★ 馬嘉鑫 劉永忠 李文宏 雷婷 段麗婷 廖玉群(.江西中醫(yī)藥大學(xué) 南昌 330004;. 江西藥都仁和制藥有限公司 江西 樟樹 3300)
白血病是造血干細(xì)胞惡性克隆性疾病,異質(zhì)性高,預(yù)后差。在中醫(yī)學(xué)中,白血病屬于“虛勞”“髓癆”“血積”“癥瘕”等范疇[1]。一般來說,白血病的治療以綜合性治療為主,采用化學(xué)療法、放射療法、靶向治療、免疫治療及骨髓干細(xì)胞移植等方法,以化療為主要手段,但化療的毒副作用較大,且隨之產(chǎn)生的多藥耐藥(multidrug resistance,MDR)也是白血病患者進(jìn)行有效治療的主要障礙。白血病多藥耐藥是指在治療過程中白血病細(xì)胞接觸一種藥物后,對該種藥物出現(xiàn)耐藥性的同時,對多種結(jié)構(gòu)不同和作用機(jī)制各異的其他藥物也產(chǎn)生了交叉耐受[2-3]。MDR有兩種表型:一種是首次使用化療藥物就產(chǎn)生耐藥,稱為原發(fā)性耐藥;另一種則是在化療過程中產(chǎn)生耐藥,稱為繼發(fā)性耐藥[4-5]。目前尋求安全、有效的耐藥逆轉(zhuǎn)劑,探索治療過程中產(chǎn)生MDR的機(jī)理,提高白血病對化療的敏感性,是科研工作者和臨床醫(yī)生共同奮斗的目標(biāo)。而中藥具有多靶點(diǎn),多階段,毒副作用小,安全有效的優(yōu)點(diǎn)。因此,探討中藥及其有效成分逆轉(zhuǎn)白血病多藥耐藥及其機(jī)制研究具有重要意義。國內(nèi)外研究表明,多藥耐藥產(chǎn)生的分子機(jī)制異常復(fù)雜,是蛋白表達(dá)、酶類介導(dǎo)、靶點(diǎn)改變、基因突變等多重因素共同參與的結(jié)果[3,5-7]。目前發(fā)現(xiàn)的引起白血病多藥耐藥機(jī)制主要有:多藥耐藥基因(multidrug resistance gene,MDR1)及其編碼的P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)、多藥耐藥相關(guān)蛋白(MDR-associated protein,MRP)等表達(dá)介導(dǎo)的藥物外排機(jī)制[7-8];Bcl-2等細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的過表達(dá),拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ(TopoⅡ)數(shù)量及活性的異常;谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶(GSTs)作用,核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB等信號的激活等。
P-gp是由MDR1編碼的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族成員,由P-gp介導(dǎo)的藥物外排是產(chǎn)生白血病MDR的主要機(jī)制之一[6,9]。P-gp具有藥物外輸泵功能,P-gp的過表達(dá)使藥物外排能力增強(qiáng),細(xì)胞內(nèi)化療藥物濃度下降,從而導(dǎo)致MDR的發(fā)生[10-11]。多種中藥單體、中藥復(fù)方等通過下調(diào)P-gp表達(dá)從而逆轉(zhuǎn)白血病多藥耐藥的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)蝎毒多肽可下調(diào)經(jīng)阿霉素(adriamycin,ADR)作用的經(jīng)典髓系白血病K562/A02多藥耐藥細(xì)胞株P(guān)-gp表達(dá)水平[12],從而逆轉(zhuǎn)白血病干細(xì)胞多藥耐藥。