齐墩果酸的抗肿瘤作用机制

齐墩果酸的抗肿瘤作用机制 3830实用医学杂志2010年第26卷第2O期 齐墩果酸的抗肿瘤作用机制 齐墩果酸(oleanlicacid,OA),又名 庆四素,属五环三萜类化合物,分子式 为C_l8O3分子量为456g/tooL,无色, 无味,为脂溶性,可溶于乙醇,氯仿等有 机溶剂,不溶于水,以游离或结合成苷 的形式广泛存在于自然界中,在白花蛇 舌草,山楂,丁香,大枣,女贞子等植物 中含量丰富. 已有的研究明,OA有抗肿瘤,保 肝,降糖,降脂,调节免疫,抗HIV,抗炎, 抗氧化等多种良性效应,目前临床上OA 制剂主要用于治疗各种类型的肝炎以及 预防抗结核药物对肝脏的损害.因其抗 氧化,清除自由基等作用,OA还作为养 颜产品被使用.大量实验室资料证实OA 有明确的抗肿瘤作用,由于其高效低毒 的药理特点,国内外学者对其进行了大 但关于OA抗实体瘤和 量的研究工作, 白血病作用的机制及影响因素尚不十分 明确.本文综述了近年来国内外对OA 的抗肿瘤作用及相关机制的研究进展. 1齐墩果酸的抗肿瘤作用 OA能抑制多种实体瘤细胞生长, 对肿瘤细胞表现出较强的细胞毒性. Hsu等1l通过动物实验论证了OA能抑制 小鼠腹水癌细胞生长,恢复照射损伤后的 造血功能.此后的研究证实OA对多种肿 瘤细胞具有抑制生长作用,如人肺纤维 原细胞WI一38,人肝癌细胞株HepG2E, 结肠癌HCT15细胞株3l,人星形细胞瘤 1321N1细胞株,卵巢癌HO.8910细胞 株[5j,乳腺癌MCF-7细胞株/6],肺癌PGCL- 3细胞株等.OA对恶性血液病细胞株 K562,HL.60,Jurkat等的增殖活性同样 具有抑制作用.主要表现为诱导细胞凋 亡和阻滞细胞生长周期l8_"].在日本,OA 已用于皮肤癌的治疗.OA抗肿瘤谱广, 不仅对多种促癌物有抵抗作用,而且对 多种肿瘤细胞体内外均有抑制作用. 2齐墩果酸的抗肿瘤机制 2.1诱导肿瘤细胞凋亡诱导凋亡是 doi:10.3969/j.issn.1006—5725.2010.20.078 作者单位:l10022沈阳市,中国医科大 学附属盛京医院血液科 李呖刘卓刚吴斌 绝大部分抗肿瘤药物的作用机制.细胞 凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控 制的细胞自主的程序性死亡.细胞凋亡 与细胞坏死不同,它涉及一系列基因的 激活,表达以及调控,是为更好地适应 生存环境而主动争取的一种死亡过程. 因此,不会引起机体强烈的炎症反应. 诱导肿瘤细胞自身凋亡是控制肿瘤发 生发展的重要靶点和方向.OA及其同 分异构体化合物熊果酸均有抑制肿瘤 细胞增殖并诱导其凋亡的作用.'Li 等发现人结肠癌细胞株HCT一15经特 定浓度OA作用后,大部分细胞发生降 解,罕见细胞碎片.提示在该浓度下细 胞主要以自身凋亡的方式死亡.众所周 知.OA是中药女贞子的主要成分,有人 将女贞子兔血清作用于宫颈癌细胞系 Hela细胞.电镜下观察到用药组出现 细胞核染色质浓淡不均,凋亡小体形成 等典型的凋亡形态改变,在形态学上说 明OA抑制Hela细胞生长也是通过诱 导肿瘤细胞凋亡实现的[14].张东方等]采 用TUNEL法检测到细胞凋亡的特异性 生化特征一DNA降解,从而证实OA能 诱导高转移人肺巨细胞癌PGCL3细胞 凋亡.这一结果与其采用AO/EB荧光 双染法检测凋亡所得结论相一致.另 外.还有学者就OA对人乳腺癌MCF.7 细胞的增殖抑制做过类似研究.经 TUNEL法和AnnexinV—FITC双标法检 测给药组细胞凋亡率明显增加,并且细 胞内游离caz+水平相应升高,表明OA 诱导MCF.7凋亡可能与细胞内ca水 平上调有关_6_.目前许多文献报道细胞 内Ca2+7]~平升高与诱发细胞凋亡密切相 关.ca既可以作为第二信使参与磷脂 酰肌醇系统,钙调蛋白系统或线粒体/ 细胞色素c介导途径的凋亡信号传递, 又可以作为金属辅助因子激活Caz+/ M+依赖性核酸内切酶而使DNA降解 或激活转录因子而参与凋亡的基因表 达.Rubenl等报道OA对人星型细胞 瘤1321N1细胞株有诱导凋亡的作用. 