P—gp轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在腫瘤耐藥方面研究進(jìn)展

張雨 黃桂林

【摘要】化療耐藥是腫瘤化療治療中的一大問(wèn)題，其中，多藥耐藥是一重要方向。作為ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族的關(guān)鍵因子，多藥耐藥蛋白（P-gp）的過(guò)表達(dá)，對(duì)靶目標(biāo)藥物濃度有著較大影響，導(dǎo)致耐藥的產(chǎn)生。因此，本文主要就P-gp的結(jié)構(gòu)、組織表達(dá)、藥理機(jī)制以及對(duì)其抑制劑的研究進(jìn)展進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述。

【關(guān)鍵詞】多藥耐藥；ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白；P-糖蛋白，抑制劑

【中圖分類號(hào)】R969【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1005-0019（2015）01-0578-01

口腔惡性腫瘤中80%以上為鱗狀細(xì)胞癌，口腔癌的治療是以手術(shù)為主，以放化療，中醫(yī)，生物治療等為輔的綜合治療。化療是其中一種主要治療方法。近年來(lái)隨著化療藥物種類的增加，以及給藥途徑方式的多樣，使得化療效果得到有效提高，但在不同個(gè)體間觀察療效仍不理想[1]，研究發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞對(duì)多種化學(xué)藥物的耐藥性（multidrugresistance，MDR）是一個(gè)重要原因[2]，MDR是惡性腫瘤細(xì)胞在出現(xiàn)對(duì)一種抗腫瘤藥物耐藥的同時(shí)，對(duì)其他一些結(jié)構(gòu)及作用機(jī)制不同的抗腫瘤藥物，也產(chǎn)生耐藥[3]。MDR包括天然性耐藥和獲得性耐藥兩種[4]，多藥耐藥問(wèn)題是目前一個(gè)研究重點(diǎn)。其中ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族（ATP-bindingcassettetransportersuperfamily）與MDR密切相關(guān)。ABC跨膜蛋白可分為7個(gè)亞家族（ABCA-ABCG），其中參與腫瘤多藥耐藥的主要成員為ABCB、ABCC、ABCG等亞家族。多藥耐藥蛋白P-糖蛋白（P-gp），多藥耐藥相關(guān)蛋白（MRP），乳腺癌耐藥蛋白（BCRP）都是重要的與藥物相關(guān)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，他們家族中其最具有代表的是P-gp、MRP其過(guò)表達(dá)或活性增加可導(dǎo)致MDR的產(chǎn)生[5]。其中，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)P-gp的研究數(shù)量最多，范圍最廣。本文重點(diǎn)就P-gp在腫瘤耐藥方面的最新相關(guān)研究進(jìn)展做簡(jiǎn)要介紹。

1P-gp的相關(guān)研究

1.1. P-gp的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)

1976年，Juliano等研究觀察到腫瘤細(xì)胞株細(xì)胞膜上的一種膜蛋白過(guò)度表達(dá)，通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞膜的通透性。導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)藥物含量減少。隨后，Kartner等對(duì)其進(jìn)行證實(shí)，發(fā)現(xiàn)這種膜蛋白會(huì)影響細(xì)胞膜通透性，可以導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)藥物濃度降低，并產(chǎn)生細(xì)胞耐藥。對(duì)該蛋白命名為P-糖蛋白。研究發(fā)現(xiàn)，它一種跨膜糖蛋白，是由人類第7號(hào)染色體上的Mdr1基因編碼，起始密碼子為AUG[6]，其翻譯的氨基酸殘基組成的140KD的單鏈跨膜蛋白，加上30KD的修飾糖鏈，總分子量為170KD，所以又稱P-gp170蛋白；其結(jié)構(gòu)由TMD1和TMD2（trans-membranedomain）兩個(gè)疏水性跨膜結(jié)構(gòu)域和兩個(gè)核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域NBD1和NBD2（nucleotide-bindingdomain）交叉排列組合。[7]

