劉靜,楊世發(fā),郭海霞,常藝,安敬文,許鈺婷,張相安

1.河南中醫(yī)藥大學(xué),河南 鄭州 450046; 2.河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,河南 鄭州 450000

結(jié)直腸癌是全球最常見的消化道惡性腫瘤。根據(jù)最新的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示,全球2020年結(jié)直腸癌新發(fā)病例超過190萬,死亡數(shù)超過90萬,約占總癌癥病例和死亡數(shù)的10%。在所有癌癥中,結(jié)直腸癌的發(fā)病率排名第三,死亡率排名第二,且發(fā)病率和病死率仍呈逐年升高的態(tài)勢[1-2]。在我國,結(jié)直腸癌的死亡率高達8.01%,是威脅我國居民生命健康的主要癌癥之一[3-4]。該病的高發(fā)病率、高死亡率引起了眾多研究者的關(guān)注,其中結(jié)直腸癌主要的死亡原因是腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移[5]。目前,結(jié)直腸癌的治療仍是以手術(shù)為主,以放、化療及靶向免疫治療等為輔的綜合治療[6]。盡管目前結(jié)直腸癌的診治技術(shù)不斷進步,但仍有50%的患者可能出現(xiàn)復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移,嚴重威脅結(jié)直腸癌患者的生活質(zhì)量[7]。因此,如何有效地抑制結(jié)直腸癌的轉(zhuǎn)移是亟待解決的提高結(jié)直腸癌患者生存率的重大公共健康問題,已成為目前的研究熱點。隨著近幾年中國傳統(tǒng)醫(yī)藥迅速發(fā)展,目前已有中藥聯(lián)合外科手術(shù)、中藥聯(lián)合化療等治療方式,均可降低結(jié)直腸癌的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)以及術(shù)后不良反應(yīng),從而降低患者死亡率和提高生活質(zhì)量[8-10]。中醫(yī)藥特色治療在結(jié)直腸癌疾病中的作用也越來越重要,在延長生存期、降低腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移等方面具有獨特優(yōu)勢[11]。因此,基于中醫(yī)理論的中藥單體化合物、中藥制劑及中藥復(fù)方的應(yīng)用可以為結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移的臨床治療提供新的治療策略。

1 上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transition,EMT)介導(dǎo)結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移

癌癥是指人體正常組織中的細胞由于外界因素的影響而發(fā)生突變。細胞失去原有功能,異常增生形成腫瘤,影響人體正常生理功能。而腫瘤的轉(zhuǎn)移是癌癥致死率的主要原因,90%的癌癥死亡是由于轉(zhuǎn)移[12-13]。腫瘤的轉(zhuǎn)移是一個多因素、多步驟共同作用的結(jié)果。腫瘤轉(zhuǎn)移是指惡性腫瘤細胞離開原發(fā)病灶,穿過血管進入血液循環(huán)和淋巴循環(huán),或直接通過種植轉(zhuǎn)移等擴散,到達遠處部位,繼續(xù)增殖生長,最終形成與原發(fā)病灶同類型腫瘤的過程[14]。腫瘤轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要指標。抑制腫瘤轉(zhuǎn)移可以抑制腫瘤細胞向機體其他部位轉(zhuǎn)移,從而延緩腫瘤惡化[15]。而結(jié)直腸癌細胞轉(zhuǎn)移的一個重要因素就是EMT發(fā)生導(dǎo)致的結(jié)直腸癌細胞遷移和侵襲增強[16]。EMT是指腫瘤細胞由上皮細胞轉(zhuǎn)化為間充質(zhì)細胞的過程,EMT使得腫瘤細胞失去了上皮細胞的一些特性,如細胞間黏附、細胞極性等,而獲得了間充質(zhì)細胞的一些特性,如運動、侵襲、抗凋亡等。EMT改變了腫瘤細胞的類型,提高了對基質(zhì)的降解能力,削弱了細胞間的結(jié)合力。因此,轉(zhuǎn)化后的腫瘤細胞具有更強的轉(zhuǎn)移和侵襲能力,更容易穿透基膜,擴散到淋巴和血液循環(huán),然后侵入周圍組織,遷移到遠處的器官,主要包括肝和肺。轉(zhuǎn)移后,這些腫瘤細胞從間充質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化為上皮細胞表型,使腫瘤細胞脫離原發(fā)灶或轉(zhuǎn)移灶,并在遠處增殖形成二次轉(zhuǎn)移灶[17-18]。因此,EMT被認為是腫瘤細胞向遠處侵襲與轉(zhuǎn)移的重要過程。EMT是一個可逆的、動態(tài)的進程,通過促進上皮性標志物E鈣黏蛋白(E-cadherin)表達,抑制間充質(zhì)表型標志物 N-鈣黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(Vimentin)和纖維連接蛋白表達,從而促進癌細胞向遠處轉(zhuǎn)移,最終導(dǎo)致EMT的發(fā)生[17]。最新研究表明,EMT的發(fā)生受到多個關(guān)鍵信號通路的調(diào)節(jié),包括轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)/Smads、Wnt/β-catenin、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(RAC-alpha serine/threonine-protein kinase,Akt),核轉(zhuǎn)錄因子-κB (nuclear factor kappa B,NF-κB)信號通路[19-22]。在治療結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移的過程中,越來越多的研究證實,基于中醫(yī)理論的中藥方劑、中成藥、單一中藥和中藥單體復(fù)方可以通過靶向EMT相關(guān)信號通路對癌細胞的侵襲轉(zhuǎn)移起到抑制作用[23-24]。中醫(yī)藥作為對抗結(jié)直腸癌腫瘤轉(zhuǎn)移的一種補充替代藥物療法已被越來越多的人所接受。因此,通過干預(yù)EMT相關(guān)信號通路,能夠為結(jié)直腸癌的臨床治療找到新的治療策略。

