苦參堿抗腫瘤作用及其抗性機(jī)制的研究進(jìn)展

楊美玲

(運(yùn)城學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系，山西運(yùn)城 044000)

苦參堿廣泛存在于苦參 (Sophora flabescens)、苦豆子 (Sophora alopecuroides)、廣豆根 (Sophora tonkinensis)等豆科槐屬植物中，是其中主要的活性成分。苦參堿的化學(xué)式為C15H24N2O，屬于四環(huán)的噻嗪啶類，分子骨架可看做是2個喹嗪啶的雜環(huán)［1］?？鄥A有4種形態(tài):α-苦參堿為針狀或柱狀，β-苦參堿為斜方晶體，γ-苦參堿為液體，δ-苦參堿為柱狀結(jié)晶，其中常用的是α-苦參堿。國內(nèi)外大量研究表明，苦參堿具有多方面的藥理作用，具有抗肝炎、病毒、心律失常、動脈粥樣硬化、寄生蟲和調(diào)節(jié)免疫功能、抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)等廣泛的藥理作用和生物活性。近年來還發(fā)現(xiàn)，苦參堿有較強(qiáng)的抗腫瘤活性作用，如對黑色素瘤、胃癌、膀胱癌、乳腺癌、上皮性卵巢癌、肺癌等多種腫瘤細(xì)胞都有不同程度的抑制作用，且其毒副作用小，因此在臨床上得到廣泛應(yīng)用。本文就近年來苦參堿抗腫瘤的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 抑制腫瘤細(xì)胞增殖

大量試驗研究結(jié)果表明，苦參堿對多種腫瘤細(xì)胞的增殖活性均有一定的抑制作用。雷佳紅等［2］采用MTT法測定苦參堿對人食管癌細(xì)胞株EC109細(xì)胞的增殖抑制作用，發(fā)現(xiàn)24 h后其增殖抑制活性IC50為0.75 mg·mL－1。眾所周知，腫瘤細(xì)胞在增殖過程中會受到多種因素的影響，其中誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡在腫瘤發(fā)生、發(fā)展及其治療中起著重要的作用。而在檢測細(xì)胞凋亡的多種方法中，主要是根據(jù)凋亡細(xì)胞的形態(tài)、生化代謝及生物水平上發(fā)生的改變來進(jìn)行分析的。通常認(rèn)為，形態(tài)學(xué)變化是判斷細(xì)胞凋亡的基礎(chǔ)［3］。而通過光學(xué)顯微鏡觀察苦參堿對人食管癌細(xì)胞株EC109細(xì)胞的影響發(fā)現(xiàn)，對照組細(xì)胞數(shù)量多，細(xì)胞貼壁生長，細(xì)胞間結(jié)構(gòu)緊密，生長旺盛。試驗組細(xì)胞在加藥24 h后，細(xì)胞變圓，胞體增大，胞內(nèi)有大小不等的空泡樣結(jié)構(gòu)，細(xì)胞不貼壁，死亡;與對照組比較，細(xì)胞數(shù)量明顯減少，且隨著苦參堿濃度的增加及作用時間的延長，EC109存活細(xì)胞量顯著減少，呈明顯的劑量依賴性。在濃度為1.5 mg·mL－1的苦參堿作用24 h后，苦參堿對 EC109細(xì)胞的抑制率可達(dá)到65.69%。另外，還有試驗［4－8］同樣采用MTT法檢測不同濃度的苦參堿在不同時間對多發(fā)性骨髓瘤MM細(xì)胞、人肉瘤細(xì)胞系MS0812、人宮頸癌HeLa細(xì)胞以及人食管癌細(xì)胞株Eca-109、乳腺癌細(xì)胞株MCF-7增殖的影響，發(fā)現(xiàn)苦參堿可顯著抑制這些細(xì)胞的增殖，且其抑制作用均呈劑量和時間的依賴性。