1.2. P-gp的組織表達(dá)

P-gp在多種腫瘤組織中都有不同程度的表達(dá)[8]，高表達(dá)的腫瘤有結(jié)腸癌、腎上腺腫瘤、腎癌、肝癌以及胰腺癌組織，在神經(jīng)母細(xì)胞瘤、乳腺癌和急性髓細(xì)胞性白血病中呈現(xiàn)中度表達(dá)。低表達(dá)的是卵巢癌、食道癌、肺癌等。在口腔鱗癌組織中P-gp也有適度表達(dá)。P-gp不僅分布于腫瘤組織中，在正常組織中有清除異物、代謝物的功能，多分布于靠近臟器腔面[9]，在腎上腺、肝臟、空腸、回腸、結(jié)腸等正常組織中有高表達(dá)；位于血腦屏障組織的P-gp，能夠防止化療藥等外源性藥物進(jìn)入腦組織，對(duì)正常組織有保護(hù)作用。[10，11]

1.3. P-gp的功能和藥理機(jī)制

P-gp可以與目標(biāo)藥物結(jié)合，借ATP釋放出的能量，直接或間接將藥物泵出細(xì)胞，或依靠其蛋白本身，作為運(yùn)輸通道，將藥物從細(xì)胞內(nèi)泵出細(xì)胞外，最終導(dǎo)致降低細(xì)胞內(nèi)藥物濃度，降低或喪失目標(biāo)藥物的藥效。研究發(fā)現(xiàn)P-gp它對(duì)天然的疏水性藥物有較強(qiáng)的作用，包括長(zhǎng)春堿、蒽環(huán)類、依托泊苷、紫杉醇等?？偨Y(jié)其作用方式[12]：①當(dāng)藥物被動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞后，在胞漿面與P-gp結(jié)合并被泵至細(xì)胞外。這是一種最常見(jiàn)的方式，還有其他兩種機(jī)制是：②一些親脂性藥物，在其穿過(guò)細(xì)胞膜所需的時(shí)間較長(zhǎng)，在胞膜的脂質(zhì)雙分子層之間就與P-gp相結(jié)合，藥物在還未進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)就被泵出細(xì)胞外，這是就是一種“疏水真空泵”的作用方式，③細(xì)胞質(zhì)內(nèi)膜上也存在P-gp，使進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的藥物進(jìn)行再分布，將藥物富集于藥物作用無(wú)關(guān)的細(xì)胞器內(nèi)，從而降低靶細(xì)胞器部位的藥物濃度。通過(guò)以上這些藥理機(jī)制，達(dá)到細(xì)胞內(nèi)的藥物蓄積減少；造成細(xì)胞內(nèi)靶器官藥物濃度減低，致使藥物的毒性作用下降甚至完全喪失，使細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性。最終提高腫瘤細(xì)胞存活率，延遲凋亡級(jí)聯(lián)反應(yīng)。

2P-gp抑制劑的研究

2.1化學(xué)藥物逆轉(zhuǎn)P-gp

自從1981年Tsuruo等發(fā)現(xiàn)維拉帕米（verapamil）能降低轉(zhuǎn)運(yùn)作用，因其可以與抗癌藥物對(duì)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，最終降低MDR作用。隨后研究，也發(fā)現(xiàn)一些非特異性的MDR逆轉(zhuǎn)劑，如環(huán)孢素A、紅霉素等。但這些逆轉(zhuǎn)劑對(duì)目標(biāo)蛋白的親和力低，且所需藥物劑量大，具有高毒性，在臨床應(yīng)用中受到限制。如：VX-710可使該藥物對(duì)血腦屏障的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)行抑制，降低中樞神經(jīng)系統(tǒng)的防御力，增加毒副作用[13]，因?yàn)樗芫哂懈吣孓D(zhuǎn)率，低特異性，可作用目標(biāo)組織的同時(shí)抑制某些正常組織的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，使正常組織細(xì)胞的防御作用降低。隨著科技的發(fā)展和對(duì)此領(lǐng)域的不斷探索，人們合成出二苯基甾烷類衍生物L(fēng)Y335979，是迄今發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的P-gp抑制劑之一。此后合成的鄰氨苯甲酸的新型衍生物XR9576，具有極強(qiáng)的逆轉(zhuǎn)活性和對(duì)P-gp高度的選擇性，同時(shí)還能抑制P-gp的ATP酶活性。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，可顯著增強(qiáng)細(xì)胞毒類藥物的療效，并不影響這些藥物的藥代動(dòng)力學(xué)。在臨床試驗(yàn)中也取得較好效果[14]。