2 中醫(yī)藥調(diào)節(jié)TGF-β/Smads信號通路抑制EMT的發(fā)生

EMT的發(fā)生受多種信號通路的調(diào)節(jié),其中TGF-β/Smads信號通路是EMT發(fā)生的關(guān)鍵驅(qū)動因素[19]。TGF-β信號通路通過TGF-β配體與TGF-βⅡ型受體結(jié)合后,再激活募集Ⅰ型受體(TGF-βRⅠ)并與之結(jié)合形成三聚體,使得TGF-βRⅠ活化,活化的Ⅰ型受體進一步與下游轉(zhuǎn)錄因子 Smads 結(jié)合,并招募和磷酸化Smad2和Smad3蛋白,然后與Smad4結(jié)合形成三聚體Smad復(fù)合物進入細胞核,并參與細胞連接蛋白的調(diào)控,使得上皮標志物 E-cadherin的表達降低,間質(zhì)細標志物N-cadherin、vimentin、Snail及Twist、鋅指E盒結(jié)合蛋白1(zinc finger E box binding protein-1,ZEB1)表達增加,最終使得腫瘤細胞獲得向遠處轉(zhuǎn)移的運動能力[17,25]。因此,可通過調(diào)控TGF-β/Smads通路抑制EMT的發(fā)生從而阻斷腫瘤細胞獲得遷移侵襲的功能。

白藜蘆醇是從中藥桔梗中提取的一種非黃酮類多酚,是一種EMT抑制劑[26]。有研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇能夠抑制尾靜脈注射結(jié)直腸癌細胞小鼠的細胞轉(zhuǎn)移,抑制小鼠原位結(jié)腸腫瘤的轉(zhuǎn)移。此外,白藜蘆醇能夠通過抑制TGF-β/Smads信號通路抑制結(jié)直腸癌 LoVo細胞EMT的發(fā)生[27]。黃連素是中藥黃連中一種天然的芐基四環(huán)素異喹啉生物堿[28],能夠抑制胃腸道腫瘤細胞的生長[29]。此外,黃連素能夠下調(diào)TGF-βRⅠ、TGF-βRⅡ、Samd2和Smad3的表達,抑制TGF-β/Smads信號通路,使得ZEB1、Snail的表達降低,從而抑制腫瘤細胞發(fā)生EMT[30]。槲皮素是黃酮類化合物的6種亞類之一,廣泛存在于各類中藥中,如柴胡[31]。槲皮素被廣泛應(yīng)用于抑制消化系統(tǒng)癌癥,包括食管癌、胰腺癌和結(jié)直腸癌[32-34]。有研究發(fā)現(xiàn),槲皮素能夠抑制TGF-β1增加E-cadherin蛋白表達,降低N-cadherin、Vimentin蛋白表達,使得EMT明顯受到抑制[35]。除此之外,中成藥片仔癀、方劑參苓白術(shù)散、中草藥半枝蓮等也能通過介導(dǎo)TGF-β/Smads信號通路抑制EMT的發(fā)生[36-38],從而限制結(jié)直腸癌的侵襲與轉(zhuǎn)移。