并进一步证实其凋亡机制与Caspase一3 活性增加和细胞内活性氧簇(ROS)含量 增加有关.近年来.一些学者将研究重 心转移到了血液肿瘤方面以张鹏霞教 授为代表的课题组先后在多篇文章中 论证了OA对人慢性髓系白血病细胞 K562,人急性早幼粒细胞白血病HL60 都存在诱导凋亡的作用,主要可能作用 机制归结如下:(1)上调bax基因表达, 下调bcl2基因表达;(2)激活caspase一 c 3,8,9和PARP剪切;(3)细胞浆中cyt—和Smac/DIABLO含量增加:(4)细胞内 ROS含量增加;(5)通过Fas途径引起凋 亡[8-11,15.值得注意的是,任何一种机制 都不是单独作用于凋亡途径,而是多种 机制相互作用相互影响,组成一个复杂 的网络,共同诱导肿瘤细胞凋亡. 2.2诱导肿瘤细胞分化对肿瘤细胞 诱导分化的研究是当今生物医学研究 的热点.诱导分化剂能在不伤害人体正 常组织细胞的同时.使肿瘤细胞重新向 正常细胞的方向转变.因此通过诱导分 化治疗肿瘤具有良好疗效和特殊的临 床价值.诱导分化主要从药物对某些分 化模型的细胞增殖能力,细胞形态,功 能变化及致瘤性几方面进行研究. Paik等[16]通过用细胞间信息传导能力, 细胞循环模式,诱导凋亡和形态学分化 的三维空间细胞外培养系统评价了OA 诱导小鼠乳腺上皮细胞(RMEC)分化 的能力,发现用药后细胞克隆在形态学 上呈现出诸如星型,网型,管状,鳞状等 类似正常细胞的显着变化.张鹏霞等也 通过对白血病模型鼠的体内实验证明 OA可增加脾阻滞浸润的白血病细胞中 CD1lb蛋白的表达.促进白血病细胞向 粒一单核细胞的分化. 2.3抑制肿瘤细胞增殖周期细胞周 期分为DNA合成前期(G,期),DNA合 成期(S期),DNA合成后期(G:期),细 胞分裂期(M期).细胞周期蛋白 (cyclin),细胞周期蛋白依赖激酶 (CDK)与细胞周期蛋白依赖性激酶抑 制因子(CKIs)是调控细胞周期的关键 因子.细胞周期中还存在多个检测点, 它们的作用是保证细胞周期的分子事 件按序进行,保证各种细胞反应与 实用医学杂志2010年第26卷第20期 DNA修复和细胞周期进程有机协调,保 证基因组复制和分离的准确性.当细胞 周期中复杂的调控因子和检测点功能 出现紊乱时就导致了肿瘤的发生和发 展李杰等Ln]研究了OA对T细胞淋巴 瘤细胞株Jurkat的细胞周期的影响,他 们发现高浓度OA可杀伤Go/G.期 Jurkat细胞,低浓度OA可抑制GyM 期Jurkat细胞增殖.2002年,Li等再 次检测了人结肠癌细胞系HCT15经 OA作用后细胞周期改变情况,他们得 出结论.OA抑制HCTI5细胞增殖的机 制是通过阻断肿瘤细胞的细胞周期于 Go/G期.当把OA作用于人星形细胞瘤 细胞系1321N1时,也得到了类似的结 果.流式细胞仪分析图显示细胞周期中 处于Go/G.期的细胞明显增多.在血液 肿瘤方面,张鹏霞等E8]研究表明,OA能 引起HL一60细胞阻滞于G期,这种细胞 周期阻滞是由于G./S关卡调控的激动 因子cyclinD,cyclinE基因表达减少,抑 制因子P57P2基因表达增多的原因. 2.4抗氧化作用在肿瘤的发生发展 过程中,伴有高度活性的氧自由基参与, 因此,对抗肿瘤细胞的氧化性在一定程 度上就能起到抑制肿瘤的作用.OA可以 清除阿霉素所致的肝脏和心微粒体中的 自由基,对脂质过氧化有较强的对抗力. OA还能抑制H20:诱导的DNA氧化损 伤.Zdenka等J通过单细胞凝胶电泳法 证明了在L1210,K562和HL60细胞中 OA能减轻氧化反应所致的DNA单链断 裂.OA对肿瘤细胞是否同样存在抗氧 化的保护『生作用?如果有.那么OA诱导 肿瘤凋亡是否超过其抗氧化作用?这些 尚有待于进一步研究. 2.5抑制肿瘤血管新生肿瘤的血管 新生能力在肿瘤的生长,浸润和转移中 发挥着重要的作用.目前已知的主要调 节因子为血管内皮生长因子(VEGF)和 基质金属蛋白酶(MMP).肿瘤微环境低 氧是体内肿瘤的常见现象,肿瘤低氧就 能够诱导VEGF表达上调,这是肿瘤血 管生成的关键事件.