2 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡

苦參堿不僅能抑制腫瘤細(xì)胞增殖，促進(jìn)其良性分化，還能誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞凋亡。王雷［9］采用流式細(xì)胞儀法和DNA ladder法分別檢測了苦參堿對大腸癌細(xì)胞lovo早期和晚期的誘導(dǎo)凋亡情況，并進(jìn)一步采用TUNEL染色法從形態(tài)學(xué)上檢測其對lovo細(xì)胞晚期凋亡的誘導(dǎo)情況，結(jié)果均表明，苦參堿能夠同時誘導(dǎo)lovo細(xì)胞早期、晚期凋亡，發(fā)揮其抗癌作用。而且通過對促細(xì)胞凋亡蛋白Bax以及抗凋亡蛋白Bcl-2的檢測發(fā)現(xiàn)，隨著苦參堿濃度的增加，Bax/Bcl-2比值逐漸增大，且與對照組有顯著的差異。表明苦參堿誘導(dǎo)大腸癌lovo細(xì)胞凋亡的機(jī)制可能與抑制Bcl-2表達(dá)、激活Bax表達(dá)有關(guān)。

仇萌等［10］采用Annexin V-FITC雙染色法檢測細(xì)胞凋亡。將A357細(xì)胞接種于培養(yǎng)瓶中，分為對照組和0.25，0.50，1.00和2.00 g·L－1不同濃度苦參堿用藥組，藥物作用24 h后收集細(xì)胞，調(diào)整細(xì)胞濃度，最終在流式細(xì)胞儀上測定其細(xì)胞凋亡情況。結(jié)果顯示，0.25 g·L－1組細(xì)胞凋亡率與對照組相比無差異顯著性 (P＞0.05);而高濃度干預(yù)組0.50，1.00和2.00 g·L－1的細(xì)胞凋亡率分別為(8.54±0.83)%，(19.80±4.14)%和 (49.46±8.77)%，與對照組相比，均有差異顯著性 (P＜0.01)。由此可見，A357細(xì)胞凋亡率會隨著苦參堿濃度的增大而逐漸升高。

羅娟等［11］也采用流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞凋亡率，采用比色法檢測Caspase-8的相對活性，并通過SPSS16.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果表明，苦參堿可通過上調(diào)Caspase-8的活性誘導(dǎo)NB SHSY5Y細(xì)胞凋亡，且其作用會隨時間的延長而逐漸增強(qiáng)。

3 抑制腫瘤新生血管形成

新生微血管生長是腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是當(dāng)前惡性腫瘤治療的熱點(diǎn)之一。在腫瘤生長過程中，存在著持續(xù)而失控的血管生成，VEGC就是誘導(dǎo)腫瘤血管生成的最主要生長因子［12］。HIF-1α是在缺氧條件下，腫瘤產(chǎn)生的一種轉(zhuǎn)錄因子，可調(diào)節(jié)包括VEGF在內(nèi)的多種靶基因的表達(dá)。因此在腫瘤血管生成中起著核心的調(diào)控作用，即腫瘤新生血管的形成要依賴于VEGF的表達(dá)，且在缺氧的條件下，HIF-1α和VEGF啟動子的結(jié)合是誘導(dǎo)其表達(dá)的重要途徑［13］。

周娟等［14］發(fā)現(xiàn)，隨著苦參堿質(zhì)量濃度的升高，HIF-1α和VEGF mRNA表達(dá)逐漸下降。說明苦參堿可抑制HIF-1α和VEGF mRNA表達(dá)，且表達(dá)之間存在正相關(guān)性。因此推測，苦參堿是通過抑制HIF-1α的表達(dá)來下調(diào)VEGF的表達(dá)，從而抑制腫瘤血管生成，起到抗腫瘤作用的。

于靜等［15］通過給大鼠在結(jié)膜下注射不同劑量的苦參堿 (0.2，0.4和0.8 mg)，而后采用 RTPCR方法檢測各組大鼠角膜組織中VEGF mRNA的表達(dá)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，注射苦參堿后，大鼠新生血管面積明顯減少，且不同劑量的苦參堿試驗組的新生血管密度計數(shù) (17.83±2.32，11.00±2.37和10.87±2.41)明顯低于對照組 (21.11±2.14)(P＜0.05);各試驗組角膜VEGF的平均光密度值均小于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 (P＜0.05)。各試驗組VEGF mRNA水平與對照組相比也顯著下降 (P＜0.05)。說明結(jié)膜下注射苦參堿對大鼠角膜堿燒傷后的新生血管生長有抑制作用。

