彭連杰 孫 暢 胡 晶 劉家輝

1.重慶醫(yī)科大學口腔醫(yī)學院，重慶 400016； 2.重慶醫(yī)科大學第一臨床學院，重慶 400016；3.重慶醫(yī)科大學檢驗醫(yī)學院 臨床檢驗診斷學教育部重點實驗室，重慶 400016

惡性腫瘤治愈率低，死亡率高，嚴重危害人類生命健康。尋求惡性腫瘤的特效治療方法以提高患者生存率和治愈率已成為醫(yī)學界人士的首要目標之一。哇巴因（Ouabain）主要來源于夾竹桃科植物苦毒毛旋花，可抑制細胞膜上Na+/K+-ATP酶，使細胞內Ca2+濃度增加，心肌收縮力增強，故臨床上常用于心力衰竭等疾病[1]。1967年Shiratori[2]首次證實哇巴因可在體外抑制惡性腫瘤細胞增殖后，哇巴因在抗腫瘤方面的作用逐漸受到重視。愈來愈多的研究表明，哇巴因對多種腫瘤細胞具有明顯的細胞毒作用，且對部分類型腫瘤細胞表現(xiàn)出較好的選擇性。但具體機制尚未完全明確。針對哇巴因抗腫瘤作用及其相關機制的研究有望解決傳統(tǒng)腫瘤治療方法所面臨的治愈率低、耐藥性高等問題，為腫瘤治療提供新思路。本研究將對哇巴因用于腫瘤治療及其機制研究的新進展做一綜述，以期能對后續(xù)研究者有所啟發(fā)。

1 哇巴因在腫瘤治療中的作用及其機制

1.1 抑制腫瘤細胞增殖和誘導腫瘤細胞凋亡

近年來，許多研究表明，哇巴因對多種腫瘤細胞的增殖具有抑制作用并能誘導部分腫瘤細胞發(fā)生凋亡，包括食管腫瘤細胞、乳腺癌細胞、神經膠質瘤細胞、淋巴瘤細胞、大腸癌細胞、肺癌細胞等，其相關機制非常復雜，至今尚未完全闡明。如Meng等[3]使用不同濃度哇巴因處理人Burkitt's淋巴瘤Raji細胞，發(fā)現(xiàn)隨著哇巴因濃度增大，出現(xiàn)Raji細胞的增殖抑制率顯著增大、cleaved-caspase-3和caspase-3水平升高、Bax活性升高和抗凋亡蛋白Bcl-2表達降低且自噬相關蛋白LC3Ⅱ和Beclin-1的表達上調等變化，這表明了哇巴因對Burkitt's淋巴瘤Raji細胞的增殖具有抑制作用，并能誘導其發(fā)生凋亡和自噬，且其作用效果表現(xiàn)出濃度依賴性。哇巴因抑制腫瘤細胞增殖可能與Sox基因家族有關。程中華等[4]發(fā)現(xiàn)人食管OE19腫瘤細胞經哇巴因處理后生長減緩、細胞死亡增加、Sox4 mRNA和Sox4蛋白相對表達量顯著降低、Sox4基因表達也顯著減弱，提示哇巴因可下調Sox4基因的表達從而調控腫瘤細胞的細胞周期，抑制其增殖。Lin等[5]的研究顯示哇巴因還可通過下調p38 MAP激酶6（MKK6）抑制人食管腺癌EAC細胞系（OE33和OE19）的增殖，進一步分析表明，這與MKK6受到抑制而導致Sox9轉錄因子水平降低有關。除Sox基因家族外，Akt/mTOR信號通路可能也參與了哇巴因抑制腫瘤細胞增殖并誘導其凋亡的過程。有報道稱哇巴因對人神經膠質瘤U251細胞具有增殖抑制和凋亡誘導作用，并提出這一作用可能與其下調HIF-1α、Akt、m TOR、p-mTOR的表達及上調Nrf2、p-Akt的表達有關[6]。此外，楊小颯等[7-9]也發(fā)現(xiàn)哇巴因可通過調節(jié)細胞內Akt / mTOR信號通路并抑制神經膠質瘤細胞中HIF-1α的表達從而劑量依賴性地抑制人腦膠質瘤U-87MG細胞的生長，減弱細胞的移動性并導致其凋亡。哇巴因的這一作用還涉及對Wnt/β-catenin通路的調控，研究發(fā)現(xiàn)哇巴因可以選擇性殺傷大腸癌細胞HCT116和肺癌細胞A549，并能誘導其凋亡，并證明這種效果可能與哇巴因作用于LRP6和β-catenin分子抑制Wnt/β-catenin通路有關[10]。此外，哇巴因可能還通過影響腫瘤細胞的能量代謝而抑制其增殖。有研究者發(fā)現(xiàn)，哇巴因可通過AMPK信號通路抑制細胞內線粒體的氧化作用，促使其進行糖酵解從而減少ATP的產生，抑制乳腺癌MCF7細胞增殖[11]。哇巴因介導的抑制細胞增殖和促進細胞凋亡的作用對部分腫瘤細胞表現(xiàn)出選擇性，其作用途徑因腫瘤細胞種類不同而有差異，確切機制仍有待進一步探究。