无论是在实体肿瘤 还是恶性血液病中都是如此.有学者检 测了K562细胞中VEGF的基因和蛋白 表达.结果显示,缺氧组的VEGFmRNA 和蛋白表达均强于常氧培养组.并且 mRNA和蛋白表达具有同步性.OA作 用后可有效地降低VEGF的表达15].通 过抑制血管新生治疗肿瘤是分子靶向治 疗的重要领域,VEGF作为特异的内皮细 胞促分裂源,在血管生成中具有重男作 用,也是研究的热点.但是,在白血病细胞 中.VEGF上游的靶基闻以及该通路的调 控因子如何作用仍然丸需要回答的问题. 2.6抑制肿瘤侵袭转移张东方等17] 报道OA有抗人肺癌细胞PGCL3增殖 和侵袭作用,该结果在细胞增殖抑制试 验,软琼脂集落形成试验,对重建基底 膜的侵袭试验,趋化运动试验,对层粘 连蛋白的黏附试验以及组织蛋白酶B 活性测定等一系列试验中均得到证实, 提示其抗侵袭机制不是针对侵袭某一 环节的阻断.而是对侵袭各个基本环节 都有抑制作用.OA体内抗侵袭作用尚 未见报道. 2.7抗突变作用OA可明显抑制环 磷酰胺及乌拉坦所致微核率升高.女贞 子的甲醇提取物能抑制苯并芘的诱变 活性,OA作为活性成分被分离出来,说 明OA可能有抗突变的作用_l8]. 2.8调节机体免疫功能机体的免疫 功能与肿瘤的发生发展有密切关系.当 机体的免疫功能低下或受抑制时.对肿 瘤细胞"监控"失灵.癌变细胞逃避免疫 监视而增殖到一定程度时.肿瘤的发生 便不可避免.因此,激活人体免疫细胞, 提高人体免疫力.成为肿瘤预防和治疗 的研究热点.在研究女贞子多糖的免疫 调节作用的实验中,有学者发现.从女 贞子中提取的OA具有促进淋巴细胞 增殖和巨噬细胞吞噬功能.抑制四种超 敏反应的效应.并与IL.2具有协同作 用.临床观察,服用OA对肝肿瘤患者 的T淋巴细胞及巨噬细胞吞噬功能均 有一定的提高作用.而服用安慰剂的对 照组无明显变化,说明其有免疫调节作 用.此外,女贞子多糖对小鼠的免疫作 用与机体的免疫状态有关.对非特异性 细胞免疫有增强作用.对正常小鼠的特 异性细胞免疫无显着影响,对免疫抑制 状态小鼠的细胞免疫有增强作用_19].近 年来的研究表明,除白细胞具有免疫功 能外.红细胞也具有非常重要的免疫功 能.红细胞可以通过其表面的补体C一3b 受体发生免疫黏附作用.能对多种免疫 细胞和细胞素起调控作用.尤其是能促 进干扰素的生成,增强NK细胞和LAK 细胞的杀伤能力.与肿瘤免疫有着十分 密切的关系.有关OA与红细胞免疫的 研究证实OA可提高红细胞C受体花 环(RCR)和红细胞免疫复合物花环 (RICR),C是非特异性免疫补体系统 3831 中的关键成分,红细胞与C黏附力的 增强.说明OA具有提高小鼠红细胞的 免疫力,促进非特异性免疫的功能l5. 3OA抗肿瘤的应用前景和展望 综上所述,OA通过多种机制发挥 其抗肿瘤作用,OA的抗癌作用几乎贯 穿了肿瘤发展的各个阶段,包括诱导肿 瘤细胞的分化和凋亡,阻滞细胞周期, 有效地抑制肿瘤血管的生成,肿瘤细胞 的侵袭和转移等.尚可通过各种细胞 因子,癌基因及抑癌基因,免疫调节等 作用发挥抗肿瘤效应.OA用药安全性 高,毒副作用小,有可能成为新型的抗 肿瘤和抗白血病药物.因此,深入开展 OA等五环三萜类化合物在整体动物和 人体的生物学效应的研究,探讨它们抗 肿瘤的分子机制,将具有非常重要的理 论意义和广泛的应用前景. 4参考文献 [1]HsuHY,YangJJ,LinCC.Effects ofoleanolicacidandursolicacidon inhibitingtumorgrowthandenhancing therecoveryofhematopoieticsystem postirradiationinmice[J].Cancer Lett,1997,111(1-2):7-13. 