孟桂先，李潤(rùn)瑜，趙一帆，趙紅偉，付昕超，張 壯，趙 臣

(吉林醫(yī)藥學(xué)院，吉林 吉林 132013)

隨著中藥抗癌的發(fā)展，中藥與中醫(yī)療法在治療腫瘤過(guò)程表現(xiàn)出副作用小、痛苦少、生存質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，并可以與放療、化療、靶向藥物等形成各具特色的聯(lián)合療法，提高了腫瘤患者的生存率。中藥組分的抗腫瘤特性得到廣泛關(guān)注，例如紫杉醇、白藜蘆醇、羽扇豆醇等。羽扇豆醇屬于五環(huán)三萜醇化合物，主要來(lái)自蒲公英、魯冰花種皮、木棉樹(shù)皮、狼毒大戟等中草藥，并在草莓、橄欖、葡萄、芒果、無(wú)花果、紅樹(shù)林等可食用水果與蔬菜中廣泛存在，具有較強(qiáng)的止痛、消炎、抗瘧疾、抑制基因突變、促進(jìn)皮膚愈合的作用，具有明顯的抗腫瘤活性[1-3]。但是，羽扇豆醇抗腫瘤機(jī)制尚不清楚。本文對(duì)羽扇豆醇抑制腫瘤機(jī)制的研究進(jìn)行綜述，總結(jié)了羽扇豆醇抗腫瘤作用潛在的多種機(jī)制通路。

1 羽扇豆醇的抗腫瘤作用

研究表明，羽扇豆醇對(duì)胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌、黑色素瘤、白血病等多種惡性癌癥與腫瘤細(xì)胞具有明顯的抑制作用，并且在延緩腫瘤復(fù)發(fā)、降低耐藥性與抗放療性中效果顯著[4]。Hata[5]等以羽扇豆醇對(duì)人類(lèi)骨髓樣白血病HL60、U937、K562進(jìn)行處理，通過(guò)MTT與Hoechest、Annexi-Ⅴ染色檢測(cè)發(fā)現(xiàn)羽扇豆醇對(duì)三種白血病細(xì)胞具有明顯的生長(zhǎng)抑制與誘導(dǎo)凋亡作用。與對(duì)照組相比，羽扇豆醇對(duì)耐藥的K562細(xì)胞株具有相同的誘導(dǎo)凋亡作用。王明[6]等利用細(xì)胞黏附、劃痕實(shí)驗(yàn)、Transwell實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)羽扇豆醇對(duì)人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞轉(zhuǎn)移具有抑制作用，且相關(guān)蛋白COX-2、MMP-2、MMP-9和NF-κB p65的表達(dá)均下調(diào)。此外，羽扇豆在誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的同時(shí)，對(duì)正常的人體細(xì)胞沒(méi)有毒害作用[4]。因此，羽扇豆醇抗癌活性的應(yīng)用與研發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)代腫瘤中醫(yī)治療研究的關(guān)注熱點(diǎn)。

2 羽扇豆醇抗腫瘤的多種潛在分子通路

目前研究已證實(shí)羽扇豆醇具有抗腫瘤活性，但對(duì)癌細(xì)胞的抑制作用卻不盡相同，存在多種信號(hào)通路與作用機(jī)制，其中包括各種凋亡蛋白相關(guān)的信號(hào)通路，細(xì)胞周期阻斷的相關(guān)通路，下調(diào)轉(zhuǎn)錄的NF-κb通路、RhoA-ROCK1(絲氨酸/蘇氨酸激酶)通路、MAPK通路等。除此以外還包括microRNA有關(guān)的信號(hào)通路，以及炎癥反應(yīng)有關(guān)的巨噬細(xì)胞招募調(diào)控的間接抑制機(jī)制等。按照羽扇豆醇對(duì)癌細(xì)胞的不同作用機(jī)制，對(duì)相關(guān)信號(hào)通路進(jìn)行分類(lèi)歸納。

