Brucine抗腫瘤的分子水平研究進(jìn)展

楊福偉 王 辰 王光明 王德友 王 皓

(吉林大學(xué)白求恩第一醫(yī)院神經(jīng)外科，吉林 長春 130021)

傳統(tǒng)中藥馬錢子，為馬錢科植物馬錢子的干燥成熟種子，具有通絡(luò)止痛、散結(jié)消腫的功效。現(xiàn)代研究表明其主要有效成分為生物堿類，含量約為生藥的1.5%～5%，主要是士的寧、馬錢子堿(Brucine)及其氮氧化物。其中Brucine是從馬錢子中提取的吲哚型結(jié)構(gòu)的生物堿，是一種白色晶體具有吲哚型結(jié)構(gòu)的生物堿。研究顯示Brucine的藥理活性主要集中在鎮(zhèn)痛作用、抗炎及免疫系統(tǒng)作用、心血管作用和抗腫瘤作用等幾個(gè)方面。近年來，Brucine對(duì)于臨床“頑癥”惡性腫瘤的治療研究也有了很大進(jìn)展，為癌癥提供了一個(gè)可能的有效治療途徑。

1 一般藥理作用

1.1炎癥及免疫系統(tǒng)作用 Brucine在炎癥和免疫系統(tǒng)中發(fā)揮廣泛作用，Yin等〔1〕的實(shí)驗(yàn)證明Brucine通過抑制炎癥組織的前列腺E2(PGE2)的釋放，從而降低完全佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠血漿中5-羥色胺(5-HT)和6-酮前列腺素F-1α(6-keto-PGF1α)的含量和血管通透性，從而達(dá)到抗炎的目的。趙紅衛(wèi)等〔2〕發(fā)現(xiàn)在一定條件下Brucine對(duì)小鼠淋巴細(xì)胞功能有調(diào)節(jié)作用。還有研究表明〔3〕，不同劑量Brucine加入到一氧化氮(NO)誘導(dǎo)的兔軟骨細(xì)胞凋亡模型中，能抑制兔軟骨細(xì)胞凋亡，并呈量效關(guān)系，以高劑量組(250 mg/L)最為顯著，但作用于正常軟骨細(xì)胞時(shí)，兩者無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。提示Brucine抑制軟骨早期凋亡，保護(hù)軟骨組織，從而達(dá)到治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的目的。

1.2鎮(zhèn)痛作用 Brucine可能通過中樞和外周兩種途徑發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。朱建偉等〔4，5〕實(shí)驗(yàn)顯示；Brucine有顯著的鎮(zhèn)痛作用，強(qiáng)度與劑量在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)。還有研究發(fā)現(xiàn)小鼠靜脈注射及口服Brucine后，腦和各個(gè)器官中均有不同程度的分布〔6〕，說明Brucine可能穿透血腦屏障對(duì)中樞系統(tǒng)作用從而起到鎮(zhèn)痛作用。Brucine具有鎮(zhèn)痛作用還表現(xiàn)在與哌替啶合用后，不僅能明顯增加哌替啶鎮(zhèn)痛作用，還能延長其鎮(zhèn)痛時(shí)間〔7〕。Brucine中樞鎮(zhèn)痛機(jī)制可能與上調(diào)腦部單胺類神經(jīng)遞質(zhì)與腦啡肽含量有關(guān)，而外周鎮(zhèn)痛機(jī)制可能是通過抑制 PGs合成，減少外周炎癥組織 PGE2的釋放，進(jìn)而通過降低感覺神經(jīng)末梢對(duì)痛覺敏感性起到鎮(zhèn)痛作用 。Brucine的另一鎮(zhèn)痛機(jī)制可能與鈉通道有關(guān)，李明華等〔8〕表明Brucine對(duì)大鼠海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元的鈉通道具有阻斷作用，從而推測該作用可能是Brucine的鎮(zhèn)痛機(jī)制之一。

