清熱解毒中藥通過NF-κB信號通路治療腫瘤的研究進展

黎雪 張英 侯煒 鄭琦 祁鑫 裴迎霞 樊慧婷 劉碩 林洪生

目前，惡性腫瘤臨床上常用的主要是細胞毒類藥物，但這類藥物具有難以避免的選擇性差、毒副作用強、易產生耐藥等缺點。核轉錄因子-κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起關鍵作用，持續(xù)活化可以使惡性腫瘤細胞無限增殖、抵抗凋亡，從而促進惡性腫瘤侵襲轉移，因此介導NF-κB可發(fā)揮抗腫瘤作用[1-2]。中醫(yī)藥在預防腫瘤發(fā)生發(fā)展轉移方面具有優(yōu)勢，熱毒是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要原因之一。中醫(yī)認為，熱為溫之漸，火為熱之極，火熱之邪內蘊，客于血肉，壅聚不散，腐蝕血肉，皆可釀成癰膿，或發(fā)為腫瘤?！夺t(yī)宗金鑒》云：“癰疽原是火毒生，經絡阻塞氣血凝?！薄鹅`樞.癰疽》：“大熱不止，熱盛則肉腐，肉腐則為膿，故名曰癰。”根據以上描述可以看出，腫瘤的發(fā)生發(fā)展與毒熱在體內的蓄積有著重要的關系[3-4]。清熱解毒中藥主治各種熱毒之證，其有效成分可介導信號轉導通路，從而治療潰瘍性結腸炎[5]、膿毒血癥[6]、支氣管哮喘[7]等多種疾病。清熱解毒中藥是腫瘤治療的重要組成部分，然而，目前對于清熱解毒中藥治療腫瘤的機制仍處于探索階段[8-9]。課題組認為，基于NF-κB信號通路對清熱解毒中藥進行優(yōu)勢潛力的挖掘，可能是認知中醫(yī)藥防治腫瘤的理論和機制研究的有效途徑。因此，本文基于NF-κB信號通路對清熱解毒中藥的腫瘤治療進行回顧，初步分析NF-κB信號通路在腫瘤治療中應用的現狀，并對NF-κB信號通路在清熱解毒中藥的腫瘤治療的應用進行探討，以期為中醫(yī)藥防治腫瘤的理論和機制研究提供新思路。

1 NF-κB信號通路與腫瘤之間關系的研究概述

1.1 NF-κB促進惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展

NF-κB是一種能與免疫球蛋白κ鏈基因的增強子κB序列(GGGACTTTCC)特異結合的核蛋白因子，與許多靶基因的轉錄啟動有關。通過調控多種基因的表達,進而參與免疫反應、炎癥反應、細胞凋亡、腫瘤發(fā)生與轉移等多種生物進程。此外，NF-κB幾乎存在于所有細胞中，已有研究證實，其過度活化與乳腺癌、非小細胞肺癌、結腸癌、肝癌、卵巢癌、胰腺癌等均密切相關[1]。

靜息狀態(tài)下，NF-κB在胞漿內與其抑制因子IκBs結合，處于非活化狀態(tài)。但當細胞受到各種內外刺激，IκBs被IκB磷酸化激酶復合物(inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase,IKK)磷酸化，與泛素蛋白結合，再經蛋白酶體降解，從而使得NF-κB釋放出來，并進一步轉位到細胞核內，使NF-κB處于活化狀態(tài)。NF-κB的活化使得細胞增殖與凋亡之間的平衡被打破，而傾向于抑制細胞凋亡、促使腫瘤細胞惡變。因此，NF-κB在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到了十分關鍵的調節(jié)作用。

另外，隨著炎癥與腫瘤關系的進一步深入研究，發(fā)現NF-κB在腫瘤相關性炎癥信號通路中處于核心地位，而活化NF-κB主要通過活化Slug、Snail、Twist，以及Zeb1/Zeb2等轉錄因子實現[10-11]。對394例肺癌患者的免疫組化研究表明，與對照組比較，NF-κB p65的表達顯著增高，且與疾病進展明顯相關，中晚期患者的NF-κB p65表達也顯著高于早期患者。此外，NF-κB也可通過抑制肺癌細胞凋亡從而促進疾病惡化[12]。以上研究都提示了NF-κB信號通路對腫瘤的發(fā)生發(fā)展起著重要作用，因此，基于 NF-κB信號通路在腫瘤治療中的潛力挖掘，無疑是一種有效干預途徑。

1.2 NF-κB促進惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展的主要機制

1.2.1 促進腫瘤細胞的增殖 多種細胞因子或細胞因子受體通過激活NF-κB通路而發(fā)揮作用，而活化的NF-κB可以調節(jié)多種癌基因的功能，如在前列腺癌、直腸癌中通過激活NF-κB，使Ras處于持續(xù)激活狀態(tài)，進而促進腫瘤細胞增殖。