2.1 Bcl-2/bax/caspase凋亡通路

Bcl-2/bax/caspase-3(胱天蛋白酶-3)等凋亡蛋白是羽扇豆醇促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡重要分子。例如，Eldohaji[3]等發(fā)現(xiàn)羽扇豆醇可以顯著降低Hep3B肝癌細(xì)胞Bcl-2基因表達(dá)，大量激活caspase-3進(jìn)而誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞死亡。Prabhu[7]等在膀胱癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)羽扇豆醇誘導(dǎo)促凋亡蛋白Bax、caspase-3、caspase-9的表達(dá)，抑制抗凋亡蛋白Bcl-2和增殖細(xì)胞核抗原PCNA在膀胱癌中表達(dá)，進(jìn)而達(dá)到抑制大鼠膀胱腫瘤生長(zhǎng)的目的。在伴隨Bcl-2/bax/caspase-3起作用的同時(shí)，羽扇豆醇還可以促進(jìn)活性氧生成、線粒體膜電位喪失介導(dǎo)凋亡，并通過(guò)抑制AKT/PKB通路來(lái)促進(jìn)人表皮樣癌凋亡[8]。Parames[9]等發(fā)現(xiàn)羽扇豆醇通過(guò)線粒體動(dòng)力學(xué)凋亡途徑有效誘導(dǎo)細(xì)胞SK-RC-45凋亡與自噬。40 μmol/L羽扇豆醇作用48 h，凋亡相關(guān)蛋白caspase-3表達(dá)量升高，細(xì)胞抑制率增加，細(xì)胞自噬程度增強(qiáng)，敲低抗凋亡蛋白Bcl-2可以顯著提高羽扇豆醇的療效。此外，羽扇豆醇還可誘導(dǎo)乳腺癌MCF-7細(xì)胞凋亡[10]。

2.2 cFIP-caspase-3/8-TRAIL凋亡通路

下調(diào)抗凋亡因子cFIP(轉(zhuǎn)換酶抑制蛋白)，提高凋亡蛋白caspase-3/8的活性，增加腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體Trail表達(dá)水平(cFIP-caspase-3/8-Trial)分子通路，是羽扇豆醇啟動(dòng)和增加腫瘤細(xì)胞凋亡的途徑之一。Yan[11]等發(fā)現(xiàn)羽扇豆醇對(duì)原發(fā)性肝癌HCC細(xì)胞株SMMC7221和HepG2的凋亡作用，伴隨凋亡蛋白caspase-3上調(diào)，PARP(DNA修復(fù)酶)的水平增加，凋亡配體TRIAL表達(dá)增強(qiáng)。羅冠琴[12]等也證實(shí)羽扇豆對(duì)胰腺癌細(xì)胞SW199的促凋亡作用，是通過(guò)下調(diào)cFIP、提高caspase-8蛋白活性、增加TRAIL實(shí)現(xiàn)的。此外，Murtaza[3]等利用cFLIP過(guò)表達(dá)細(xì)胞驗(yàn)證羽扇豆醇的效果，發(fā)現(xiàn)羽扇豆醇通過(guò)TRAIL致敏化誘導(dǎo)耐藥的胰腺癌細(xì)胞凋亡，可成為胰腺癌潛在的備選藥物。

2.3 AKT/PKB通路

PI3K/AKT/PKB通路也是羽扇豆醇分子機(jī)制之一。AKT/PKB是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，它的激活與腫瘤發(fā)生、腫瘤血管生成密切相關(guān)，并參與調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期調(diào)控等。AKT通路誘導(dǎo)凋亡重要靶點(diǎn)就是BAD/Bcl-xL。AKT激活后，直接磷酸化Bcl-2家族成員BAD(促凋亡)136號(hào)位點(diǎn)，促進(jìn)BAD脫離Bcl-2/Bcl-xL復(fù)合物，與蛋白14-3-3結(jié)合，從而發(fā)揮Bcl-2/Bcl-xL的抗凋亡活性[14]。同時(shí)AKT可以抑制蛋白水解酶caspase-9活性，阻止凋亡通路啟動(dòng)。羽扇豆醇可以抑制AKT/PKB通路，阻斷BAD磷酸化，抑制細(xì)胞的抗凋亡活性，從而增加人表皮癌細(xì)胞凋亡概率[8]。PI3K/AKT激動(dòng)劑(IGF-1)可以中和羽扇豆醇對(duì)胰腺癌細(xì)胞PANC-1凋亡作用，也證實(shí)PI3K/ATK通路是羽扇豆醇抗腫瘤機(jī)制的靶點(diǎn)之一[15]。