2 抗腫瘤作用

2.1肝癌 在世界上，肝癌(HCC)是最流行的惡性癌癥之一，是癌癥相關(guān)死亡的首要原因〔9〕。盡管外科手術(shù)和放射治療技術(shù)極大的改進(jìn)，由于高發(fā)的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)，HCC長期的預(yù)后仍然不良〔10〕。這樣尋找新的藥物控制HCC轉(zhuǎn)移非常必要。目前，國內(nèi)外對(duì)于Brucine的抗肝癌機(jī)制研究最多，主要為體外抗肝癌腫瘤細(xì)胞實(shí)驗(yàn)以及抗肝癌動(dòng)物模型試驗(yàn)研究。在Brucine作用于人HCC(HepG2)體外實(shí)驗(yàn)中，Deng等〔11，12〕發(fā)現(xiàn)Brucine可以顯著抑制人肝癌細(xì)胞HepG2的增殖，通過研究發(fā)現(xiàn)Brucine主要是通過誘導(dǎo)HepG2凋亡而發(fā)揮抗腫瘤作用，凋亡過程可能涉及鈣離子持續(xù)，快速的增高和線粒體的去極化，同時(shí)還證明B淋巴細(xì)胞參與此過程。在此基礎(chǔ)上，鄧旭坤等〔13〕也證實(shí)Brucine能通過誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞凋亡來抑制其增殖，并進(jìn)一步證明這種早期誘導(dǎo)作用和細(xì)胞膜電位(MP)以及通透性沒有明顯相關(guān)性，但在12 h后MP會(huì)顯著下降，這也說明Brucine對(duì)HepG2 MP的影響與細(xì)胞外環(huán)境的關(guān)系不是很大，而與作用時(shí)間有一定的關(guān)系〔14〕。在體內(nèi)試驗(yàn)中鄧旭坤等〔13，15〕發(fā)現(xiàn)Brucine對(duì)Heps瘤小鼠表現(xiàn)出明顯的抑瘤作用，并刺激和促進(jìn)小鼠的免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)功能，同時(shí)還驗(yàn)證了brucine脂質(zhì)體比Brucine的抑瘤效果更顯著，這可能與脂質(zhì)體的靶向性和緩釋作用有關(guān)。另外，在Brucine抑制肝癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移方面。Shu等〔16〕發(fā)現(xiàn)Brucine能抑制HGP2和smmc-7721細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，抑制人低氧誘導(dǎo)因子(HIF)-1的基因轉(zhuǎn)錄，并減弱HIF-1的下游基因例如纖維蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)等的表達(dá)。HIF-1由兩個(gè)二聚體HIF-1α和HIF-1β構(gòu)成，HIF-1β存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，同時(shí)，HIF-1α蛋白的水平以氧依賴的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。在血氧正常時(shí)，HIF-1α被羥基化后運(yùn)送到蛋白酶體26S進(jìn)行降解〔17〕。在氧缺乏的情況下，HIF-1α不能進(jìn)行羥基化，聚集在核中，與HIF-1β結(jié)合成二聚體，并激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。HIF-1是介導(dǎo)癌癥細(xì)胞轉(zhuǎn)移和腫瘤血管形成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，而且這兩者在腫瘤進(jìn)展中起著重要的作用〔18，19〕。已有報(bào)道〔20〕HIF-1的活性與HCC的進(jìn)展有聯(lián)系。Shu等〔16〕研究進(jìn)一步證明brucine抑制HCC的轉(zhuǎn)移有可能是通過抑制HIF-1的表達(dá)通路實(shí)現(xiàn)的。

2.2多發(fā)性骨髓瘤 在一定劑量范圍內(nèi)，Brucine誘導(dǎo)多發(fā)性骨髓瘤U266細(xì)胞凋亡的作用與劑量呈正相關(guān)。Li等〔21～23〕研究顯示Brucine可上調(diào)U266細(xì)胞中凋亡關(guān)鍵因子Caspase-8和促凋亡基因Bax的表增加，抑制抗凋亡基因bcl-2的表達(dá)，同時(shí)磷酸化c-Jun并下調(diào)Janus激酶-信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子與轉(zhuǎn)錄激活子(JAK-STAT)通路中Stat3、Stat5 mRNA的表達(dá)。Rao等〔24〕研究也顯示Brucine可誘導(dǎo)人多發(fā)性骨髓瘤(RPMI 8226)細(xì)胞凋亡，這種作用通過對(duì)細(xì)胞周期的阻滯和線粒體膜蛋白破壞、細(xì)胞色素C的釋放實(shí)現(xiàn)的。

2.3乳腺癌 余志艷等〔25，26〕研究發(fā)現(xiàn)Brucine可誘導(dǎo)該細(xì)胞凋亡的同時(shí)上調(diào)促凋亡基因Bax和Caspas-3的表達(dá)水平，下調(diào)細(xì)胞中抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)水平。同時(shí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一定劑量范圍內(nèi)，Brucine能抑制小鼠乳腺癌骨轉(zhuǎn)移模型中小鼠體內(nèi)腫瘤的生長，并且對(duì)小鼠的生存狀態(tài)無明顯影響。Agrawal等〔27〕也發(fā)現(xiàn)Brucine能抑制體外培養(yǎng)的人乳腺腺癌MCF-7細(xì)胞的增殖。

2.4結(jié)腸癌 Zheng等〔28〕將Brucine作用于結(jié)腸癌細(xì)胞(LoVo)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞被阻滯在細(xì)胞周期G1期并通過Wenstern實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)同時(shí)伴隨著細(xì)胞周期蛋白1(CCND1)的升高和CCNB1，cyclinE和CDC2的降低，同時(shí)還有Bcl-2降低和Bax升高，這兩者導(dǎo)致線粒體膜電位的下降，同時(shí)Brucine能抑制細(xì)胞存活和增殖信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵連接點(diǎn)(ERK)1/2和蛋白激酶B(AKT)蛋白的磷酸化。 在腫瘤血管方面，Luo等〔29〕發(fā)現(xiàn)brucine能通過抑制信號(hào)分子蛋白激酶C(PKCα)，偶聯(lián)蛋白活化磷脂酶(PLCγ-1)，肉毒病毒致癌基因子系物(Raf1)，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(VEGF)的分泌和mTOR的表達(dá)，抑制LoVo細(xì)胞的生長和血管的生成，這個(gè)結(jié)果同時(shí)也被siRNA證實(shí)，通過siRNA將KDR PKCα，PLCγ和Raf1敲除能減弱Brucine對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制。

2.5肺癌 Zhu等〔30〕Brucine誘導(dǎo)人肺癌細(xì)胞A549的凋亡，不是通過影響COX-2 mRNA的穩(wěn)定性來實(shí)現(xiàn)的，而是通過抑制IkappaBalpha的磷酸化和p65的核移位，從而下游抑制COX-2基因的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的。

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