半胱氨酸蛋白酶抑制劑金諾芬在實體瘤細(xì)胞中的作用及其分子機(jī)制Δ

蔣曉月，李 莉，李 琴(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院腫瘤中心，北京 100050)

1 金諾芬(Auranofin)概述

半胱氨酸蛋白酶抑制劑(cystatin，CST)金諾芬是以金離子為中心所形成的一類化合物，其中金離子具有特殊的電子結(jié)構(gòu)，在氧化還原反應(yīng)中非?；钴S，可與細(xì)胞內(nèi)還原性生物大分子相互作用，發(fā)揮藥理活性[1-2]。金諾芬口服后25%的金被吸收，其中60%與血漿蛋白結(jié)合，40%與細(xì)胞結(jié)合，主要由糞便排出。長期服用金諾芬可使其血漿濃度在12周達(dá)高峰，并保持在穩(wěn)定水平。金諾芬通常用于風(fēng)濕性疾病的治療，可延緩類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎疾病進(jìn)展，改善癥狀。

2 金諾芬的抗腫瘤作用

許多金屬化合物類抗腫瘤藥含有+1和+3價的金，這些藥物的結(jié)構(gòu)多種多樣，金可結(jié)合到磷化氫、碳炔、卟啉酯及二硫代氨基甲酸鹽上，以提高抗腫瘤效果或其他特性。金諾芬作為最有特征的含金抗腫瘤藥，其藥理作用為抑制硫氧還原蛋白酶，增加其活性氧簇，增強(qiáng)氧化應(yīng)激反應(yīng)，影響腫瘤氧環(huán)境和組織結(jié)構(gòu)，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[3]。這意味著，即使是對順鉑耐藥的腫瘤細(xì)胞，也可被金諾芬阻滯增殖、誘導(dǎo)凋亡[1]。金諾芬亦通過活化含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)系統(tǒng)，增強(qiáng)蛋白酶抑制劑(MG132、PS341)的抗腫瘤效果[1-2]。金諾芬不僅具有抗風(fēng)濕作用，其抗腫瘤能力亦不容忽視。

3 金諾芬在各類腫瘤中的作用及機(jī)制

3.1 非小細(xì)胞肺癌

對于非小細(xì)胞肺癌，金諾芬可以下調(diào)A549細(xì)胞和H460細(xì)胞HIF2α和Sp1的表達(dá)，下調(diào)血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)單體和二聚體的表達(dá)，增加抑制性VEGF165b單體和二聚體的表達(dá)，從而顯著抑制與A549細(xì)胞共培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的侵襲能力。研究結(jié)果顯示，金諾芬通過影響VEGF的表達(dá)，抑制非小細(xì)胞肺癌的血管生成[4]。在缺乏表皮生長因子受體的腫瘤抑制因子候選基因2(tumor suppressor candidate 2，TUSC2)野生型非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞株中，厄洛替尼可顯著下調(diào)TUSC2/FUS1腫瘤抑制基因的表達(dá)，金諾芬亦可通過抑制硫氧化蛋白還原酶1而靶向抑制腫瘤細(xì)胞增殖，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡[5]。

3.2 結(jié)直腸癌

結(jié)直腸癌中，CST1高表達(dá)可增加結(jié)直腸癌腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲，CST1高表達(dá)的結(jié)直腸癌細(xì)胞表現(xiàn)出更強(qiáng)的自噬作用，且通過抑制胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生呈現(xiàn)出對金諾芬的耐藥性。Oh等利用小干擾RNA(small interfering RNA，siRNA)敲除CST1表達(dá)后，使結(jié)直腸癌腫瘤細(xì)胞自噬作用減弱，恢復(fù)對金諾芬的敏感性[6]。金諾芬還可抑制硫氧還原蛋白酶活性而增加氧化型硫氧還原蛋白的表達(dá)，并增強(qiáng)細(xì)胞對轉(zhuǎn)化生長因子β激酶1的敏感性而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，轉(zhuǎn)化生長因子β激酶1與金諾芬聯(lián)合應(yīng)用可顯著抑制結(jié)腸癌細(xì)胞株SW620的生長[7]。Tanaka等發(fā)現(xiàn)，蓽拔酰胺與金諾芬聯(lián)合應(yīng)用，能通過抑制谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶π與硫氧化蛋白還原酶而抑制腫瘤細(xì)胞生長[8]。結(jié)腸癌患者對多種化療藥如紫杉醇、氟尿嘧啶及奧沙利鉑均較敏感[9]。調(diào)查結(jié)果顯示，257例抗腫瘤藥致藥品不良反應(yīng)報告中，引發(fā)藥品不良反應(yīng)病例數(shù)排序居前3位的藥品分別為奧沙利鉑(44例，占17.12%)、順鉑(31例，占12.06%)和吉西他濱(23例，占8.95%)[10]。而金諾芬可同化療藥產(chǎn)生協(xié)同作用，可減少氟尿嘧啶的劑量，從而降低不良反應(yīng)發(fā)生概率[11]。

