Cyclooxygenase-2抑制剂塞来昔布对乳腺癌细胞系作用的研究现状

刘 军 门秀丽 柳雅玲 王 丽

(1.河北联合大学基础医学院病理生理学教研室，河北 唐山 063000；2.泰山医学院基础医学院病理教研室，山东 泰安 271000)

乳腺癌是危害女性健康的常见恶性肿瘤之一。19世纪80年代，Bennet等发现环氧化酶(cyclooxygenase,Cox)与乳腺癌的发生发展密切相关[1]。Cox又称前列腺素内过氧化物合成酶(PGHS)，是前列腺素(PGs)合成过程中的一个主要限速酶[2]。环氧化酶-2(Cox-2)为诱导基因型，其表达在正常生理状态下高度限制于某些组织中，多数组织内检测不到，当细胞受到炎症介质、促癌剂、细胞因子等刺激后可使Cox-2诱导性表达[3]。Cox-2及其催化产物PGs不仅广泛参与机体炎症等多种过程，而且可通过多种致病机制参与许多实体瘤的发生、发展过程。Cox-2抑制剂在乳腺癌中的应用也受到广泛关注[4]。作为环氧化酶-2抑制剂之一的塞来昔布，能抑制细胞增生，调节细胞周期，并且促进细胞凋亡。它的作用一直在许多乳腺癌临床预实验中被研究[5]。

1 Cox-2抑制剂塞来昔布

塞来昔布(商品名为西乐葆,celecoxib)作为一种新型NASIDs(非甾体抗炎药)，是一种高选择Cox-2抑制剂，其靶向性强，副作用小。它可以选择性阻断Cox-2，而不阻断Cox-1，从而减少传统非甾体类抗炎药如阿司匹林、吲哚美辛等对消化道黏膜的损伤[6]。已被美国FDA批准用于预防家族型肠息肉病的恶变。国内外大量文献都对其进行了报道：研究表明塞来昔布在上皮组织癌(包括胃癌、结直肠癌、前列腺癌、肺癌、胰腺癌、乳腺癌、头颈部肿瘤、皮肤的鳞状上皮细胞癌等)都有一定的抑制作用[7]。塞来昔布通过抑制肿瘤细胞增殖，抑制血管增生及促进肿瘤细胞凋亡而用于消化道肿瘤、乳腺癌、肺癌和肝癌的治疗。

2 塞来昔布对人乳腺癌细胞系抗肿瘤作用及机制

2.1 celecoxib对乳腺癌细胞增殖的作用影响

王玲等[8-9]采用MTT法检测不同浓度塞来昔布对人乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖的影响，实验结果MDA-MB-231细胞生长抑制，且表现为浓度和时间依赖性，可将细胞阻滞于G0/G1期。研究其作用机制可能是通过IκBα的磷酸化阻断NF-κB信号通路，进而下调其下游基因CyclinD1，对细胞周期进行调控。NF-κB是普遍存在于细胞质中的一种核转录因子，它存在于多种细胞并参与炎症、细胞增殖与细胞凋亡等多种生理和病理生理过程的基因调控。活化的NF-κB信号通路可以促进多种下游调控基因的表达，其中CyclinD1就是其下游的一个靶基因，其基因启动子上有NF-κB、APl等顺式调控元件，可以接受它们的调控。CyclinD1与G1期密切相关，是细胞周期进程的启动子，在细胞周期调节过程中起正性调节作用，其含量及活化程度在细胞增殖周期卡点G1/S期转换过程中起限速作用。

实验中不同浓度塞来昔布作用24 h后，CyclinDl mRNA及其蛋白表达均随药物浓度增加而下降，表明塞来昔布可能通过阻断NF-κB信号通路，下调其下游的靶基因CyclinDl，使细胞停滞在G0/G1期从而抑制细胞进入DNA合成期和有丝分裂期。另外，已知Cox-2在人乳腺癌组织中呈高表达，且与乳腺癌的发生发展密切相关，刘雨清等[10]通过实验证实，塞来昔布还可通过抑制Cox-2表达从而抑制乳腺癌MCF-7、B37细胞的增殖。