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Minireview[J].Neoplasma,2004,51 (5):327—333. (收稿:2010—04一Ol编辑:杜冠辉) 上皮间质转化在肿瘤侵袭和转移中的研究进展 上皮细胞问质转化(epithelial— mesenchymatransition.EMT)是以上皮 细胞极性丧失及问质细胞特性获得为 主要特征,存在于人体多个的生理病理 过程中.EMT是上皮细胞来源肿瘤局部 浸润和远处转移的一个重要途径.并且 在其间扮演重要角色.目前,EMT在肿 瘤转移中的作用成为研究热点,其发生 及调控机制对于寻找恶性肿瘤浸润转 进行临床干预有重要意义. 移的靶点, 1EMT概论 1982年GarryGreenburg和Hay[] 在细胞实验中发现晶状体上皮细胞在 胶原凝胶中形成伪足,转变为问质细胞 样形态,于是首次提出EMT概念.上皮 细胞发生EMT后,形态学上由立方上 皮演变为梭形间充质细胞形态.上皮细 胞标志物表达下调或缺失.如E一钙黏 蛋白(E.Cad),桥粒斑蛋白,紧密连接蛋 白,角蛋白,黏蛋白等,其中E—Cad丢失 doi:10.39696.issn.1006-5725.2010.20.079 基金项目:国家自然科学基金资助项 目(编号:30672058):四川省卫生厅科研基 金资助项目(编号:050070) 作者单位:646000泸州医学院附属 医院普外科 通信作者:周业江E—mail:zyj7525@ 163.eom 张五德周业江 是标志性事件:间充质细胞表型标记物 如波形蛋白(vimentin),纤连蛋白,N一 钙黏蛋白,a一平滑肌肌动蛋白等表达上 调.EMT不仅是胚胎时期三胚层,器官 形成等所必须的生理现象.而且也常见 于慢性炎症,组织重建,纤维化及肿瘤 转移等多种病理过程.EMT发生后,上 皮细胞极性丧失.同质细胞黏附力下 降.细胞松散,获得迁移能力,成为肿瘤 局部浸润及远处转移的主要方式.目前 研究表明.EMT在乳腺癌,肝癌,胰腺 癌,结肠癌等多种恶性肿瘤的原发性浸 润和远处转移中发挥重要作用. 2EMT的调控机制 肝细胞生长因子(HGF)是最早被 发现的能够诱导上皮细胞发生EMT的 生长因子其后的研究表明:EMT的发 生与生长因子,信号通路,转录因子以 及微环境改变如缺氧[z]等多种因素有 关,是多种细胞因子和信号通路相互作 用的结果. 2.1生长因子及其信号通路多种细 胞生长因子与EMT关系密切,如HGF, FGF,EGF,IGF,VEGF,TGF—B等.这些 细胞生长因子与细胞膜特异性受体结 合后触发细胞内信号级联反应,促使细 胞发生EMT.实验表明血管内皮生长 因子B(VEGF—B)及TGF—B均能够诱导 培养基中正常细胞和转化细胞形态的 改变及EMT特征的出现.Ai等[]用 RT.PCR及westernblotting法研究发 现.经VEGF—B处理的肝癌细胞株 MHCC97一H,细胞极性丧失,伪足形成, E—Cad及一eatenin表达水平降低,N. Cad及vimentin表达增加.封明轩等[4] 的研究也表明.TGF一131在诱导人胰腺 癌细胞株BxPc细胞发生EMT的同时, transwell实验证实BxPc细胞侵袭力增 主要通 强.TGF一8诱导EMT发生机制, 过细胞内信号下游Smad复合体形成, 进入细胞核调控基因转录实现. Smad2/3过表达促进TGF.B诱导 EMT.而显性负性的Smad2/3和Smad4 抑制EMT.此外在乳腺癌研究中发现, 环氧化酶一2(COX.2)可使Smad信号失 活.并通过PGE2依赖性通路增强TGF. B诱导EMT作用.另外,在非依赖性 Smad2/3的信号通路中,TGF.B激活 Ras/MAPK,PI3K/AKT,Rho/ROCK, Jagged/Notch,NF.KB,Wnt/13一catenin等, 从而诱导EMT发生.在哺乳动物腺上 皮细胞,TGF.B通过ERK1/2信号增加 Slug表达[62.诱导EMT的同时,活化 MAPK成分如Ras,MEK1/2和ERK1/ 2ERK上游MEK的抑制剂则阻断EMT 的形态变化及E.cad介导的黏附连接. 2.2CDH1基因的调控E.Cad是 CDH1基因编码的蛋白,E.Cad是一种