2.4 核因子κB信號(hào)通路

核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)是一種核轉(zhuǎn)錄因子，通過(guò)控制目的基因(如基質(zhì)金屬蛋白酶家族MMPs)表達(dá)來(lái)控制細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、衰老、凋亡過(guò)程，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞分型、轉(zhuǎn)移，幾乎參與所有的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(PI3K/AKT、MAPK等)[16]。研究證明，羽扇豆醇可以下調(diào)NF-κB p65的表達(dá)，降低金屬蛋白酶MMP-2、MMP-9和COX-2的表達(dá)，進(jìn)而抑制人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移[6，17]。羽扇豆醇也可通過(guò)NF-κB介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)與免疫微環(huán)境調(diào)整起到抗腫瘤作用。研究發(fā)現(xiàn)在高劑量羽扇豆醇使用后的小鼠胃癌組織中NF-κB p65降低，炎癥因子IL-6、IL-10、TNF-α的水平降低，腫瘤組織中CD3+CD4+、CD3+CD8+、Treg、NK等細(xì)胞被大量消耗，腫瘤大小得到有效控制[18]。NF-κB下調(diào)還是羽扇豆醇抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的主要機(jī)制之一。羽扇豆醇可以通過(guò)抑制NF-κB依賴(lài)性的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化來(lái)削弱頭頸部鱗狀細(xì)胞癌HNSCC細(xì)胞的侵襲能力，從而有效降低小鼠原位移植瘤的局部侵襲和淋巴轉(zhuǎn)移[19]。在人表皮樣癌A431細(xì)胞中，羽扇豆醇可以通過(guò)上游的NF-κB抑制蛋白與NF-κB結(jié)合，促使NF-κB分子脫離特定DNA結(jié)合位點(diǎn)，從而阻斷NF-κB通路活性[9]。在口腔鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中，羽扇豆醇通過(guò)EGFR通路抑制下游的NF-κB分子和PKB/AKT，進(jìn)而誘導(dǎo)凋亡[20]。這都證明NF-κB分子在羽扇豆醇抗腫瘤特性的關(guān)鍵作用,并與多種信號(hào)通路共同發(fā)揮作用，如PKB/AKT、MAPKs、Ras等。羽扇豆醇處理后，胰腺癌細(xì)胞中Ras癌蛋白明顯降低，NF-κB分子通路活性明顯被抑制，PI3K/AKT與MAPKs各種信號(hào)分子的蛋白表達(dá)都被消弱。羽扇豆醇采用多種通道共同作用的方式誘導(dǎo)凋亡發(fā)生[21]。

2.5 miroRNA通路

miRNA也成為細(xì)胞凋亡的重要調(diào)節(jié)分子，例如抑癌的miRNA-34a和致癌的miRNA-21。郭敏[22]等發(fā)現(xiàn)羽扇豆醇作用后，抑癌的miRNA34增加，下游靶點(diǎn)c-Myc基因表達(dá)下調(diào)，伴隨Bcl-2降低，抑癌基因p53上調(diào)，腫瘤細(xì)胞凋亡。miRNA21是現(xiàn)在研究較為深入的致癌miRNA，也是羽扇豆醇作用的靶點(diǎn)分子之一。miRNA-21可通過(guò)下游靶標(biāo)程序性細(xì)胞死亡因子4(programmed cell death 4，PDCD-4)抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。唐澤嚴(yán)[23]等研究表明，羽扇豆醇可以降低miRNA-21表達(dá)，增加PDCD-4表達(dá)，增加下游調(diào)控因子c-Jun磷酸化及AP-1活性，上調(diào)侵襲相關(guān)蛋白酶MMPs轉(zhuǎn)錄表達(dá)，進(jìn)而增加癌細(xì)胞凋亡，限制增殖，抑制轉(zhuǎn)移。miRNA212-3p也是羽扇豆醇的靶點(diǎn)之一。miRNA212-3p可通過(guò)抑制結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)錄因子HMGA2控制惡性上皮型腫瘤轉(zhuǎn)移。Zhong[24]等的研究證實(shí)羽扇豆對(duì)骨肉瘤的抑制機(jī)制就是通過(guò)高表達(dá)miRNA212-3p靶向抑制HMGA2的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

2.6 細(xì)胞周期阻斷通路

細(xì)胞周期阻斷也是羽扇豆醇抗腫瘤機(jī)制的體現(xiàn)，主要是通過(guò)抑制細(xì)胞周期蛋白或者細(xì)胞周期蛋白激酶起作用，包括阻斷G2/M期[25]，誘導(dǎo)S期停滯[26]，G1期停止[19，27]，阻斷G0/G1期[15]等。Nigam[25]等發(fā)現(xiàn)羽扇豆醇可誘導(dǎo)小鼠皮膚癌細(xì)胞G2/M期停滯持續(xù)72 h，并通過(guò)細(xì)胞周期蛋白B調(diào)節(jié)的信號(hào)通路介導(dǎo)，信號(hào)通路涉及p53、cdc2和細(xì)胞周期蛋B等，同時(shí)伴隨bax、capase-3上調(diào)，Bcl-2和survivin下調(diào)。Prasad[26]等發(fā)現(xiàn)羽扇豆醇可以通過(guò)抑癌基因p16抑制細(xì)胞周期蛋白激酶CDK將周期阻斷在G1/S期。在頭頸癌細(xì)胞中，羽扇豆醇也可啟動(dòng)p53/p16凋亡途徑。p16可抑制下游細(xì)胞周期蛋白D1表達(dá)從而讓細(xì)胞停滯G1期，阻斷分裂[20]。羽扇豆醇還可以通過(guò)上調(diào)P21和P27，下調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1，在G0/G1期顯著抑制細(xì)胞增殖，并誘導(dǎo)胰腺癌PCNA-1細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯[15]。