3.3 卵巢癌

金諾芬在卵巢癌細(xì)胞中通過啟動Caspase-3途徑，增加凋亡誘導(dǎo)蛋白B淋巴細(xì)胞瘤-2(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)基因相關(guān)X蛋白(Bcl-2 associated X protein，BAX)、Bcl-2基因相互作用細(xì)胞死亡介導(dǎo)因子(Bcl-2 interacting mediator of cell death，BIM)水平，減少抗凋亡介質(zhì)Bcl-2，抑制人卵巢癌SKOV3細(xì)胞的增殖。金諾芬可下調(diào)核因子κB抑制蛋白激酶水平，促進(jìn)核定位并活化腫瘤抑制基因FOXO3，這些調(diào)節(jié)是獨立于抑癌基因P53的[12]?；熕幍寞熜С耸蹹NA修復(fù)能力的影響外，還受到細(xì)胞膜流動性的影響。金諾芬對卵巢癌細(xì)胞系OVCAR5和IGROV1的抑制作用就受細(xì)胞膜流動性的影響，電子核磁共振顯示，IGROV1的膜流動性最強(qiáng)，IGROV1對金諾芬的敏感性比OVCAR5高。免疫染色結(jié)果表明，在金諾芬的作用下，與OVCAR5相比，IGROV1的DNA雙鏈斷裂更多。此外，IGROV1表現(xiàn)出更高的細(xì)胞氧化水平，促腫瘤細(xì)胞凋亡增加?？寡趸瘎㎞-乙酰半胱氨酸可抑制金諾芬促細(xì)胞氧化和凋亡作用，說明金諾芬通過活性氧發(fā)揮細(xì)胞毒性，表現(xiàn)出與膜流動性相關(guān)的抑癌作用[13]。

3.4 乳腺癌

金諾芬可通過抑制硫氧蛋白還原酶，抑制乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-231的細(xì)胞遷移和細(xì)胞克隆活動[14-16]。硫酸氫烏莫司他(Mesupron)通過抑制尿激酶纖溶酶原活化因子而抑制乳腺癌的增殖，其與金諾芬在誘導(dǎo)MCF-7人類乳腺癌細(xì)胞的凋亡中具有協(xié)同作用，可使細(xì)胞周期停滯在G1/S期，并通過Caspase-3途徑介導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞的凋亡[15]。

3.5 前列腺癌

Shin等報道，金諾芬可抑制前列腺癌細(xì)胞增殖，并與膜聯(lián)蛋白A5的表達(dá)密切相關(guān)。實時熒光定量降鈣素原和蛋白質(zhì)印跡法結(jié)果表明，siRNA干預(yù)膜聯(lián)蛋白A5后可調(diào)節(jié)纖維蛋白溶酶原抑制劑，使其含量增加；而金諾芬可誘導(dǎo)PC-3膜聯(lián)蛋白A5表達(dá)，抑制纖維蛋白溶酶原抑制劑-2的表達(dá)，促使前列腺癌細(xì)胞凋亡[16-17]。

3.6 肝細(xì)胞癌

金諾芬通過抑制肝癌細(xì)胞系Hep3B TrxR活性，激活活性氧、Caspase信號通路，啟動肝癌細(xì)胞的凋亡[18]。大麻素受體激動劑WIN與金諾芬聯(lián)合應(yīng)用，能有效誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡，其機(jī)制可能與Bcl-2表達(dá)下調(diào)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)和Caspase系統(tǒng)活化相關(guān)[19]。

綜上所述，金諾芬通過抑制硫氧蛋白還原酶、增強(qiáng)氧化應(yīng)激反應(yīng)、影響腫瘤氧環(huán)境和組織結(jié)構(gòu)及誘導(dǎo)Caspase系統(tǒng)活化等，在體內(nèi)外誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤細(xì)胞增殖與侵襲，最終發(fā)揮抗腫瘤作用。金諾芬與傳統(tǒng)化療藥如氟尿嘧啶、順鉑聯(lián)合應(yīng)用可能發(fā)揮協(xié)同增敏作用，減少化療藥的使用量，增強(qiáng)腫瘤對化療藥的敏感性。金諾芬有望成為治療惡性腫瘤的新型化療藥。

參考文獻(xiàn)

[1]Blodgett RC Jr.Auranofin：experience to date[J].Am J Med，1983，75(6A)：86-89.