此外，苦參堿也能下調(diào)乳腺癌4T1細(xì)胞高轉(zhuǎn)移模型小鼠 VEGF和 VEGFR-2表達(dá)［16］，減少 MDAMB-231細(xì)胞中VEGF的分泌［17］，從而通過抑制血管生成發(fā)揮其抗腫瘤作用。

4 抗腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移

侵襲和轉(zhuǎn)移是腫瘤最本質(zhì)的特性之一，因此抑制腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是降低腫瘤死亡的重要途徑之一。粘附性和運(yùn)動性是腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的重要因素，且影響因素很多。

近年研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與多種基因和細(xì)胞因子的表達(dá)有關(guān)。如MMPs就是其中之一。在腫瘤細(xì)胞侵襲的過程中，MMPs結(jié)合腫瘤細(xì)胞后就會直接誘導(dǎo)宿主細(xì)胞產(chǎn)生更多的MMPs，從而通過破壞腫瘤細(xì)胞周圍的物理屏障，重塑細(xì)胞粘附力，使腫瘤細(xì)胞向周圍生長，作用于基質(zhì)成分后，激發(fā)潛在的生物活性、參與腫瘤的免疫過程及降解細(xì)胞外基質(zhì)來促進(jìn)腫瘤血管的形成，從而促進(jìn)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移［18］。

李圓等［19］檢測了不同濃度的苦參堿作用于Hep-2細(xì)胞48 h后MMP-2和MMP-9的表達(dá)，結(jié)果顯示，苦參堿能顯著降低MMP-2和MMP-9的表達(dá)，Hep-2細(xì)胞MMP-2mRNA的表達(dá)與細(xì)胞侵襲力呈正相關(guān)，MMP-9mRNA的表達(dá)與Hep-2細(xì)胞的侵襲力也呈正相關(guān)，且有顯著的統(tǒng)計學(xué)意義 (r=0.961，P＜0.01)。這表明苦參堿可能是通過下調(diào)MMP-2和MMP-9mRNA的表達(dá)來抑制Hep-2細(xì)胞的侵襲力的。

羅耀玲［20］采用Transwell檢測不同濃度的苦參堿對處理HepG2細(xì)胞的影響，發(fā)現(xiàn)苦參堿具有抑制HepG2腫瘤細(xì)胞的侵襲能力。

林淑儀等［21］在體外建立腫瘤細(xì)胞黏附、遷移和侵襲模型，采用MTT法瑞氏染色后，在400倍顯微鏡下用細(xì)胞計數(shù)法間接反映黏附、遷移和侵襲穿膜的細(xì)胞數(shù)目，發(fā)現(xiàn)一定濃度的苦參堿可通過抑制低氧下HIF-1α的表達(dá)，從而抑制VEGF等靶基因的表達(dá)來有效抑制低氧壞境下Raji細(xì)胞、K562細(xì)胞的黏附、遷移和侵襲能力。

5 逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥性

多藥耐藥性 (multidrug rrsistance，MDR)是指當(dāng)腫瘤細(xì)胞對一種抗腫瘤藥物出現(xiàn)耐藥的同時，對其他結(jié)構(gòu)不同、作用靶位不同的抗腫瘤藥物也產(chǎn)生耐藥性的一種現(xiàn)象。這是抗腫瘤治療中的難題，嚴(yán)重影響了腫瘤化療的成功率，其產(chǎn)生機(jī)制非常復(fù)雜。目前研究表明，主要與多藥耐藥基因產(chǎn)物P-糖蛋白 (P-glycoprotein，P-gp)的過度表達(dá)有關(guān)［22］。此外，對多藥耐藥相關(guān)蛋白也有較多的研究［23］。周炳剛等［24］用不同濃度的苦參堿處理MCF-7/ADR細(xì)胞48 h后，分別從細(xì)胞的形態(tài)學(xué)變化、對細(xì)胞的生長抑制和凋亡，以及對細(xì)胞內(nèi)的ADR積累的影響等多方面研究了苦參堿對MCF-7/ADR細(xì)胞的影響，結(jié)果顯示，低濃度的苦參堿能增強(qiáng)ADR對耐藥株MCF-7/ADR的殺傷作用，能顯著降低ADR對MCF-7/ADR的IC50值，從而降低MCF-7/ADR的耐藥性。