Jing Shen等[13]研究表明,槲皮素聯(lián)合熱療預(yù)處理對白血病多藥耐藥K562/A細(xì)胞具有顯著的MDR逆轉(zhuǎn)活性,其活性可能與抑制P-gp和HSP70的過表達(dá),增加ADR在細(xì)胞內(nèi)的積聚有關(guān)。甲基蓮心堿能增強(qiáng)K562/A02細(xì)胞對STI571的敏感性,下調(diào)其MDR1mRNA的轉(zhuǎn)錄和阻斷P-gp的表達(dá),從而逆轉(zhuǎn)白血病的多藥耐藥性[14]。扶正祛邪中藥復(fù)方含藥血清聯(lián)合干擾素可降低長春新堿誘導(dǎo)的急性早幼粒白血病耐藥細(xì)胞株HL60/VCR耐藥基因P-gp表達(dá)水平,從而實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)多藥耐藥[15]。
MRP與P-gp同為ATP結(jié)合的盒式膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的家族成員[6],MRP的高表達(dá)通過介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的化療藥物排出,改變藥物在細(xì)胞內(nèi)分布,從而引發(fā)白血病MDR的發(fā)生。MRP特異性轉(zhuǎn)運(yùn)底物是胞內(nèi)與還原型谷胱甘肽(GSH)共軛結(jié)合的化療藥物,如依托泊苷、米托蒽醌等。多種中藥單體、中藥復(fù)方等通過下調(diào)MRP表達(dá)從而逆轉(zhuǎn)白血病多藥耐藥的發(fā)生[16-17]。如芍藥苷[18]和山奈酚[19]可抑制K562/ADR細(xì)胞株MRP1表達(dá),從而增加K562/ADR細(xì)胞內(nèi)ADR的濃度,實(shí)現(xiàn)K562/ADR細(xì)胞對ADR耐藥性的逆轉(zhuǎn)。
P-170是多藥耐藥基因MDR1編碼的跨膜蛋白,具有ATP酶活性及轉(zhuǎn)運(yùn)功能,P-170的過表達(dá)使藥物外排能力增強(qiáng),細(xì)胞內(nèi)化療藥物濃度下降,從而導(dǎo)致MDR的發(fā)生[20]。研究表明中藥單體成分苦參堿、姜黃素、川芎嗪作用于白血病多藥耐藥細(xì)胞株K562/ADR后,可不同程度的抑制P-170蛋白的表達(dá),與耐藥逆轉(zhuǎn)作用成正相關(guān)[21]。三七總皂甙能夠部分逆轉(zhuǎn)白血病耐藥細(xì)胞K562/VCR的耐藥性,其主要機(jī)制為直接或間接抑制多藥耐藥基因表達(dá)P-170糖蛋白,減少其藥物外排作用,從而逆轉(zhuǎn)多藥耐藥[22]。麻黃堿通過下調(diào)K562/A02細(xì)胞膜糖蛋白P-170的表達(dá),抑制其將化療藥物“泵”出細(xì)胞外的功能,提高化療藥物在K562/A02細(xì)胞內(nèi)的有效質(zhì)量濃度,能部分逆轉(zhuǎn)K562/A02細(xì)胞的多藥耐藥性[23]。
當(dāng)白血病細(xì)胞內(nèi)由于遺傳因素或化療藥物等外源因素的誘導(dǎo),引起凋亡通路中的抗凋亡蛋白過量表達(dá)、促凋亡因子低表達(dá)或失活以及存活信號通路活性增強(qiáng)。凋亡通路中的這些異常改變單獨(dú)或共同作用,使得白血病細(xì)胞凋亡受阻,對多種化療藥物誘導(dǎo)的凋亡不敏感,表現(xiàn)為MDR[24]。