1.2.2 抑制腫瘤細胞的凋亡 激活的NF-κB可以通過TNF受體相關因子(包括TRAF1、TRAF2)，凋亡抑制因子(包括c-IAP1和c-IAP2)，以及B淋巴細胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)家族成員，從而抑制caspase-8進而抑制腫瘤細胞的凋亡。

1.2.3 促進腫瘤細胞的侵襲和血管生成 NF-κB信號通路可調節(jié)多種與腫瘤侵襲相關的基因和細胞因子的表達，包括金屬基質蛋白酶(matrix metalloprotein，MMP)、尿激酶型纖溶酶原活化因子(urinary type plasminogen activator，uPA)、白細胞介素8(interleukin，IL-8)等。有研究表明，頭頸部鱗狀細胞癌的NF-κB信號通路和細胞有絲分裂，以及活化蛋白激酶通路的共激活，可以使IL-8和血管內皮細胞生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表達增高，從而參與腫瘤血管生成。

1.2.4 NF-κB是腫瘤相關性炎癥的核心 NF-κB通路在炎癥與腫瘤之間搭建了一座橋梁，由于IKKβ過表達或活性增加，導致了炎癥因子的分泌(如 TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8、CSF-1和COX2 等)。炎癥因子則通過調節(jié)腫瘤細胞和間質細胞之間，以及腫瘤細胞和細胞外基質之間的相互作用，改變腫瘤細胞的生存微環(huán)境，從而內源性地促進了腫瘤的生長、浸潤和擴散[13]。

1.3 NF-κB是抗腫瘤治療的關鍵機制之一

1.3.1 IKK抑制劑 由于惡性腫瘤與慢性炎癥的密切關系，慢性炎癥能夠激活經典的IKKα/NF-κB和IKKβ/NF-κB途徑，促進腫瘤的生長。因此，阻斷該途徑被認為能夠有效抗腫瘤治療[14]。目前，發(fā)現有多種阻斷該途徑的藥物，在細胞實驗中能抑制細胞生長，增加細胞凋亡，在動物實驗中縮小腫瘤體積、延長動物生命等方面均取得良好效果。按照作用機制，可將已知的IKKβ抑制劑分為3類：三磷酸腺苷類似物、變構抑制劑、硫醇反應性復合物。除了硫醇反應性復合物，其他抑制劑都顯示了對IKKβ很高的特異性。這些復合物可能被作為潛在抗腫瘤增敏劑，通過選擇性阻滯IKK/NF-κB途徑的活性，來增加腫瘤細胞對放療和化療的反應[15]。

1.3.2 非甾體類抗炎藥 關于非甾體抗炎藥(nonsteroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs)與惡性腫瘤防治的相關研究在國際上已經開展了約20年[16]。已有大量研究表明，長期服用諸如阿司匹林等NSAIDs能夠降低惡性腫瘤的發(fā)病率和死亡率[17-19]。機制主要是通過抑制體內COX活性，以及抑制NF-κB信號通路等途徑來發(fā)揮抗腫瘤作用。Jeong等[20]發(fā)現NSAIDs可通過促進活性氧(reactive oxygen species, ROS)的生成來發(fā)揮抗癌作用，NSAIDs可誘導快速生成細胞內ROS，而由ROS介導的NF-κB、ATF3的激活和DNA損傷均可誘導腫瘤細胞凋亡。

1.3.3 蛋白酶體抑制劑 蛋白酶體是多個中性蛋白水解酶構成的蛋白酶復合體，基于不同的亞基結構及不同的功能，蛋白酶體可被分為組成型蛋白酶體和免疫蛋白酶體。在功能方面，蛋白酶體可以通過對蛋白質的降解來調節(jié)細胞內多種蛋白水平，被降解的蛋白包括NF-κB途徑中的活性蛋白、抑癌蛋白P53等多種重要生理功能密切相關的蛋白質[21]。有研究報道，蛋白酶體抑制劑依沙佐米可以抑制相關蛋白如IκB，進而抑制NF-κB通路的激活，啟動凋亡程序，促進細胞凋亡。依沙佐米可通過NF-κB抑制抗凋亡蛋白細胞因子的轉錄活性，促進周期蛋白的表達，促進細胞周期停滯在G2/M期，介導多種瘤細胞的凋亡[22]。

1.3.4 免疫抑制劑 免疫抑制劑主要是通過抑制NF-κB活性，以及IκBα降解發(fā)揮作用。目前，已被證實有用的免疫抑制劑包括沙利度胺、糖皮質激素等。沙利度胺是在治療多發(fā)性骨髓瘤中具有重要意義的免疫調節(jié)藥物，當沙利度胺與地塞米松聯合使用時，多發(fā)性骨髓瘤患者的應答率顯著提高[18]。此外,沙利度胺也被證明可以通過調節(jié)NF-κB，抑制其他腫瘤細胞如白血病、淋巴瘤、宮頸癌等。糖皮質激素也被發(fā)現可以抗炎和抑制NF-κB活性，主要機制是通過IκBα的基因轉錄,進而提升NF-κB抑制劑的蛋白質水平。