近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)許多小分子酪氨酸激酶抑制劑[15-18]，他們的分子機(jī)制可以抑制ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的ATP酶活性，干擾轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白向外泵藥的功能，以此來(lái)增加細(xì)胞內(nèi)抗癌藥物濃度。5-溴代漢防己甲素（W198）[19]可抑制ATP酶活性，又可以干擾P-gp的轉(zhuǎn)運(yùn)功能，但W198對(duì)P-gp的基因表達(dá)水平無(wú)影響。可達(dá)到增加細(xì)胞內(nèi)藥物的濃度，減少P-gp介導(dǎo)的藥物外排。隨著研究的深入，技術(shù)的提升，不斷對(duì)其進(jìn)行合成改造，力求合成活性強(qiáng)且毒副作用低的逆轉(zhuǎn)劑，從而增加化療效果。

2.2植物藥物逆轉(zhuǎn)P-gp

自然界存在成千上萬(wàn)種天然物質(zhì)，其對(duì)疾病的治療有著重要的作用，中醫(yī)藥就是其重要應(yīng)用，通過(guò)嘗試研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)植物類藥物與P-gp發(fā)生作用時(shí)，可以影響P-gp編碼基因MDR1的表達(dá)，導(dǎo)致P-gp的表達(dá)變化；進(jìn)而影響P-gp參與體內(nèi)、外源藥物和毒素的吸收、分布和排泄功能。姜黃（Curcuma）是一種傳統(tǒng)的中草藥，近來(lái)有研究表明[20]，體外實(shí)驗(yàn)中姜黃素降低P-gp和MDR1基因mRNA表達(dá)水平，進(jìn)而降低P-gp的功能活性。銀杏種子-白果是一味重要的中藥，有化痰、平喘等藥用價(jià)值，其提取物白果銀杏，是孕烷X受體的一個(gè)新的激動(dòng)劑，它可通過(guò)激動(dòng)孕烷X受體，和P-gp發(fā)生作用。體內(nèi)試驗(yàn)中，將白果銀杏與P-pg所介導(dǎo)底物同時(shí)服用，其藥峰濃度增加了51%，藥時(shí)曲線下面積（AUC）0-24增加了47%。這些都表明了銀杏提取物在人體內(nèi)可以抑制P-gp功能[21]，中藥五味子提取物五味子素B，它是P-gp的一個(gè)新的天然抑制劑，體外實(shí)驗(yàn)顯示，它既能抑制P-gp的特異性過(guò)表達(dá)，又可抑制P-gp轉(zhuǎn)運(yùn)功能，降低胞內(nèi)藥物外排，提高藥物濃度[22]。白藜蘆醇抗腫瘤活性研究發(fā)現(xiàn)，它對(duì)干細(xì)胞癌，卵巢癌，黑色素瘤等有明顯抑制作用[23]，還可通過(guò)拮抗PXR，影響P-gp的基因活性和其蛋白表達(dá)[24]。靈芝在中藥中作為滋補(bǔ)強(qiáng)壯、扶正固本類，它可提高機(jī)體的免疫力。其主要有效成分靈芝多糖肽（GLPP）具有抗腫瘤作用[25]，可抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和腫瘤細(xì)胞的侵襲，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[26]，研究發(fā)現(xiàn)GLPP可抑制Caco-2細(xì)胞上P-gp的功能以及表達(dá)水平。相比經(jīng)典抑制劑維拉帕米，雖GLPP作用稍弱于維拉帕米[27]，但毒副作用明顯小，擁有天然藥物在多靶點(diǎn)，多通路抑制的優(yōu)點(diǎn)，且副作用小等優(yōu)勢(shì)。通過(guò)抑制P-gp的功能可逆轉(zhuǎn)耐藥細(xì)胞的化療抵抗性[28]

