中药对肿瘤细胞周期影响的研究进展

孙阳，史默怡，王亚贤

(黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040)

增殖是细胞生命活动的重要特征。通过增殖可以完成生物的繁育，实现个体细胞数量的增加，并可弥补衰老死亡的细胞。在细胞增殖前，首先要进行物质准备(如DNA复制)，然后再进行细胞分裂，这种物质准备与细胞分裂的循环过程称为细胞增殖周期或细胞周期。细胞周期包括四个时期:G1期(第一时间间隔期)、S期(DNA合成期)、G2期(第二时间间隔期)和M期(有丝分裂期)［1］。细胞周期的进行是个复杂的过程，受到很多因素的影响和调控。肿瘤是一类细胞周期疾病，细胞周期在肿瘤细胞的生长调控中具有重要意义。近年来，学者们对中药改变肿瘤细胞周期来阻止其增殖的研究逐步深入。

细胞周期中某些特定时期，可以影响细胞从一个时期向另一个时期转换，称为限制点或检验点(checkpoint)。常见的限制点有G1/S、G2/M和纺锤体装配限制点。肿瘤细胞可以使这些限制点失活，实现无休止增殖。如果药物促使肿瘤细胞阻滞于某限制点，即可抑制细胞增殖，这是抗肿瘤的机制之一。中医药是否能够通过此途径起到抑制肿瘤细胞增殖的作用?通过查阅近年来的文献以及本课题组进行相关的前期实验，证实中医药对肿瘤细胞的细胞周期有一定程度的影响。

1 研究细胞周期的常用方法

细胞周期的分析方法有很多种。最简单的方法是应用光学、电子显微镜，根据细胞的形态来判定细胞所处的细胞周期阶段。如果用荧光标记细胞中的成分，可使显微镜观察分析细胞周期更准确和简便。另外，近年来细胞周期研究常用方法是流式细胞术，流式细

基金项目:黑龙江省科技厅自然基金资助课题(D201050)

作者简介:孙阳(1979－)，女，博士研究生，讲师，主要从事中药抗肿瘤研究。

通讯作者:王亚贤(1952－)，女，教授，博士研究生导师，主要从事中医药现代化多学科免疫学研究。

收稿日期:2012－07－06

修回日期:2012－08－04

胞术是应用流式细胞仪快速对细胞进行计数和分析的技术，能检测到被荧光染料标记的细胞成分。分析参数可有DNA、RNA、蛋白质含量以及细胞群比例测定等［2］。

2 中药对肿瘤细胞周期影响的研究

随着研究方法的日益更新，很多学者通过研究细胞周期来探索中医药抗肿瘤的机制。孟爱国等［3］发现N－马来酰－L－缬氨酸酯姜黄素可以使胃癌MGC－803细胞在G2/M期含量增加，细胞阻滞在该期。李荣辉等［4］在研究胃癌MGC－803细胞时发现，树舌多糖可使细胞阻滞于G0/G1期。刘蔷等［5］用熊果酸作用人胃癌细胞MGC－803后，肿瘤细胞阻滞在G1/M期。田志华等［6］发现，中药紫龙金可以抑制人乳腺癌细胞MCF－7细胞增殖并促进其凋亡。海芒果种子提取物对人肝癌HepG2细胞增殖也有抑制作用。近年来，本课题组主要研究红花多糖抗肿瘤的作用机制。前期实验证实，中药红花多糖对胃癌SGC－7901和肝癌SMMC－7721细胞作用24h后，随着红花多糖浓度的增加，各组细胞G0/G1、S期细胞百分数逐渐减少，而G2/M期的细胞百分数逐渐增加，提示红花多糖可引起胃癌SGC－7901细胞和肝癌SMMC－7721细胞发生G2/M期阻滞［7］。通过归纳总结文献和前期实验的结果，发现相同的肿瘤细胞在应用不同的中药时，细胞阻滞于不同时期。笔者考虑不同的中药抗肿瘤作用靶点和作用机制不同，故而具有差异性。在后期实验中，本课题组即将重点研究红花多糖导致胃癌和肝癌细胞阻滞于G2/M期的分子机制。

3 影响G2/M期的分子机制

细胞能够顺利通过G2/M限制点，从G2期向M期转化，需要成熟促进因子(MPF)的驱动。MPF是由周期蛋白B(cyclinB)与细胞周期依赖蛋白激酶2(cdc2)结合而成的复合物，任何原因抑制cyclinB和cdc2的基因表达都会使细胞阻滞于G2期。

3．1 细胞周期抑制蛋白

细胞中有一个小分子质量的蛋白家族，其参与细胞周期检验点的负调控，阻滞细胞周期进程，这些蛋白为细胞周期抑制蛋白。主要包括p53、p15、p16、p19、p27、pRB［8－11］等。王代树等［12］在研究中发现，中药紫龙金可以提高p16的表达，推迟细胞由G2期向M期进展，从而抑制细胞增殖。另外，学者们对p53的研究极为深入。早有研究表明，p53与G1/S阻滞有关。如果p53表达异常或DNA损伤，细胞增殖会在G1/S期阻滞。细胞周期蛋白D(cyclinD)/周期蛋白依赖性蛋白激酶4(Cdk4)、cyclinE/Cdk2和cyclinA/cdk2复合物磷酸化pRB和其家族成员，从而致使E2F转录因子释放，并且DNA复制所需的基因转位活化。以上这些物质均是G1/S期检验点调控的靶点［13］。

