藥。

2.2 紫檀芪在乳腺癌研究中的應用 紫檀芪也能促進乳腺癌細胞的凋亡，并抑制其增殖。研究表明，紫檀芪可促進腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體(TRAIL)抵抗的三陰性乳腺癌(TNBC)細胞的凋亡。單用紫檀芪處理TNBC細胞誘導細胞凋亡率而為14.68%±3.78%，而對照組為1.98%±0.25%，紫檀芪聯(lián)合TRAIL誘導TNBC細胞的凋亡率為29.38%±6.35%，聯(lián)合后明顯促進細胞的凋亡。其機制主要是紫檀芪通過ROS/ER/ERK 1/2和p38/CHOP信號通路誘導DR4和DR5表達的上調，同時下調抗凋亡Bcl-2家族成員，包括Bcl-2、Bcl-xL、cFLIP-L、cFLIP-S、survivin和XIAP，從而促進TNBC細胞的凋亡。而其他的研究則表明，紫檀芪可使線粒體膜去極化，增加的超氧陰離子，激活下游凋亡相關蛋白Caspase-3/7，促進乳腺癌細胞的凋亡。另外，紫檀芪與異硫氰酸酯形成的復合物(PTER-ITC)也可促進乳腺癌細胞的凋亡。Nikhil等運用分子對接分析表明，PTER-ITC與PPARγ配體內的5個極性和8個非極性殘基相互作用，促進PPARγ轉錄和翻譯水平的表達，并上調Caspase-9、下調Bcl-2和Survivin的表達水平，誘導乳腺癌細胞的凋亡。體內研究同樣也表明，PTER-ITC可通過阻滯AKT和ERK信號通路引發(fā)一系列連鎖反應，使Caspase-9活化，細胞色素-c釋放到細胞溶質中，Bax表達上調，Bcl-2表達下調，從而促進小鼠體內乳腺癌細胞的凋亡、抑制腫瘤的生長[11]。

在抑制乳腺癌細胞侵襲轉移方面，紫檀芪也表現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。Ko等[12]研究表明，紫檀芪減弱核因子jB(NF-jB)轉錄活性和NF-jB在尿激酶型纖溶酶原激活物(uPA)啟動子上的結合，阻斷Rac1/WAVE/Arp2/3信號通路，抑制乳腺癌細胞的遷移和侵襲。Su等[13]研究也表明，紫檀芪處理TNBC細胞后使miR-205明顯上調，通過抑制Src / Fak信號通路使E-cadherin表達上調和Snail、Slug、Vimentin和ZEB1表達下調，干擾TNBC細胞的上皮間質轉化(EMT)，最后抑制乳腺癌細胞侵襲轉移，而且在體內實驗中也得到了一致的結果。也有研究認為，紫檀芪是通過影響乳腺癌細胞中基質金屬蛋白酶(MMP)2和9的表達，這些因子可能會影響偽足的形成，抑制乳腺癌細胞的轉移。侵襲性乳腺癌作為引起女性死亡的主要原因，它的發(fā)生與HER2過度表達密切相關；而紫檀芪可以通過下調MMP-9、p38激酶和AKT的活化來抑制HRG-β1/HER2介導的乳腺癌侵襲轉移。

紫檀芪還可以在TNBC細胞中觸發(fā)自噬，在運用自噬抑制劑后，不僅紫檀芪誘導的EMT被抵消，而且明顯抑制TNBC細胞的增殖[14]。這一研究結果表明，紫檀芪誘導的自噬與EMT密切相關。進一步研究表明，紫檀芪誘導乳腺癌細胞產(chǎn)生自噬反應與ROS的調節(jié)有關。紫檀芪處理乳腺癌細胞后，一方面可以使ROS的水平升高，相應的使中性脂質和甘油三酯增加2倍，c/EBPα(脂肪形成分化標志物)表達增加4倍；另一方面，可以抑制3β-羥基甾醇Δ7還原酶(酶催化7-脫氫膽固醇向膽固醇的轉化)引起前甾醇的細胞內積累。這一過程明顯促進自噬相關蛋白Beclin 1和LC3 Ⅱ的表達。間接說明了，ROS水平的升高與乳腺癌細胞的自噬呈正相關。

乳腺癌干細胞(BCSCs)是原發(fā)腫瘤發(fā)生的重要組成部分，可自我更新并成為耐藥細胞群，從而限制化療藥物的治療效果。前期研究表明，紫檀芪降低BCSCs表面抗原CD44的表達，使BCSCs產(chǎn)生受限，并通過抑制hedgehog/AKT/GSK3β信號傳導促進β-catenin磷酸化使其在細胞質中被降解，β-catenin進入細胞核的量明細減少，從而降低下游c-Myc的蛋白表達，誘導細胞壞死現(xiàn)象的發(fā)生。正是這一機制促進了紫檀芪對化學治療藥物的敏感性，并顯著提高了紫杉醇的抗癌活性[15]。其次，紫檀芪可抑制M2 TAMs與乳腺癌共培養(yǎng)細胞中BCSCs的產(chǎn)生，主要是通過阻滯NF-κB，上調microRNA 448表達水平，有效抑制M2 TAMs產(chǎn)生的BCSCs和轉移潛能。因此，紫檀芪在臨床實踐中可能通過改變腫瘤微環(huán)境抑制BCSCs的產(chǎn)生。