綜上所述,中藥能夠負性調(diào)控TGF-β/Smads信號通路從而抑制結(jié)直腸癌細胞EMT的發(fā)生,為結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移的臨床治療提供了新的思路。

3 中醫(yī)藥調(diào)節(jié)PI3K/AKT信號通路抑制EMT的發(fā)生

PI3K/Akt信號通路在調(diào)節(jié)細胞增殖和維持細胞生物學(xué)特性中發(fā)揮重要作用[39]。一方面,PI3K/AKT信號通路可與TGF-β通路合作,進而觸發(fā)mTOR復(fù)合物和NF-κB的激活,促進腫瘤細胞EMT的發(fā)生[40]。另一方面,PI3K/Akt信號通路激活通過調(diào)控下游分子使得β-catenin、vimentin、及Snail的表達含量增加,從而促進EMT的發(fā)生[41-43]?？傊?PI3K/Akt信號通路是一個積極參與EMT過程的潛在靶點,并在結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移治療中引起了廣泛關(guān)注。

中藥半枝蓮乙醇提取物可以促進結(jié)直腸癌細胞凋亡,抑制細胞增殖[44]。有研究發(fā)現(xiàn),半枝蓮乙醇提取物可以抑制PI3K/AKT信號通路,降低HCT-8細胞的活力,并以劑量依賴性方式減弱HCT-8細胞的遷移和侵襲能力[38]。中藥抵擋丸加味雞血藤能夠抑制結(jié)直腸癌的侵襲與轉(zhuǎn)移,通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt抑制腫瘤細胞增殖,并促進其凋亡。此外中藥抵擋丸加味雞血藤還能抑制E-cadherin,上調(diào)N-cadherin的表達,以此抑制腫瘤的EMT進程,發(fā)揮抗結(jié)直腸癌侵襲轉(zhuǎn)移的作用[45]。清熱解毒、祛病防疫方劑解毒三根湯通過抑制PI3K/AKT信號通路在HCT-8細胞和腫瘤移植小鼠模型中表現(xiàn)出對腫瘤生長的顯著抑制作用[46]。此外有研究證實,解毒三根湯聯(lián)合程序性死亡配體1(programmed death-Ligand 1,PD-L1)抑制劑可通過調(diào)節(jié)PI3K/AKT信號通路逆轉(zhuǎn)結(jié)直腸癌細胞EMT過程[47]。

因此,抑制PI3K/AKT信號通路可作為治療結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移的潛在治療方案,提示上述中藥能夠有效抑制腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移潛能,有助于抗腫瘤藥物的開發(fā)。

4 中醫(yī)藥調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號通路抑制EMT的發(fā)生

Wnt/β-Catenin信號通路在腫瘤的EMT程序調(diào)節(jié)中起著重要作用,可有效維持上皮細胞表型、細胞連接和組織穩(wěn)態(tài)。該通路激活時,腫瘤EMT發(fā)生。E-cadherin的丟失是EMT過程的關(guān)鍵因素,并且在很大程度上受到Wnt/β-catenin信號傳導(dǎo)的影響。E-cadherin/β-catenin復(fù)合物能夠維持該復(fù)合物的上皮完整性,而Wnt/β-catenin途徑會使β-catenin的核易位水平增加從而促進基因的轉(zhuǎn)錄,最終導(dǎo)致EMT的發(fā)生[48-49]。