2.2 celecoxib对乳腺癌细胞凋亡的作用影响

塞来昔布除了抑制细胞增殖，还可以促进细胞凋亡。代志军等[11-12]通过流式细胞仪检测celecoxib对乳腺癌MCF-7细胞的凋亡影响。由于Cox-2是炎症过程中一个重要的诱导酶，催化合成PGs，前列腺素刺激细胞增殖，同时抑制免疫；Cox-2过度表达促进肿瘤新生血管生成，增加肿瘤细胞侵袭力，抑制肿瘤细胞凋亡。作为Cox-2抑制剂celecoxib对乳腺癌细胞的诱导凋亡作用可能与Cox-2表达下调，PGs水平下降有关[12-13]。苏方等[14]通过Western blot检测塞来昔布可使Bcl-2蛋白表达下调。Bcl-2基因家族是目前最受重视的调控细胞凋亡的基因家族，其中，Bcl-2凋亡抑制基因，其表达上调时细胞凋亡受抑制；另一类，Bax，可拮抗Bcl-2基因抗凋亡效应而促进凋亡。Bcl-2与Bax比例决定细胞凋亡程度。因此，塞来昔布可通过调控Bcl-2促细胞凋亡。Wang[5]通过RT-PCR发现celecoxib下调NF-κB信号通路促进MDA-MB-231细胞的凋亡。所以通过IκBα的磷酸化阻断NF-κB信号通路，进而下调其下游基因CyclinD1，对细胞周期进行调控不仅可以抑制细胞增殖，还可能是促进细胞凋亡的一个机制。Survivin是目前发现仅有的与细胞周期密切相关的凋亡抑制蛋白(inhibitor of apoptosis proteins,IAP)家族成员,有促进细胞增殖抗凋亡作用[15]。Survivin表达严格受细胞周期调控，其高表达具有G2/M期依赖的特异性。Chen等用塞来昔布处理鼻咽癌细胞系(CNEI，CNE2，SLJNE)，结果发现celecoxib可以明显抑制3种鼻咽癌细胞的增殖，促进鼻咽癌细胞凋亡，研究者推测该机制可能与降低Akt的磷酸化，降低Bcl-2和survivin蛋白的表达并抑制caspases-3的激活有关。因此研究塞来昔布可影响survivin蛋白的表达为celecoxib促乳腺癌凋亡提供另一可能机制，此类推测需要更多理论和实验去证实。

2.3 celecoxib对乳腺癌细胞转移的作用影响

人TNBC细胞MDA-MB-231是一种高侵袭性、分化差、生长倍增速度快的乳腺癌细胞，之前被证实塞来昔布可以显著地抑制人TNBC细胞MDA-MB-231的运动及侵袭能力，提示塞来昔布可能有利于防治TNBC的早期转移。多项研究已证实，MMP-2和MMP-9高表达与乳腺癌转移密切相关，在发生早期转移的乳腺癌患者中，这两种蛋白酶的表达增高更明显。王玲等[16]通过研究发现，塞来昔布可以不同程度地降低MDA-MB-231细胞MMP-2和MMP-9的mRNA表达。从转录水平抑制肿瘤细胞酶的表达作用，防止过量的MMP集聚在细胞周围，阻断肿瘤细胞为其自身转移创造条件。但关于celecoxib对MMP-2和MMP-9转录后的调节机制，还在进一步实验研究中。

2.4 celecoxib对乳腺癌细胞放射增敏的作用影响

牛国梁等[17]用克隆形成实验、流式细胞分析法及Western blot研究发现塞来昔布组pAkt蛋白明显低于对照组，说明塞来昔布能够抑制Akt磷酸化，这与Barnes等研究的塞来昔布能够抑制Cox-2，从而抑制Akt磷酸化一致。而单纯放射组提高pAkt蛋白的表达，推测照射后Akt磷酸化可能是细胞对射线损伤的一个早期反应事件，这也可能是肿瘤细胞放射抗拒的重要原因。塞来昔布联合照射线组pAkt蛋白低于单纯照射组，说明塞来昔布具有抑制放射线诱导Akt磷酸化的作用，增强了放射敏感性[18-19]。

P13K/Akt信号通路在绝大多数人类肿瘤中表达失调，调节着肿瘤细胞的增殖和凋亡，并且与肿瘤的血管形成和侵袭转移以及对化学耐药、放疗抗拒密切相关。放射线可诱导乳腺癌MDA-MB-231细胞P13K/Akt信号转导通路的活化，提高肿瘤细胞的放射抗拒，塞来昔布则能够抑制P13K/Akt信号转导通路的活化，从而提高了乳腺癌放射敏感性。