MDR產(chǎn)生的機(jī)制也與Bcl-2家庭成員表達(dá)異常有關(guān)(促凋亡基因Bax下調(diào)和抗凋亡基因上調(diào))[7]。Bcl-2過表達(dá)引起的耐藥為非泵耐藥,且Bcl-2的過度表達(dá)會刺激MDR1表達(dá)[25]。Bcl-2是對抗凋亡刺激的關(guān)鍵抑制劑,能抑制化療藥物導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡,從而誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生耐藥。聚乙二醇化脂質(zhì)體,單獨(dú)使用或與反義寡核苷酸聯(lián)合使用,激活Bax并抑制Bcl-2,顯著抑制了非泵耐藥[26]。故多種中藥單體、復(fù)方等通過調(diào)控Bcl-2的表達(dá)抑制白血病細(xì)胞多藥耐藥的發(fā)生。
研究發(fā)現(xiàn)蟾酥能夠逆轉(zhuǎn)CEM/VCR細(xì)胞的多藥耐藥性,其機(jī)制可能是通過下調(diào)Bcl-2和上調(diào)Bax的表達(dá),促進(jìn)CEM/VCR細(xì)胞凋亡;下調(diào)P-gp的表達(dá),增強(qiáng)CEM/VCR細(xì)胞對VCR的敏感性有關(guān)[27]。Misra R等[28]將姜黃根莖中提取的黃色素姜黃素聯(lián)合ADR做成小微米粒,作用于K562細(xì)胞,研究發(fā)現(xiàn)姜黃素延長了姜黃素在胞核中存在的時間,且通過抑制Bcl-2分子的表達(dá),增加對K562細(xì)胞的毒性,逆轉(zhuǎn)耐藥,協(xié)同促進(jìn)該細(xì)胞凋亡。出自《太平惠民和劑局方》的中藥復(fù)方君子湯聯(lián)合ADR作用于白血病K562/VCR耐藥細(xì)胞株,Bax蛋白表達(dá)顯著上調(diào),Bcl-2蛋白表達(dá)顯著下調(diào),無細(xì)胞毒性的君子湯和ADR對K562/VCR細(xì)胞耐藥性均有逆轉(zhuǎn)作用,兩藥聯(lián)合應(yīng)用具有明顯的協(xié)同效應(yīng),其機(jī)制可能與其上調(diào)促凋亡基因Bax和下調(diào)抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)有關(guān)[29]。
p53是一種腫瘤抑制基因,通過Bax/Bcl-2,F(xiàn)as/Apol,IGF-BP3等蛋白,p53可完成對細(xì)胞凋亡的調(diào)控作用。Bcl-2可阻止凋亡形成因子如細(xì)胞色素C等從線粒體釋放出來,具有抗凋亡作用,而Bax可與線粒體上的電壓依賴性離子通道相互作用,介導(dǎo)細(xì)胞色素C的釋放,具有凋亡作用,p53可以上調(diào)Bax的表達(dá)水平,以及下調(diào)Bcl-2的表達(dá)共同完成促進(jìn)細(xì)胞凋亡作用。而如果p53基因發(fā)生了突變,對細(xì)胞的增殖失去控制,則會導(dǎo)致細(xì)胞癌變[30]。p53基因突變的腫瘤細(xì)胞,會誘導(dǎo)激活MDR1啟動子,從而產(chǎn)生耐藥性[25]。三氧化二砷與白藜蘆醇聯(lián)合可顯著降低K562-GFP/ADM細(xì)胞耐藥基因MDR1/P-gp以及凋亡抑制基因Bcl-2、NF-κB和p53基因的表達(dá),增強(qiáng)Bax表達(dá)和Caspase-3的活化,從而逆轉(zhuǎn)多藥耐藥[31]。Wang D H 等[32]研究表明,砒霜提取物三氧化二砷(As2O3)作用于白血病K562/ADR耐藥細(xì)胞后,p53蛋白水平升高,P-gp水平下降,RT-PCR檢測到Fas和Caspase-3基因mRNA產(chǎn)物增加,MDR1 mRNA減少,As2O3處理后Caspase-3活性也明顯增強(qiáng),As2O3能夠誘導(dǎo)白血病K562/ADR多藥耐藥細(xì)胞凋亡,逆轉(zhuǎn)耐藥。