IKK抑制劑、非甾體類抗炎藥、蛋白酶體抑制劑、免疫抑制劑等藥物雖有一些已運用于臨床治療，但由于藥物在機體內各種生理過程中起到了十分復雜的作用，其副反應也限制了其應用。例如，蛋白酶體抑制劑硼替佐米雖然對多發(fā)性骨髓瘤患者的治療療效較好，但是出現了較為頻繁的周圍神經系統(tǒng)毒性，原發(fā)或繼發(fā)的耐藥和治療后復發(fā)等問題[23]。而NF-κB信號轉導通路在惡性腫瘤進程中扮演的關鍵角色，給后續(xù)研究提供了抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展新思路。因此，尋找靶向調控NF-κB信號轉導通路、阻止腫瘤發(fā)生發(fā)展，且副作用小的藥物是當前國內外學者研究的熱點[24]。

2 清熱解毒中藥通過NF-κB信號通路防治腫瘤

中醫(yī)理論認為，熱毒是腫瘤的重要發(fā)病機制之一，清熱解毒法是臨床治療腫瘤的主要治療方法之一。一方面，若患者辨證兼夾熱邪，則治療時應當選用清熱解毒法；另一方面，惡性腫瘤雖為局部病變，但實則為全身性疾病在局部的反應，且腫瘤細胞往往處于高代謝狀態(tài)，因而表現為內在的熱相，亦可選用清熱解毒法。目前，清熱解毒法在中醫(yī)腫瘤臨床中應用廣泛，但其內在科學機理仍待探索，因此本文將清熱解毒中藥抗腫瘤治療的作用機制總結如下。

2.1 乳腺癌

Chung等[25]發(fā)現，黃芩提取物黃芩苷可通過NF-κB信號通路，抑制正常乳腺細胞發(fā)生癌性上皮間質轉化，同時抑制乳腺腫瘤細胞的致瘤活性，發(fā)揮抗腫瘤作用。黃器偉等[26]研究發(fā)現，野菊花提取物蒙花苷可抑制人乳腺癌細胞的遷移和侵襲，作用機制是通過抑制IKK/NF-κB信號通路活化而下調Snail和MMP-9蛋白水平并上調E-cadherin蛋白水平。Chung等[27]在觀察白花蛇舌草對于人乳腺癌細胞的抵抗作用時發(fā)現，白花蛇舌草能降低p-ERK和p-p38磷酸化水平以及促進caspase-8和caspase-7的凋亡，同時線粒體凋亡蛋白Bax增加、Bcl-2降低，說明白花蛇舌草是通過抑制p-ERK、p-38和NF-κB來達到治療乳腺癌的作用。

2.2 非小細胞肺癌

Qla等[28]研究發(fā)現，川貝母提取物西貝素可抑制A549非小細胞肺癌小鼠瘤體，并表現出良好的安全性，機制是通過抑制非小細胞肺癌腫瘤炎癥相關反饋機制NF-κB信號通路。放射治療是肺癌的常規(guī)治療方法，但放療產生的電離輻射也被認為具有引起惡性腫瘤的遠期效應。Jung等[29]發(fā)現，蒙花苷能夠顯著抑制由放療電離輻射引起的人非小細胞肺癌A549細胞的遷移侵襲，而這主要是通過抑制NF-κB信號通路和IκB-α磷酸化來實現的。韋星等[30]發(fā)現白花蛇舌草注射液能誘導人肺癌SPC-A-1細胞凋亡，并且呈劑量依賴性，P53蛋白表達顯著上升，Bcl-2和NF-κB蛋白顯著下降，這表明白花蛇舌草注射液誘導腫瘤細胞凋亡的機制與P53蛋白表達及下調Bcl-2和NF-κB蛋白表達有關。

2.3 胰腺癌

Zhang等[31]實驗表明，清胰化積方治療腫瘤的機制之一就是通過干預NF-κB信號通路抑制腫瘤相關性巨噬細胞的形成以及浸潤，從而降低胰腺癌的侵襲轉移能力。Wei等[32]發(fā)現大黃素可降低人胰腺癌細胞p-Akt水平、NF-κB活性、bcl-2和Bax比率，增加caspase-9和caspase-3激活以及CytC的釋放，說明大黃素可通過NF-κB的激活來達到增強吉西他濱對人胰腺癌細胞的抑制作用。范靈婧等[33]實驗研究發(fā)現，菊花多糖對胰腺癌PANC-1細胞具有良好的抑制作用，且對NF-κB 信號表現出較強的免疫抑制活性。