姜黃素是由青蒿科、姜科等中藥材根莖提取的二酮類化合物[50],具有誘導(dǎo)細胞凋亡、抑制細胞增殖、抑制腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移等功能[51]。近年來,隨著中醫(yī)藥的發(fā)展,越來越多的研究證實姜黃素在抑制EMT治療結(jié)直腸癌的過程中發(fā)揮著不可或缺的作用[52]。研究發(fā)現(xiàn),姜黃素可以通過調(diào)節(jié)TET1-NKD-Wnt信號通路抑制EMT進展,從而逆轉(zhuǎn)結(jié)腸癌細胞對5-氟尿嘧啶的耐藥性[53]。在另一項研究中發(fā)現(xiàn),姜黃素顯著降低了EMT相關(guān)基因Snail、Twist、N-cadherin和vimentin的表達以及β-catenin的核易位水平,同時顯著增加了E-cadherin的表達,從而抑制SW480結(jié)直腸癌細胞中的EMT進展[54]。中藥博落回等罌粟科植物提取物血根堿具有抗炎、抗氧化、抑制細胞增殖、促進凋亡凋亡等功能[55]。研究發(fā)現(xiàn),血根堿能夠通過抑制Wnt/β-catenin信號通路,抑制EMT的發(fā)生,從而發(fā)揮抗結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移的功能[56]?？寡姿幚坠偬崛∥锢坠偌姿?Triptolide)可通過阻斷Wnt/β-catenin和NF-κB信號通路的激活,進而影響HT-29和SW480腫瘤細胞中E-cadherin、vimentin和N-cadherin等EMT相關(guān)指標的表達,對腫瘤轉(zhuǎn)移產(chǎn)生抑制作用[57]。此外,中藥單體如菝葜皂苷、白藜蘆醇等亦能介導(dǎo)Wnt/β-catenin通路抑制結(jié)直腸癌向遠處轉(zhuǎn)移[58-59]。

上述研究證實,中醫(yī)藥在結(jié)直腸癌的治療中具有很大的潛力,為后續(xù)開發(fā)抗腫瘤中藥制劑提供了很好的參考。

5 結(jié)論和展望

結(jié)直腸癌可歸屬于中醫(yī)“腸覃”“腸癖”“積聚”的范疇。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展,結(jié)直腸癌的治療已取得重大突破,但淋巴轉(zhuǎn)移和血行轉(zhuǎn)移依然是影響患者生存質(zhì)量和預(yù)后的重要原因,一旦發(fā)生轉(zhuǎn)移,患者5年生存率將大大降低。EMT在結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移中起著至關(guān)重要的作用。在結(jié)直腸癌中,EMT的發(fā)生可使腫瘤細胞獲得侵襲和轉(zhuǎn)移能力,擴散到周圍基質(zhì),逃脫免疫系統(tǒng)的監(jiān)視,隨后進入血管或淋巴管并遷移到遠處的器官。

中藥具有不良反應(yīng)小、多靶點、對機體損傷小的特點,能夠通過抑制EMT相關(guān)蛋白表達從而抑制EMT,減少結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移?，F(xiàn)有研究已證實中醫(yī)藥與臨床化療藥物聯(lián)用可提高臨床化療藥物療效,降低放化療藥物的不良反應(yīng),提高患者的生存時間和生活質(zhì)量。中藥在治療EMT介導(dǎo)的結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移中不可或缺,將成為臨床結(jié)直腸癌治療的新策略。

中藥方劑的抗癌機理研究主要涉及抑制腫瘤發(fā)生過程中腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲等,但中藥有效成分及其抗癌分子機制尚未明確。中藥方劑的活性成分較多,每種成分都具有體內(nèi)多靶點的特點,需進一步明確其抗癌機制。此外,多數(shù)中藥單體僅通過動物和細胞實驗干預(yù)EMT相關(guān)通路發(fā)揮抗EMT的作用,無法真正反映中藥的藥效學(xué)和藥代動力學(xué)特征。故需進一步通過真實的臨床前研究和科學(xué)方法評估中藥能否有效對抗轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌,以更加安全、合理地用藥,挖掘更多潛在的治療方案。