核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB屬于腫瘤細(xì)胞異常表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子,NF-κB的錯誤調(diào)節(jié)與自身免疫病、慢性炎癥以及很多癌癥的發(fā)生密切相關(guān)[3]。研究提示,NF-κB的異常表達(dá)與白血病有一定的相關(guān)性,且認(rèn)為NF-κB的激活是促白血病細(xì)胞存活的重要因素[33]。NF-κB一般存在于細(xì)胞質(zhì)中,細(xì)胞受刺激后,與很多基因的相應(yīng)位點(diǎn)發(fā)生特異性結(jié)合,增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄,使自身免于凋亡。多研究表明,NF-κB的活性升高與白血病細(xì)胞的多藥耐藥產(chǎn)生密切相關(guān)。且多種中藥單體及復(fù)方通過阻斷NF-κB信號通路等方式逆轉(zhuǎn)多藥耐藥。馬武開等[34]研究表明,解毒化瘀藥對HL60/ADR細(xì)胞的耐藥逆轉(zhuǎn)作用可能是通過阻斷NF-κB信號通路,影響MDR1耐藥基因的表達(dá),進(jìn)一步逆轉(zhuǎn)耐藥。研究表明非細(xì)胞毒劑量雷公藤紅素作用于人白血病多藥耐藥細(xì)胞株K562/A02后,K562/A02細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB及survivin mRNA表達(dá)水平均降低,逆轉(zhuǎn)了NFκB-survivin途徑介導(dǎo)的K562/A02細(xì)胞多藥耐藥(化療藥物通過激活NF-κB的表達(dá)引起凋亡抑制因子survivin的表達(dá),從而抑制白血病細(xì)胞的凋亡,產(chǎn)生耐藥)[35]。As2O3可通過調(diào)節(jié)NFκB,進(jìn)而抑制MDR1基因表達(dá),逆轉(zhuǎn)白血病多藥耐藥[10]。
TopoⅡ是細(xì)胞內(nèi)的一種重要核酶,參與DNA的重組、修復(fù)、轉(zhuǎn)錄、復(fù)制過程[36]。TopoⅡ是目前抗癌藥物重要的作用靶點(diǎn),當(dāng)細(xì)胞內(nèi)TopoⅡ含量降低或酶活性減弱位點(diǎn)突變等,抗癌藥物的作用靶點(diǎn)減少,從而產(chǎn)生MDR。TopoⅡ介導(dǎo)的耐藥與TopoⅡ磷酸化水平提高,TopoⅡ酶水平下降,TopoⅡ基因位點(diǎn)的突變、缺失有關(guān)[37]。因此,多種中藥單體及復(fù)方,通過調(diào)控TopoⅡ表達(dá)實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)多藥耐藥的發(fā)生。高劑量復(fù)方浙貝顆粒聯(lián)合順鉑作用于急性淋巴細(xì)胞白血病耐藥細(xì)胞株L1210/CDDP移植瘤細(xì)胞,TopⅡ表達(dá)明顯升高,GSTs表達(dá)明顯降低,逆轉(zhuǎn)其多藥耐藥性,增加白血病細(xì)胞對藥物的敏感性[38]。黃連解毒湯所含的黃芩苷和京尼平苷作用于白血病耐藥細(xì)胞株K562/ADR,使TopoⅡ基因表達(dá)逐漸降低,Caspase-3基因表達(dá)逐漸增強(qiáng),MDR1基因表達(dá)明顯抑制,干預(yù)與逆轉(zhuǎn)白血病多藥耐藥[39]。