2.4 肝癌

李巖等[34]研究發(fā)現，黃芩湯輔助序貫肝動脈化療栓塞術對原發(fā)性肝癌患者NF-κB表達的影響，發(fā)現黃芩湯可提高抗腫瘤治療效果，并縮小腫瘤病灶體積，而改善肝癌患者NF-κB、AFP水平可能是起效的作用機制之一。Su等[35]發(fā)現夏枯草可改變肝細胞癌的轉移微環(huán)境，作用機制是通過抑制AP-1和NF-κB，進而抑制VEGF和MMP-9的轉錄；同時抑制細胞外信號相關激酶的磷酸化，下調p38信號通路，抑制NF-κB及AP-1的活性。Yu等[36]發(fā)現苦參提取物苦參堿能夠降低人肝癌細胞的侵襲，并抑制NF-κB的表達，說明苦參堿是通過下調NF-κB來達到對肝癌的治療作用。胡建新等[37]通過觀察地錦草對H22肝癌小鼠鼠核NF-κB/VEGF信號通路相關蛋白的影響，結果發(fā)現與模型組比較，給予地錦草后，H22肝癌小鼠瘤重減輕，腫瘤組織NF-κB、TNF-α、VEGF mRNA 和蛋白表達均下降。張婷婷等[38]研究發(fā)現對人肝癌細胞進行復方苦參注射液處理24小時后，細胞增殖、轉移和侵襲均得到抑制作用，NF-κB水平下降，說明復方苦參注射液抑制人肝癌細胞的能力，與NF-κB信號通路有關。

2.5 卵巢癌

Nam等[39]研究發(fā)現桑白皮提取物桑根醇對于卵巢癌細胞具有濃度依賴性的細胞毒性，并且可抵抗卵巢癌細胞增殖，作用機制是抑制IκBα和p65 NF-κB的有機磷酸化，抑制NF-κB的相關基因表達(如c-Myc、Cyclin D1、Bcl-XL、Bcl-2)。Kavandi等[40]發(fā)現黃芩及川貝母可降低卵巢癌的侵襲能力，作用機制是抑制NF-κB DNA結合，減少IκBα磷酸化表達，以及抑制NF-κB活性。Hu等[41]發(fā)現土茯苓呈劑量依賴性抑制人卵巢癌細胞的增殖，并通過激活caspase-3、PARP和Bax使細胞阻滯在G2/M期，誘導細胞凋亡；同時土茯苓也可抑制NF-κB，并下調Bcl-2、Bcl-XL、cIAP-1、XIAP和AKT等基因的表達，并促進人卵巢癌細胞對順鉑和阿霉素的化療敏感性，說明抑制NF-κB，誘導細胞凋亡，減少順鉑和阿霉素對卵巢癌的耐藥性是土茯苓治療卵巢癌的作用機制。

3 結論與展望

熱毒蘊結是腫瘤的重要發(fā)病機制之一，清熱解毒既是以消除病因為主的治法，也是治療癌癥的重要法則，如《素問·至真要大論篇》云：“治熱以寒，熱者寒之?！比舭┒炯鎶A熱邪，應辨證選用清熱解毒法。而且進展期的腫瘤細胞多處于高代謝狀態(tài)，內部往往會表現出“熱”象，也應在臨床治療時使用清熱解毒中藥。癌毒病機理論也認為清熱解毒方藥在治療腫瘤時，不應僅拘泥于熱毒之候，即使患者癥狀表面無熱邪夾雜，也應根據其正氣強弱酌情應用清熱解毒方藥以發(fā)揮抗癌祛毒之效。

由此可以看出，清熱解毒中藥對于惡性腫瘤中醫(yī)治療的重要意義，但問題在于其科學內涵的探索研究仍有待完善。NF-κB已被證實參與包括炎性疾病、病毒感染等多種癌前疾病的發(fā)生發(fā)展過程，同時NF-κB信號轉導通路上的相關基因與蛋白作用于中醫(yī)藥治療的的機制也正在被逐漸闡明，這些研究都為存在NF-κB通路異常的腫瘤治療提供了新的治療方向。就目前來看，通過作用于NF-κB的中醫(yī)藥單體或復方結合中醫(yī)辨證論治，來改善耐藥和預防轉移可能是未來腫瘤研究的熱點和突破口。

綜上，以NF-κB為靶標，從信號轉導通路的角度分析清熱解毒方藥對腫瘤的抑制作用，可以為從中藥開發(fā)具有靶向調控NF-κB的藥物奠定基礎，為清熱解毒類方藥作用機制的闡釋提供科學依據，也為中醫(yī)藥治療惡性腫瘤提出了深層次的分子機制及新的方向。