3結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)腫瘤多藥耐藥的分子機(jī)制異常復(fù)雜，是涉及基因突變、相關(guān)蛋白表達(dá)、酶類介導(dǎo)、細(xì)胞凋亡功能失常等多種因素參與的復(fù)雜過(guò)程[29]。多年的研究，發(fā)現(xiàn)與腫瘤耐藥相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，從而發(fā)現(xiàn)某些藥物可以抑制其基因以及其蛋白的表達(dá)，但在多年的研究實(shí)踐中，認(rèn)識(shí)到一些P-gp抑制劑，在靶目標(biāo)作用的同時(shí)，可能對(duì)正常組織有同樣的抑制，產(chǎn)生副作用。比如，P-gp抑制劑作用體內(nèi)，可能會(huì)抑制肝臟中高表達(dá)的P-gp，從而降低肝臟解毒作用[30]。在臨床治療腫瘤中，達(dá)到逆轉(zhuǎn)腫瘤MDR，研究相關(guān)抑制劑有著重要的研究意義。我們祖國(guó)醫(yī)學(xué)在腫瘤治療中有著獨(dú)到的見(jiàn)解，我們可以使用天然中草藥的特性，運(yùn)用其在多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)、多途徑的藥用價(jià)值，達(dá)到抑制相關(guān)基因表達(dá)、降低相關(guān)蛋白功能、增加機(jī)體免疫力等療效，加之天然藥物作用范圍廣、不良反應(yīng)低、且不易產(chǎn)生耐藥等優(yōu)勢(shì)，其抗腫瘤作用，已得到越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外關(guān)注，成為一大研究的熱點(diǎn)[31]。

參考文獻(xiàn)

[1]LiX，LewisMT，HuangJ，etal.Intrinsicresistanceoftumorigenicbreastcancercellstochemotherapy，JNatlCancerInst2008；100（9）：672-679.

[2]BastJrRC，HennessyB，MillsGB.Thebiologyofovariancancer：newopportunitiesfortranslation[J].NatRevCancer，2009，9（6）：415-428.

[3]Moulder S.Intrinsicresistancetochemotherapyinbreastcancer[J].WomensHealth（LondEngl）2010；6（6）：821-830.

[4]張蓉，司徒紅林，陳前軍等.乳腺癌多藥耐藥機(jī)制及其逆轉(zhuǎn)劑的研究.中華實(shí)用醫(yī)藥雜志，2006，6（17）：1558-1561

[5]ShiLu，QiHuang，ZehuaWang，etal.Reversalofmulti-drugresistancebyvector-based-ShRNA-Mdr1InVitroandInVivo[J].JournalofHuazhongUniversityofScienceandTechnology[MedicalSciences]，2009，Vol.29（5），pp.620-624.

[6]GottesmanMM，F(xiàn)ojoT，BatesSE.Targetingmultidrugresistanceincancer[J].NatRevCancer，2006，5：219-234.

[7]StephenGA，JodieY，AndrewW，etal.StructureofP-glycoproteinrevealsamolecularbasisforpoly-specificdrugbinding[J].Science，2009，323：1718-1722.

[8]MarzoliniC，PausE，BuclinT，etal.Polymorphisms？inhumanMDR1（P-glycoprotein）：recentadvancesandclinicalrelevance[J].ClinPharmacolTher，2004，？75（1）：13-33.

[9]聶昊，王暉.P糖蛋白在不同組織中的分布與功能研究進(jìn)展[J].廣東藥學(xué)院學(xué)報(bào)2012；28（4）：457-459.

[10]PollerB，DreweJ，KrhenbühlS，etal.RegulationofBCRP（AB-CG2）andP-glycoprotein（ABCB1）bycytokinesinamodelofhehumanblood-brainbarrier.CellMolNeurobiol，2010，30：63-70.

[11]BansalT，JaggiM，KharRK，etal.EmergingsignificanceofflavonoidsasP-glycoproteininhibitorsincancerchemotherapy.JPharmPharmSei2009；12（l）：46-78.

[12]涂春華，楊冬梓.P-糖蛋白結(jié)構(gòu)及作用機(jī)制[J]，中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào)ChineseJournalofBiochemistryandMolecularBiology，2009年1月25（1）：7～11

[13]GandhiL，HardingMW，NeubauerM，etal.AphaseIIstudyofthesafetyandefficacyofthemultidrugresistanceinhibitorVX-710combinedwithdoxorubicinandvincristineinpatientswithrecurrentsmallcelllungcancer[J].Cancer，2007，109：924？932.