谷胱甘肽(GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸結(jié)合,含有巰基的的三肽,具有抗氧化作用和整合解毒作用[40-41]。GSH通過自行或經(jīng)GSTs催化過氧化氫和過氧化酯質(zhì),在細(xì)胞解毒、抗損傷等過程中起重要作用[42],GSTs是細(xì)胞抗損傷、抗癌變的重要解毒系統(tǒng),多藥耐藥細(xì)胞伴有GSTs的高表達(dá)。因此,已有多種中藥有效成分及復(fù)方通過下調(diào)GSTs的表達(dá)來逆轉(zhuǎn)MDR的發(fā)生[43]。白花蛇舌草熊果酸作用于白血病耐藥細(xì)胞株K562/ADR,隨著作用劑量和時間的延長,GSH含量明顯減少,GST和GSH-Px的活性逐漸下降,從而誘導(dǎo)K562/ADR凋亡,逆轉(zhuǎn)多藥耐藥[44]。砒霜提取物As2O3聯(lián)合非米司酮作用于白血病耐藥K562/ADR細(xì)胞,逆轉(zhuǎn)倍數(shù)明顯增高,GSH含量明顯降低,對細(xì)胞增殖及其誘導(dǎo)凋亡的效果明顯增高,耐藥逆轉(zhuǎn)作用增強(qiáng),機(jī)制與GSH含量改變有關(guān)[45]。此外,川芎嗪衍生物DLJ14和貝母素甲能引起GSH水平下降、下調(diào)GSTs相關(guān)酶活性來逆轉(zhuǎn)慢性髓系白血病多藥耐藥[46-47]。
目前為止發(fā)現(xiàn)兩種環(huán)氧合酶:COX-1和COX-2。COX-2主要分布在細(xì)胞核膜上,被認(rèn)為是誘導(dǎo)性反應(yīng)基因,即“快速反應(yīng)基因”,參與白血病的發(fā)生、發(fā)展[48]。在腫瘤細(xì)胞中,COX-2可以調(diào)節(jié)MDR1/P-gp的表達(dá)[49]。槲皮素是一個COX-2啟動子依賴的轉(zhuǎn)錄和激活抑制劑,顯著下調(diào)ADR誘導(dǎo)的白血病HL-60細(xì)胞COX-2和MDR1 mRNA共表達(dá),逆轉(zhuǎn)HL-60細(xì)胞MDR[50]。桂琳等[51]研究發(fā)現(xiàn),苦參堿、塞來昔布單獨(dú)或聯(lián)合應(yīng)用于白血病耐藥細(xì)胞K562/A02后,凋亡率增加COX-2 mRNA、MDR1以及P-gp、COX-2蛋白表達(dá)明顯下降,有逆轉(zhuǎn)細(xì)胞K562/A02耐藥的作用。
在白血病的治療中,中西醫(yī)相結(jié)合是符合發(fā)展趨勢的必然結(jié)果,對于當(dāng)前白血病研究的重點(diǎn)熱點(diǎn)多藥耐藥問題,利用中藥單體及復(fù)方逆轉(zhuǎn)多藥耐藥已經(jīng)取得了許多成果,但如何將其更好的結(jié)合是需要我們不斷思考的問題。目前已有的關(guān)于中藥逆轉(zhuǎn)白血病多藥耐藥的研究仍存在很多不足,如更傾向于體外實(shí)驗(yàn),多為研究中藥提取物及復(fù)方對白血病多藥耐藥細(xì)胞的作用,更無法及時有效的與臨床相結(jié)合;中藥種類較多,提取物豐富,中藥復(fù)方更是千變?nèi)f化,使得研究范圍過大,無法全覆蓋,難以集中目標(biāo);相關(guān)基礎(chǔ)研究較少,無法進(jìn)行更加深入的研究等問題,仍需要不斷的改進(jìn),積極將中西醫(yī)相結(jié)合,尋求安全、有效的耐藥逆轉(zhuǎn)劑,提高白血病對化療的敏感性,探索治療過程中產(chǎn)生MDR的機(jī)理。我們應(yīng)發(fā)揮中醫(yī)中藥學(xué)及西醫(yī)學(xué)特質(zhì),辨證論治、司外揣內(nèi)與分析還原、微觀研究相結(jié)合,使中藥逆轉(zhuǎn)白血病多藥耐藥研究向著更貼合臨床應(yīng)用。