2.7 Wnt通路

羽扇豆醇可以通過(guò)Wnt通路抑制腫瘤[27]。例如肝癌HepG2細(xì)胞中，羽扇豆醇促使Wnt3(一組編碼調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育的分泌蛋白質(zhì))和β-連環(huán)蛋白的表達(dá)降低，細(xì)胞周期停止，細(xì)胞凋亡[28]。羽扇豆醇還可以通過(guò)Wnt通路與AKT通路一起抑制胃癌細(xì)胞，并增加NK細(xì)胞數(shù)量來(lái)殺死腫瘤細(xì)胞[29]。

2.8 RhoA-Rock1信號(hào)通路

RhoA-Rock1通路是羽扇豆醇抑制腫瘤生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移的重要路徑之一。Rhock活化以后促進(jìn)下游底物肌球蛋白輕鏈磷酸酶磷酸化，刺激肌球蛋白與肌動(dòng)蛋白交聯(lián)，增強(qiáng)肌動(dòng)蛋白收縮，從而促進(jìn)細(xì)胞遷移[30]。羽扇豆醇通過(guò)抑制RhoA-ROCK1信號(hào)通路，下調(diào)結(jié)腸癌細(xì)胞內(nèi)RhoA、ROCK1及β-連環(huán)蛋白表達(dá)水平，抑制結(jié)腸癌細(xì)胞增殖[31]。Jiang[32]等發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)羽扇豆醇處理過(guò)的結(jié)腸癌細(xì)胞HCT116和SW620，肌動(dòng)蛋白應(yīng)激纖維網(wǎng)絡(luò)減少，細(xì)胞骨架變化，腫瘤遷移能力下降，同時(shí)RhoA、RhoC及其下游效應(yīng)子Rock1、絲切蛋白和磷酸化肌球蛋白輕鏈表達(dá)均有下降。這些結(jié)果證明羽扇豆醇通過(guò)RhoA-Roch1通路，重塑肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架來(lái)實(shí)現(xiàn)抑制腫瘤遷移的目的。

2.9 MAPK通路

MAPK通路也是羽扇豆醇抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的機(jī)制之一[33]。Bhatt[34]等的研究結(jié)果表明，羽扇豆醇可以通過(guò)降低MAPK通路中下游的ERK，抑制肺癌A549的轉(zhuǎn)移。羽扇豆醇在人乳腺癌細(xì)胞MCF-7中，可以降低磷酸化后的ERK1/2、JNK和P38，延長(zhǎng)細(xì)胞周期和降低增殖速度[35]。還有研究表明羽扇豆醇可以降低人骨肉瘤細(xì)胞的p-p38來(lái)使其凋亡[36]。

2.10 炎癥反應(yīng)有關(guān)的巨噬細(xì)胞招募調(diào)控的間接抑制機(jī)制

羽扇豆醇還可以通過(guò)炎癥反應(yīng)招募巨噬細(xì)胞間接抑制腫瘤遷移。例如Hsu等的研究[37]顯示，羽扇豆醇可以抑制纖溶酶原激活物抑制劑-1介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞招募，減弱M2巨噬細(xì)胞極化，從而抑制癌細(xì)胞遷移。羽扇豆醇作用后，IL-4和IL-13誘導(dǎo)的STAT6磷酸化減少，阻斷STAT6活性抑制M2巨噬細(xì)胞極化，這導(dǎo)致癌細(xì)胞遷移減少。

綜上所述，羽扇豆醇的抗腫瘤特性不是依賴(lài)單一的分子通路，而是多靶點(diǎn)、多通路協(xié)同作用，這樣可以阻斷腫瘤發(fā)生發(fā)展的多途徑網(wǎng)絡(luò)，表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗腫瘤潛能，成為中藥組分中抗腫瘤藥的重要備選，具有極大的開(kāi)發(fā)前景。