紫檀芪還能抑制乳腺癌細胞端粒酶的合成。研究發(fā)現(xiàn)，紫檀芪能夠抑制乳腺癌細胞hTERT的表達，并呈時間和劑量依賴性，進而阻滯cMyc轉錄和轉錄后水平的表達，使乳腺癌細胞阻滯于G1期和G2期/M期，促進細胞的凋亡，從而抑制乳腺癌細胞的增殖。另外，該研究也表明紫檀芪對正常的乳腺上皮細胞無明顯毒性。這表明了紫檀芪不僅能抑制乳腺癌細胞的增殖，而且對正常乳腺上皮細胞在一定濃度范圍內無明顯毒副作用[16,17]。

雌激素受體α(ERα)陰性乳腺癌患者在臨床上侵襲性更強，且對常規(guī)激素療法無反應，這就使得本來就有限的治療手段更加局限。而已有研究表明，紫檀芪聯(lián)合白藜蘆醇可使ERα陰性乳腺癌細胞再次激活，恢復乳腺癌細胞ERα的陽性表達，且呈時間依賴性。主要是因為紫檀芪聯(lián)合白藜蘆醇后使ERα陰性乳腺癌細胞中DNA甲基轉移酶活性和5-甲基胞嘧啶水平的顯著降低；其次，紫檀芪聯(lián)合白藜蘆醇激活ERα受體后，使ERα陰性乳腺癌細胞對ERα依賴性17β-雌二醇(促進細胞的增殖)和拮抗劑4-羥基三苯氧胺(抑制細胞的增殖)的敏感增強，同時17β-雌二醇和4-羥基三苯氧胺進一步影響ERα反應性下游孕酮受體(PGR)基因表達。該研究運用植物中提取的化學物質，在表觀遺傳水平調節(jié)來恢復ERα陰性乳腺癌細胞，使ERα表達陽性，這有可能為ERα陰性乳腺癌患者的治療提供了新的思路和新的選擇。另外，ER-α36(ER-α66的變體)不僅在ER-α66陰性乳腺癌患者中廣泛表達，而且在ER-α66陽性莫昔芬治療耐藥的乳腺癌患者中也高表達。紫檀芪可以通過阻斷MAPK/ERK和PI3K/AKT信號通路抑制乳腺癌細胞中ER-α36的表達。針對ER-α36表達陽性的乳腺癌，紫檀芪有可能為其個體化治療提供解決方案。

腦轉移是乳腺癌患者死亡的主要原因之一，在治療乳腺癌腦轉移方面，紫檀芪也有著突出的表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，在腦轉移的乳腺癌患者中c-Met表達明顯增加，高表達c-Met的腦轉移細胞通過炎性細胞因子上調和血管重編程促進轉移過程，主要是通過誘導IL-8和CXCL1的分泌促進腫瘤細胞與腦內皮細胞的黏附并增強新血管形成；另外，通過激活c-Met刺激IL-1β分泌誘導腫瘤相關星形膠質細胞分泌c-Met配體肝細胞生長因子(HGF)。因此，由c-Met啟動和維持的細胞因子釋放的前饋機制產(chǎn)生惡性循環(huán)，其為轉移細胞產(chǎn)生有利的微環(huán)境。而紫檀芪能夠透過血腦屏障，并靶向阻滯c-Met和其下游信號分子MAPK、IL-1β、IL-8和CXCL1的表達，從而抑制乳腺癌細胞發(fā)生腦轉移，且其抑制作用遠遠強于白藜蘆醇[18]。這一研究奠定了紫檀芪作為一種天然的化學藥物預防乳腺癌細胞腦轉移的可能性。

2.3 紫檀芪在食管癌研究中的應用 紫檀芪可以抑制食管癌細胞的增殖，且呈劑量和時間依賴性。而進一步研究表明，紫檀芪處理食管癌細胞后，可增加ERS相關分子(GRP78、ATF6、p-PERK、p-EIF2α和CHOP)的表達水平，上調促凋亡相關蛋白PUMA，并下調抗凋亡相關蛋白Bcl-2，同時促進細胞色素C從線粒體向細胞質的轉運以及Caspase-9和Caspase-12的活化，不僅使食管癌細胞凋亡比例增加，而且還抑制其黏附性和遷移的能力。同時，紫檀芪還能降低食管癌細胞中谷胱甘肽的水平和增加ROS的水平，參與到食管癌細胞凋亡的過程[19]。該研究表明，紫檀芪可以通過多種途徑促進食管癌細胞的凋亡，顯示出了廣泛而高效的抗癌活性。

紫檀芪已在胸部腫瘤中進行了深入研究，為紫檀芪用于胸部腫瘤的預防和治療提供了有力證據(jù)。紫檀芪具有更高的生物利用度、更高的生物活性以及對正常細胞較低的毒性，使其成為胸部腫瘤化學預防和化學治療理想的候選藥物。但目前紫檀芪在胸部腫瘤中的研究主要以基礎研究為主，尚缺乏臨床實踐方面的資料。后期的研究應該重點關注多中心、隨機、前瞻性的臨床研究來證實其有效性，同時兼顧其生理、藥理作用以及安全性，并進行綜合評估其療效。