近年来，研究发现p53不仅与G1期向S期转变密切相关，它还调控G2/M期限制点。p53影响G2/M期的机制主要包括三方面。其一，野生p53可以激活下游基因p21，p21与cyclinB1－cdc2复合物结合，抑制cdc2活性，从而减少MPF的生成，引起G2/M阻滞。桔梗皂苷D可抑制白血病细胞增殖，亦通过此机制所致［14］。其二，p53还可促进14－3－3δ的表达，14－3－3δ和cdc2在胞质结合，也导致细胞阻滞。其三，p53促使生长抑制及DNA损伤诱导基因45alpha(GADD45α)与cyclinB1－cdc2复合物作用，导致细胞停滞于G2期。GADD45α的作用方式有两种:可以直接和复合物结合，或与cdc2结合并破坏它，从而间接阻止复合物的生成。p53不仅可使细胞阻滞于G1/S期和G2/M期，还可影响其他各期。Aaron Joseph Donner等［15］在文中探讨p53参与的网络途径，可以影响细胞周期各期，对信号通路也有影响。

3．2 信号通路

3．2．1 PI3K－Akt信号通路 磷脂酰肌醇3－激酶(PI3K)与下游的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(Akt)所组成的信号通路可以影响肿瘤的增殖和存活。PI3KAkt信号通路被激活刺激细胞的生长和分裂，抑制细胞的凋亡。肿瘤细胞常启动生长的信号通路，生长因子激活PI3K，从而刺激一条从Akt到TOR(Target Of Rapamycin，TOR)的通路，启动细胞过度增殖［16］。

3．2．2 ATM－chk2信号通路 DNA损伤后可以激活共济失调－毛细血管扩张突变蛋白(ataxia－telangiectasia－mutated protein，ATM)激活检查点激酶2(checkpoint kinase－2，chk2)，chk2抑制 cdc2的表达，致使cyclinB1－cdc2减少，导致G2/M期阻滞。崔瑜［17］研究杂色曲霉作用人胃黏膜上皮细胞后，使细胞阻滞于G2期，主要通过ATM－Chk2信号通路诱导。

3．2．3 MAPK信号通路 丝裂原活化蛋白激酶(mitogen－activated protein kinases，MAPK)信号通路对细胞G2/M期的影响逐渐被学者们重视。MAPK的3个主要家族成员有:胞外信号调节激酶(ERK)，JNK(c－Jun N－terminal protein kinase)和p38激酶，通过相互作用引起细胞生物学效应。有报道指出，p38MAPK通路可以引起G2/M期细胞阻滞。MIKHAILOV A［18］指出，该信号通路通过影响14－3－3蛋白，导致细胞周期阻滞于G2/M期。邹少娜等［19］发现，p38MAPK在没食子酸酯诱导胃癌MGC803细胞阻滞和凋亡有作用。Alexei Mikhailovdg等［20］指出，拓扑异构酶Ⅱ也是通过p38MAPK途径使细胞发生阻滞，并且阻滞于G2/M期。另外，p38MAPK通路除可引起G2/M期阻滞外，还可引起其他时期细胞阻滞。张丰华［21］在肝癌细胞中应用柴胡皂甙(SSD)后，发现细胞周期阻滞于G0/G1期，实验证实作用机制与上调p38MAPK有关。

除了以上几种因素可以使肿瘤细胞阻滞于G2/M期外，还有很多信号通路参与细胞周期的调控，例如:Wnt通路［22］，JAK －STAT 通路，TGF－ β －Smad通路等。

4 展望

对于细胞周期的研究除以上所述外，还有很多因素与细胞周期调节密切相关。1)微小RNA(microRNA，miRNA)，具有细胞周期调节作用的RNA分子，其作用靶点不同，故而miRNA对细胞周期的调控也是多种多样的，并可调节其他细胞周期相关因素［23］;2)多篇文章报道端粒酶在恶性肿瘤中特异性表达，近年来端粒酶抑制剂的研究亦是热点［24］;3)细胞因子作为细胞间的通讯分子，影响着细胞的生长、增殖和分化。细胞因子通过激活细胞内的信号通路而发挥对细胞周期的调控作用;4)活性氧对细胞周期的调控(信号转导级联及细胞骨架重组等)发挥重要的作用［25］。影响细胞周期的因素很多，它们彼此之间互相协调，互相联系形成一个网络，作用机制仍然有很多未知。虽然对细胞周期的深入研究任重而道远，但这将有助于了解肿瘤的发生、发展机制，为更有效地应用中药治疗肿瘤提供理论基础。

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