6 聯(lián)合用藥

苦參堿與其他抗腫瘤藥物聯(lián)合應(yīng)用可產(chǎn)生協(xié)同作用，增強(qiáng)藥效。

在體外，苦參堿和塞來昔布均有逆轉(zhuǎn)K562/AO2細(xì)胞多藥耐藥的作用，兩藥聯(lián)合應(yīng)用時效果更明顯［25］?？鄥A可誘導(dǎo) MCF-7細(xì)胞凋亡率下降，同時也可增加阿霉素誘導(dǎo)MCF-7細(xì)胞凋亡率。因此，苦參堿可作為抗癌藥物化療增敏劑［26］?？鄥A還可抑制SH-SY5Y細(xì)胞的增殖，并誘導(dǎo)其凋亡［27］;與順鉑類藥物聯(lián)合使用，可提高藥物化療的敏感性［28］。一定濃度的苦參堿對實(shí)體瘤u14小鼠具有抗腫瘤作用，與順鉑聯(lián)合應(yīng)用可增加順鉑的抗腫瘤效應(yīng)［29］。另外，苦參堿聯(lián)合化療藥物治療中晚期惡性腫瘤，可減輕化療藥物的不良作用，緩解患者的疼痛［30］，這為抗腫瘤新藥的開發(fā)和腫瘤臨床治療的新思路提供了試驗依據(jù)。

在體內(nèi)，苦參堿具有上調(diào)u14移植瘤組織中TSCL1蛋白的作用，聯(lián)合順鉑后TSCL1蛋白的上調(diào)作用明顯增強(qiáng)。王英等［31］通過給小鼠接種宮頸癌u14腫瘤細(xì)胞后，采用免疫組化法發(fā)現(xiàn)，苦參堿作用后的移植腫瘤組織中，TSLC1蛋白的陽性表達(dá)率隨苦參堿劑量的增大而逐漸上升?？鄥A濃度為75，50和35 mg·kg－1劑量組的TSLC1陽性表達(dá)率分別為60%，50%和30%，與陰性對照組比較，苦參堿75 mg·kg－1組和 50 mg·kg－1組的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。而在聯(lián)合順鉑用藥以后，TSLC1陽性表達(dá)率分別為 90%，80%和 70%。因此，TSCL1蛋白的表達(dá)增強(qiáng)可能就是苦參堿抗宮頸癌作用的重要機(jī)制之一。

綜上所述，苦參堿對機(jī)體多個系統(tǒng)器官和組織均能產(chǎn)生較為顯著的藥理作用，同時還能提高人體的免疫力，沒有明顯的毒副作用，這是許多化療藥物所不能及的，是極具開發(fā)潛力的抗癌藥物。因此，進(jìn)一步探討苦參堿抑制腫瘤生長及其對腫瘤相關(guān)調(diào)控的研究，同時針對苦參堿抗腫瘤的特點(diǎn)進(jìn)一步加強(qiáng)苦參堿體內(nèi)活性物質(zhì)、聯(lián)合用藥和新制劑的研究，可充分發(fā)揮傳統(tǒng)中藥在抗腫瘤方面的獨(dú)特效用;同時進(jìn)一步對苦參堿的構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行深入研究，以苦參堿為先導(dǎo)化合物，進(jìn)行衍生物及其配合物的合成和活性研究，以發(fā)現(xiàn)活性更強(qiáng)、專一性更好的化合物，為開發(fā)新型抗癌藥物奠定基礎(chǔ)。分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是基因芯片和蛋白芯片技術(shù)的發(fā)展，將推動對苦參堿抗腫瘤作用的更深人研究，亦將催生新的抗腫瘤藥物，為腫瘤治療開辟出一條新的道路。

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