[2]Marzano C，Gandin V，F(xiàn)olda A，et al.Inhibition of thioredoxin reductase by auranofin induces apoptosis in cisplatin-resistant human ovarian cancer cells[J].Free Radic Biol Med，2007，42(6)：872-881.

[3]You BR，Shin HR，Han BR，et al.Auranofin induces apoptosis and necrosis in HeLa cells via oxidative stress and glutathione depletion[J].Mol Med Rep，2015，11(2)：1428-1434.

[4]Trigona WL，Mullarky IK，Cao Y，et al.Thioredoxin reductase regu-lates the induction of haem oxygenase-1 expression in aortic endot-helial cells[J].Biochem J，2006，394(Pt 1)：207-216.

[5]Xiaobo C，Majidi M，F(xiàn)eng M，et al.TUSC2(FUS1)-erlotinib Indu-ced Vulnerabilities in Epidermal Growth Factor Receptor(EGFR)Wildtype Non-small Cell Lung Cancer(NSCLC)Targeted by the Rep-urposed Drug Auranofin[J].Sci Rep，2016，6：35741.

[6]Oh BM，Lee SJ，Cho HJ，et al.Cystatin SN inhibits auranofin-induced cell death by autophagic induction and ROS regulation via glutathione reductase activity in colorectal cancer[J].Cell Death Dis，2017，8(3)：e2682.

[7]Hrabe JE，O’Leary BR，F(xiàn)ath MA，et al.Disruption of thioredoxin metabolism enhances the toxicity of transforming growth factor β-activated kinase 1(TAK1) inhibition in KRAS-mutated colon cancer cells[J].Redox Biol，2015，5：319-327.

[8]Tanaka G，Inoue K，Shimizu T，et al.Dual pharmacological inhibition of glutathione and thioredoxin systems synergizes to kill colorectal carcinoma stem cells[J].Cancer Med，2016，5(9)：2544-2557.

[9]汪慧芳，江佳，徐振宇，等.20例應(yīng)用化療藥物的大腸癌患者的藥物敏感試驗結(jié)果分析[J].中國醫(yī)院用藥評價與分析，2017，17(6)：836-838.

[10] 尹壽祥，魯微.257例抗腫瘤藥致藥品不良反應(yīng)報告[J].中國醫(yī)院用藥評價與分析，2017，17(6)：843-845.

[11] Atrián-Blasco E，Gascón S，RodrGuez-Yoldi MJ，et al.Novel Gold(Ⅰ) Thiolate Derivatives Synergistic with 5-Fluorouracil as Potential Selective Anticancer Agents in Colon Cancer[J].Inorg Chem，2017，56(14)：8562-8579.

[12] Park SH，Lee JH，Berek JS，et al.Auranofin displays anticancer activity against ovarian cancer cells through FOXO3 activation ind-ependent of p53[J].Int J Oncol，2014，45(4)：1691-1698.

[13] Oommen D，Dodd NJ，Yiannakis D，et al.Linking genotoxicity and cytotoxicity with membrane fluidity：A comparative study in ovarian cancer cell lines following exposure to auranofin[J].Mutat Res，2016，809：43-49.

[14] Liu C，Liu Z，Li M，et al.Enhancement of auranofin-induced apo-ptosis in MCF-7 human breast cells by selenocystine, a synergistic inhibitor of thioredoxin reductase[J].PloS One，2013，8(1)：e53945.

[15] Lee JE，Kwon YJ，Baek HS，et al.Synergistic induction of apoptosis by combination treatment with mesupron and auranofin in human breast cancer cells[J].Arch Pharm Res，2017,40(6)：746-759.

[16] Shin DW，Kwon YJ，Ye DJ，et al.Auranofin Suppresses Plasminogen Activator Inhibitor-2 Expression through Annexin A5 Induction in Human Prostate Cancer Cells[J].Biomol Ther(Seoul)，2017，25(2)：177-185.

[17] Park N，Chun YJ.Auranofin promotes mitochondrial apoptosis by inducing annexin A5 expression and translocation in human prostate cancer cells[J].J Toxicol Environ Health A，2014，77(22-24)：1467-1476.

[18] Hwang-Bo H，Jeong JW，Han MH，et al.Auranofin，an inhibitor of thioredoxin reductase，induces apoptosis in hepatocellular carcinoma Hep3B cells by generation of reactive oxygen species[J].Gen Phy-siol Biophys，2017，36(2)：117-128.

[19] 鄧遠(yuǎn)斐，王江林，李丹，等.大麻素受體激動劑WIN55，212-2聯(lián)合金諾芬對人肝癌細(xì)胞HepG2增殖與凋亡的影響[J].廣東醫(yī)學(xué)，2016，37(8)：1109-1112.