1.2 激活細胞自噬

自噬是指真核細胞通過溶酶體降解自身胞質內的蛋白質和細胞器的過程，屬于程序性細胞死亡機制的一種，其與腫瘤發(fā)生發(fā)展及治療之間的關系十分密切[12]。最近有研究表示哇巴因可誘導腫瘤細胞自噬而死亡[13-14]。哇巴因可使腫瘤細胞內自噬相關蛋白表達增多，通過激活細胞自噬而死亡。Trenti等[13]的研究表明哇巴因可通過激活JNK（c-Jun N-terminal kinase，c-Jun氨基末端激酶）而引起B(yǎng)cl-2減少，破壞Bcl-2與Beclin 1間的抑制性相互作用，從而促進腫瘤細胞發(fā)生自噬性死亡[13]。此外，Rupaimoole等的研究也證明哇巴因可增強肺癌細胞對MicroRNA-34（miR-34）治療的敏感性，哇巴因與MicroRNA-34協(xié)同作用可增強細胞自噬而殺死肺癌細胞和miR-34a缺失的類似癌癥的癌細胞[14]。

1.3 哇巴因與Na+/K+-ATP酶

Na+/K+-ATP酶最主要的配體是包括哇巴因在內的強心甾類固醇（cardiotonic steroids，CTS），與CTS結合后，可觸發(fā)多種細胞信號通路，導致細胞增殖、分化或促進自噬或凋亡[15]。這些效應通常取決于細胞類型以及CTS的類型和濃度。

在腫瘤發(fā)生的早期Na+/K+-ATP酶α1-亞型高表達，在晚期低表達，從而促進α3-亞型表達的增強，這提示Na+/K+-ATP酶不僅可以作為生物標志物，而且可能作為腫瘤的治療靶點[16]。糖蛋白非轉移性黑色素瘤蛋白B（GPNMB）在多種腫瘤中均有過表達，Ono等在小鼠膠質瘤模型和膠質母細胞瘤患者的腫瘤中發(fā)現(xiàn)這種蛋白和Na+/K+-ATP酶α亞基存在相互作用，Na+/K+-ATP酶抑制劑哇巴因可抑制高表達GPNMB轉基因小鼠注射膠質瘤細胞誘導的膠質瘤生長，并阻斷GPNMB誘導的膠質瘤細胞遷移[17]。Cetinkaya等通過檢測接受放化療前后的非小細胞肺癌和多形性膠質母細胞瘤患者與健康對照的Na+/K+-ATP酶活性差異發(fā)現(xiàn)，放化療完成前，患者組Na+/K+-ATP酶酶活性較對照組明顯升高，放化療結束后Na+/K+-ATP酶活性較放化療前明顯降低，但仍高于健康對照組，這提示靶向該酶可能是對抗非小細胞肺癌和多形性膠質母細胞瘤的一種新手段[18]。有研究發(fā)現(xiàn)與非致瘤性乳腺細胞系相比，Na+/K+-ATP酶在乳腺癌中的基線表達和活性均增強，用哇巴因處理后其活性被抑制，從而顯著降低了乳腺癌細胞的增殖、運動、侵襲[19]。另外，低濃度的哇巴因在不影響Na+/K+-ATP酶活性的情況下仍可阻止癌細胞生長。除了由于激活下游信號通路級聯(lián)反應外，最新研究指出其可能機制是心苷類物質與Na+/K+-ATP酶相互作用，刺激活性氧的產生，并明顯激活膜微區(qū)內的體積調節(jié)性陰離子通道（volume regulated anion channel，VRAC），從而產生抗增殖作用[20-21]。

1.4 化療耐藥性逆轉

化療目前作為一種治療腫瘤的有效手段在臨床上被廣泛應用，但腫瘤細胞對常用化療藥品的耐藥性逐漸成為腫瘤治療無效或疾病復發(fā)的主要原因。有研究表明，哇巴因可以逆轉肝癌和食管癌等腫瘤細胞對抗癌藥產生的耐藥性。Shen等的研究表明哇巴因不僅可在體外逆轉人食管癌耐藥株EC109/CDDP細胞的對順鉑（CDPP）的耐藥性并能在小鼠體內逆轉EC109/CDDP細胞裸鼠移植瘤對CDPP的耐藥性，并提出這種效應與哇巴因抑制β-catenin向核內的轉運有關，提示哇巴因具有β-catenin依賴性抗獲得性多藥耐藥（MDR）的作用[22]。