2.5 celecoxib联合化疗药物可增强乳腺癌细胞对化疗药物的敏感性

康华峰[20]用三苯氧胺联合塞来昔布预防大鼠乳腺癌发生的实验中证实联合用药组肿瘤发生率明显降低、肿瘤潜伏期明显延长、肿瘤数目明显下降、肿瘤体积显著减小，表明三苯氧胺联合塞来昔布能更加显著的抑制DMBA诱导的大鼠乳腺癌的发生、发展。苏方等[14]研究塞来昔布与多柔比星(ADM)联合应用对乳腺癌MCF-7细胞和Sk-Br-3细胞的抗肿瘤作用。采用集落形成实验来检测，结果显示：塞来昔布能有效的增强ADM抑制乳腺癌MCF-7细胞和Sk-Br-3细胞增殖的作用[21]；通过流式细胞术和Western blot检测凋亡相关蛋白表达及caspase-3活性变化情况，说明塞来昔布和ADM可明显提高两者单独应用时对乳腺癌MCF-7细胞和Sk-Br-3细胞凋亡的诱导作用。其机制可能是通过下调bcl-2凋亡通路，激活caspase-3而实现的[14]。张岩等提出塞来昔布达到与多柔比星几乎相同的抗乳腺癌作用。塞来昔布与多柔比星二者联合应用可通过不同的作用机制发挥抗肿瘤作用，有实验结果提示塞来昔布联合多柔比星可减少各自的用量，并对人乳腺癌细胞株MCF-7有良好的抑制增殖作用，其发挥抑瘤效应的机制与诱导细胞凋亡有关，并有协同作用[22]。进一步探讨塞来昔布联合化疗药物可增强乳腺癌细胞对化疗药物的敏感性，为临床上乳腺癌的优化治疗提供了一定的理论基础，药物的联用可能成为乳腺癌化疗的一种更为有效的方案[11]。

2.6 celecoxib对乳腺癌细胞预防获得性耐药发生

在乳腺癌耐药细胞株MCF-7/Adr中发现，Cox-2抑制剂可通过影响转录因子YB-1，c-Jun的表达，下调MDR1而逆转耐药。由于Cox-2具有上调细胞膜外排泵表达和抵抗凋亡等多种作用，因此其可能参与肿瘤细胞耐药的形成。因此，对Cox-2进行有效干预可能会达到耐药预防的目的。用小剂量多柔比星可诱导MCF-7细胞获得性耐药，在mRNA及蛋白水平均证实细胞内MDR1和MRP1上调，联合塞来昔布作用后，与多柔比星单药组相比，MDR1和MRP1均有所下调，并在P-gp功能上进行了确证[23]。表明塞来昔布对多柔比星诱导MCF-7细胞耐药具有预防作用，但其具体机制尚不明确。另外，柳青等[24]采用无毒剂量的塞来昔布检测其对MCF-7/Taxol细胞的耐药逆转作用，也发现塞来昔布能显著增强MCF-7/Taxol细胞对Taxol的敏感性，确实具有耐药逆转作用。此外发现塞来昔布能抑制P-gp的底物Taxol对细胞P-gp蛋白及mRNA表达水平的上调作用，并能下调细胞P-gp，BCRP，Cox-2的表达，但根据已有研究BCRP对Taxol无外排作用，因此塞来昔布能增强MCF-7/Taxol的敏感性，主要与下调P-gp有关，而与下调BCRP无直接关系。

3 结 语

尽管塞来昔布在人乳腺癌细胞系抑制增殖、促进凋亡方面的实验中取得了肯定效果，但在临床上更广泛的应用，还有许多治疗安全性问题尚待解决,其安全性还与用药时间和用药剂量有关，所以临床医生在应用时应严格掌握其适应症与禁忌症。塞来昔布具有价格低廉，毒副作用小等优点，除此之外，还有减轻癌性疼痛和癌性发热等作用，具有良好的临床应用前景。但塞来昔布防治乳腺癌的具体分子机制尚待进一步的基础及临床研究。如文中提及的塞来昔布可影响Survivin蛋白的表达，研究促乳腺癌细胞凋亡机制；塞来昔布对MMP-2，MMP-9转录后的调节机制，研究其对转移的抑制影响；研究P13K/Akt信号通路与塞来昔布在肿瘤细胞放射增敏中的作用及具体机制；也可从MDR1及MRP1基因的转录调控及信号转导通路方面进行深入研究塞来昔布预防获得性耐药发生；还可研究塞来昔布联合临床已用化疗药物治疗乳腺癌[25-26]，如塞来昔布联合紫杉醇，这都为塞来昔布作为防治乳腺癌的临床用药提供依据。

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