[14]FoxE，BatesSE.Tariquidar（XR9576）：aP-glycoproteindrugeffluxpumpinhibitor[J].ExpertRevAnticancerTher，2007，7：447？459.

[15]SuneetShukla，Zhe-ShengChen，SureshV.Ambudkar，TyrosinekinaseinhibitorsasmodulatorsofABCtransporter-mediateddrugresistance[J].DrugResistanceUpdates，2012，Vol.15（1-2），pp.70-80。

[16]林麗珊，陳笑艷，鐘大放，外排轉(zhuǎn)運(yùn)體對(duì)酪氨酸激酶抑制劑體內(nèi)處置過(guò)程的影響[J]，國(guó)際藥學(xué)研究雜志，2014年2月第41卷第1期：75-82

[17]ShiZ，TiwariAK，ShuklaS，etal.InhibitingthefunctionofABCB1andABCG2bytheEGFRtyrosinekinaseinhibitorAG1478[J].BiochemPharmacol，2009，77：781？793.

[18]TaoLY，LiangYJ，WangF，etal.Cediranib（recentin，AZD2171）reversesABCB1-andABCC1-mediatedmultidrugresistancebyinhibitionoftheirtransportfunction[J].CancerChemotherPharmacol，2009，64：961？969.

[19]魏寧，孫華，劉耕陶，基于ATP-結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥的研究進(jìn)展[J].ActaPharmSin（藥學(xué)學(xué)報(bào)），2010，45（10）：1205-1211

[20]HouaXiaolong，KyokoT，KenT，etal.Curcumadrugsandcur-cuminregulatetheexpressionandfunctionofP-gpinCaco-2cellsincompletelyoppositeways[J].IntJPharm，2008，358（2）：224-229.

[21]YeungEY，SueyoshiT，WangD，etal.IdentificationofGinkgobilobaasanovelactivatorofpregnaneXreceptor[J].DrugMetabDispos，2008，36（11）：2270-6.

[22]PanQiangrong，WangTao，HuXun，etal.SchisandrinB—AnovelinhibitorofP-glycoprotein[J].BiochemBiophysResCom-mun，2005，335（1）：406-411.

[23]劉浩，蔣琛琛，程秀等。白藜蘆醇對(duì)黑色素瘤細(xì)胞增殖及凋亡的影響[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào)Chinesepharmacologicalbulletin，2011；27（7）：998-1002

[24]鄧蓉蓉，畢惠嫦，金晶等；白藜蘆醇通過(guò)拮抗hPXR對(duì)P-gp的影響[J]，中國(guó)藥理學(xué)通報(bào)Chinesepharmacologicalbulletin，2013Apr；29（4）：501-506

[25]XuZ，ChenX，ZhongZ.Ganodermalucidumpolysacharides：immunomodulationandpotentialanti-tumoractivities[J].AmJChinMed，2011，39（1）：15-27.

[26]曹琦珍，林樹(shù)錢，林志彬.靈芝多糖肽對(duì)人肺癌細(xì)胞侵襲的影響[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)：醫(yī)學(xué)版，2007，39（6）：653-656.

[27]吳芬，成日華，李煥德.靈芝多糖肽對(duì)Caco-2細(xì)胞上P糖蛋白功能、表達(dá)的影響[J].中南藥學(xué)2012年5月第10卷第5期，334-338

[28]JoveletC，BenardJ，F(xiàn)orestierF，etal.InhibitionofP-glycoproteinfunctionalitybyvandetanibmayreversecancercellresistancetodoxo-rubicin[J].EurJPharmSci，2012，46（5）：484-491.

[29]TylerJ.Curielimmunotherapy：Ausefulstrategytohelpcombatmultidrugresistance[J].DrugResistUpdate，2012，15（1/2）：106.

[30]沈小玲，胡英杰，禹志領(lǐng)等.中藥逆轉(zhuǎn)p-糖蛋白介導(dǎo)的腫瘤多藥耐藥的研究進(jìn)展[J]，中國(guó)天然藥物，2009，7（6）：465-475）。

[31]齊元富，聶奔，李慧杰.中藥逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥的前景探討[J].中醫(yī)雜志，2012，53（6）：476.