楊明鎮(zhèn)等在哇巴因干預體外培養(yǎng)的人肝癌耐藥Bel-7402/ADM(阿霉素)細胞的研究中發(fā)現(xiàn)哇巴因可在體外下調腫瘤細胞的多藥耐藥性（MDR-1）RNA的表達水平從而逆轉肝癌耐藥Bel-7402/ADM（阿霉素）細胞的耐藥性[23]。Guo等發(fā)現(xiàn)哇巴因還能提高骨肉瘤細胞對順鉑的敏感性，這與Ca2+通道和DNA甲基化有關[24]。另有報道哇巴因可通過抑制FA/BRCA途徑而阻止DNA鏈間交聯(lián)（ICL）的修復，從而增強順鉑和絲裂霉素C（MMC）等誘導ICL的抗癌藥的細胞毒性作用，并能降低其耐藥性[25]。以上研究提示哇巴因具有作為化療增敏劑用于腫瘤治療的潛力，但哇巴因逆轉腫瘤細胞耐藥性的作用和機制可能因腫瘤細胞的種類不同而有差異，其具體機制還不甚明了。

1.5 放射增敏

放療是目前臨床上廣泛應用于腫瘤治療的手段之一，其基本機制之一是利用電離輻射（IR）誘導DNA雙鏈斷裂（DSB），而非同源末端連接（NHEJ）是負責修復電離輻射（IR）誘導的DNA雙鏈斷裂（DSB）的主要途徑[26-27]。近期研究提示哇巴因可以增強腫瘤細胞的對放射治療的敏感性，其具有抑制非同源末端連接（NHEJ）的能力，從而可抑制電離輻射（IR）誘導的DNA雙鏈斷裂（DSB）的修復，進而可加強電離輻射（IR）的細胞毒性[28]，哇巴因有望作為放射增敏劑輔助治療腫瘤。

2 總結與展望

近年來，大量研究表明哇巴因具有良好的抗腫瘤作用[29]，但大多局限于體外實驗階段，盡管Song等[30]的研究報道哇巴因在模擬腫瘤體內特性的肝癌多細胞腫瘤球體（MCTS）模型中表現(xiàn)出良好的抗腫瘤效應而無明顯肝毒性，但其在極度復雜的人體內環(huán)境中效果如何還尚未可知。此外，哇巴因對不同腫瘤表現(xiàn)出的抗腫瘤效應及其機制不甚相同，雖然有報道稱其對部分腫瘤表現(xiàn)出選擇性的細胞毒作用，但也有研究[31]表明，比起腫瘤細胞，哇巴因在非腫瘤乳腺細胞中引起更大的增殖抑制和更廣泛的凋亡，故哇巴因復雜的抗腫瘤機制還需要進一步探究，其應用于人類腫瘤臨床治療的可行性也還有待驗證。

已發(fā)現(xiàn)的哇巴因直接抗腫瘤效應大多具有濃度和時間依賴性，而高濃度的哇巴因除了在機體心血管系統(tǒng)表現(xiàn)出明顯毒副作用以外，與腎臟疾病的發(fā)生也密切相關[32-34]，盡管有許多報道稱哇巴因抗腫瘤效應起效濃度低于有毒濃度，但其長期使用的安全性仍未可知，在此方面仍需謹慎，因此降低哇巴因用量和毒副作用而保證安全性是其應用于臨床腫瘤治療的前提。材料學高度發(fā)展的今天，將新型材料用于醫(yī)療領域已成為科學界的研究熱點，有許多研究發(fā)現(xiàn)納米材料用于制藥可改善藥物的成藥性，提高藥物的靶向性，還能增強藥物的治療效果并且降低其毒副作用，且目前納米藥物制劑在臨床上包括腫瘤在內的一些重大疾病的診療中已經表現(xiàn)出了重要作用[35]，故將哇巴因用于抗腫瘤納米藥物制劑的研制可能具有巨大潛力。此外，哇巴因與順鉑等抗癌藥物和哇巴因與MicroRNA-34等聯(lián)合使用表現(xiàn)出的良好的抗腫瘤效應以及哇巴因的放射增強效應等，提示聯(lián)合治療策略可能是降低哇巴因用量、減小毒副作用、提高腫瘤治療效果的有效途徑，將哇巴因用作治療腫瘤的輔助藥物可能更有研究前景。

最近有報道稱哇巴因可對大鼠和小鼠的免疫系統(tǒng)產生較復雜的影響，可引起多種免疫細胞和分子的數(shù)量和活性發(fā)生改變[36-38]，提示哇巴因的抗腫瘤效應可能還與免疫系統(tǒng)有關，但這些變化的具體機制尚不清楚，對腫瘤的影響也還有待探究。故研究哇巴因對免疫系統(tǒng)的效應和具體機制可能對進一步發(fā)掘哇巴因用于腫瘤治療的潛力有著巨大幫助。

綜上所述，哇巴因在抗腫瘤方面具有巨大的潛力，有望成為腫瘤治療的新型藥物，但其是否具有臨床應用價值還需要更深一步探究。