五味子乙素对肿瘤细胞的诱导凋亡作用

侯晓节，刘玉清，陶玉龙，徐希妮，吴海星综述，金 宏，齐 玲*审校 (吉林医药学院:.009级临床药学本科班，.病理教研室，吉林 吉林 303)

研究表明，当某一化疗药物的抗肿瘤作用是通过诱发凋亡来实现时，这一途径被认为是治疗癌症的最佳途径［1-2］。五味子乙素(Schisandrin B，Sch B)是我国中药五味子中的主要抗肿瘤成分，它对肿瘤细胞的凋亡有一定的作用［3］。本文就Sch B通过影响半胱氨酸蛋白酶(caspases酶)、蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)、凋亡相关基因(p53基因)、细胞周期蛋白(Cyclins)、DNA多聚酶的附属蛋白(PCNA蛋白)、P糖蛋白(P-glycoprotein，P-gP)等来诱导肿瘤细胞发生凋亡的作用进行综述。

1 Sch B通过酶途径诱导细胞凋亡

1.1 Sch B通过caspases酶诱导细胞凋亡

caspases属半胱氨酸蛋白酶家族的成员，是凋亡信号转导的共同通路，许多调控细胞凋亡的因素都是通过caspases酶系起作用。其中，caspase-3为凋亡的效应因子，负责对凋亡途径最后执行阶段的全部或部分关键性蛋白的酶切，被称为凋亡的“执行者”［4-5］;caspase-9是线粒体凋亡途径的关键蛋白酶，与细胞质内凋亡蛋白活性因子-1(apoptotic protease activating factor-1，Apaf-1)反应，在dATP和细胞色素C存在的同时，caspase-9被激活，通过裂解又激活caspase-3［6］。在哺乳动物的14种caspases的描述中，有7种涉及到细胞因子成熟，其余的都在凋亡中起重要作用。目前普遍认为caspases是介导细胞凋亡的主要酶类。Lockshin等［7］认为caspases非依赖性的细胞死亡途径包括细胞的自我吞噬作用、蛋白酶体的降解和线粒体途径。Wu等［8］发现，Sch B在凋亡早期通过caspase-3依赖性和caspase-9非依赖性途径，同时伴有热休克蛋白Hsp70下调来抑制人肝癌SMMC-7721细胞的增殖和诱导其凋亡。Li等［9］的研究表明，Sch B可以增强阿霉素诱导人肝癌SMMC-7721细胞和人乳腺癌细胞MCF-7凋亡的作用，活化caspase-9，同时使线粒体膜电位蛋白缺失。此外，吕冬霞等［10］在研究中也发现，caspase-3、8、9参与了Sch B联合顺铂诱导肝癌移植瘤细胞凋亡的调控，并猜想Sch B联合顺铂可能通过分别活化caspase-8和caspase-9，并分别进一步激活caspase-3诱导肝癌移植瘤细胞凋亡。因此，caspases酶系可能在Sch B诱导肿瘤细胞凋亡中发挥了重要的作用。但其具体是通过线粒体信号转导路径还是非线粒体信号转导路径发挥诱导凋亡的作用，有待进一步研究。

1.2 Sch B通过PKC同工酶诱导细胞凋亡

PKC同工酶是一族至少包括12种不同亚型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，能催化各种蛋白质底物上的丝氨酸或苏氨酸残基，使其磷酸化，是信号通路的中心分子之一。它们的不同功能主要表现在细胞增殖、分化、凋亡、肿瘤发生、血管发生和耐药性等方面［11-12］。Teicher等［13］研究发现，在鼠类模型系统中，包括人Mx-1乳腺癌移植模型系统，使用PKC-13抑制剂后，通过测定微血管密度，发现瘤内的血管形成明显减少。所以，能抑制PKC的药物可以发挥一定的抗肿瘤作用。Acevedo-Duncan等［14］的研究发现，Sch B能调节胶质瘤细胞PKC同工酶、抑制其增殖进而发挥诱导凋亡的作用。因此，虽然关于Sch B抑制肿瘤细胞PKC同工酶的研究不多，但可以推测出，Sch B与PKC同工酶之间有一定关联。

2 Sch B通过调节p53基因的表达诱导细胞凋亡

p53基因是一种重要的凋亡相关基因，分为两种类型:野生型(wp53)和突变型(mp53)［15-16］。其中，突变型p53基因可以促进细胞生长，参与多种肿瘤的发生;野生型p53基因的主要功能是参与细胞生长的负调控，限制细胞生长分裂。正常的p53基因是一种抗癌基因，其表达产物为基因调节蛋白(P53蛋白)，当DNA受到损伤时表达产物急剧增加，可抑制细胞周期进一步运转。

p53基因正常功能的丢失，最主要的方式是基因突变［15］。在原发性胶质母细胞瘤(glioblastoma，GBM)患者中，仅有约10%发现p53基因突变，而在继发性GBM患者中p53基因突变率高(﹥65%)［17］。因此，p53基因异常是肿瘤发生发展的一个重要因素。Nishida等［18］在研究发现Sch B可同时降低毛细血管扩张性共济失调症突变蛋白ATM和抗凝血酶受体蛋白ATR的表达，在ATM不足时，Sch B明显抑制磷酸化的P53与Chkl蛋白表达，所以Sch B可通过抑制P53蛋白的表达促进肺癌细胞A549的凋亡，但其机制还有待进一步探讨。

3 Sch B通过调节某些蛋白来诱导凋亡

3.1 Sch B通过调节P-gP增强化疗药对细胞的凋亡

目前所知的凋亡通路有两类:一类由死亡受体所引发［19］，另一类是由细胞色素C介导。阿霉素可以诱导细胞色素C介导的细胞凋亡［20］，但是，肿瘤细胞能够通过很多种方式来降低阿霉素的药效，例如利用P-gP等外排药物［21］，或者产生一些凋亡抑制因子，如Bcl-2、IAP3及Hsp70等［22-23］来降低阿霉素的药效。其中，P-gP是一种多药外排转运体，对控制各种抗癌药物的生物学活性具有重要意义。

由于P-gP转运体作为生理屏障阻滞药物渗透，使药物发挥效应受限［24］，所以若能消除这种屏障作用，阿霉素的抗癌药效将能很好的发挥。研究表明，Sch B是一种新的P-gP抑制剂［25］。盛秀胜等［26］研究发现，Sch B能降低肿瘤细胞耐药基因表达产物PgP的过度表达，增加耐药S180细胞的凋亡。在李凌等［27］的研究中，转染细胞MCF-7/MDR表现为P-gP高表达，对阿霉素、长春新碱、紫杉醇、高三尖杉酯的抗药性均增加，Sch B能有效逆转转染MDR1的MCF-7细胞的多药耐药，但Sch B(25μmol/L)不影响MCF-7/MDR细胞的P-gP表达，故其机制可能是抑制了P-gP的药物外排生物学活性。所以，Sch B能增强化疗药物对肿瘤细胞的诱导凋亡作用，很可能是通过抑制P-gP的过度表达或抑制P-gP的外排来实现的。

3.2 Sch B通过调节PCNA蛋白来诱导细胞凋亡

PCNA蛋白是一种核蛋白，几乎所有处于增生状态的细胞核均有表达。它是DNA合成酶δ的辅助蛋白，为细胞合成DNA所必需。细胞动力学研究表明其表达及合成与细胞增生周期有关，Gl期PCNA逐渐增多，S期达高峰。因此，它能准确地反映细胞的生长速度和状态。PCNA阳性细胞的多少与肿瘤发展、预后均有密切关系［28］。在刘晓霓等［29］的研究中，通过组化法检测细胞周期和PCNA蛋白，RT-PCR法观察Cyclin D1 mRNA的表达，发现五味子素B(由Sch B、芦荟大黄素和黄芪多糖合成)可能通过下调CyclinD1mRNA表达阻滞细胞周期，下调PCNA蛋白表达降低细胞增殖活性来抑制人胃癌细胞株SCG-7901的增殖。这说明Sch B可以通过调节PCNA蛋白来加速肿瘤细胞的凋亡。

4 Sch B通过阻滞细胞周期促进凋亡

细胞周期由G1、S、G2、M四部分组成，在周期中，细胞实现DNA的复制和蛋白质的合成。细胞周期的内源性调控主要是通过细胞周期蛋白(Cyclin)-细胞周期蛋白依赖蛋白激酶(CDK)-细胞周期蛋白依赖抑制蛋白(CDI)进行网络调控来实现的［30］。Liu等［31］的研究显示，低、中、高剂量的Sch B(25、50、100 mg/L)作用于胃癌SGC-7901细胞12、24、48 h后，G0/G1期的细胞数量明显增加，S期和G/M期的细胞明显降低，表明Sch B可使SGC-7901细胞停滞于G0/G1期;Cyclin D1 mRNA水平的下调可能是Sch B促使细胞周期停滞的原因。由此可以推断Sch B可能通过调节Cyclin D1 mRNA，阻滞肿瘤细胞的分裂周期，减慢其分裂，加速其凋亡。

5 展望

近年来国内外对Sch B的抗肿瘤作用及机制的研究越来越活跃，作为常用的一味中草药，五味子的使用范围极广，毒副作用相对较小。从近年来的相关文献中可以看出，Sch B可以通过多种途径和多个作用靶点来诱导肿瘤细胞的凋亡。因此，我们可以从多方面研究Sch B对肿瘤细胞的凋亡作用，为Sch B应用于临床提供有力的理论依据。

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