中药诱导肿瘤细胞凋亡的实验研究进展※

何莉莎 李枋霏 孙桂芝 李 杰

(中国中医科学院广安门医院肿瘤科，北京 100053)

细胞凋亡(Apoptosis)［1］是细胞受到生理或某些病理信号刺激后通过启动自身内部机制，主要是通过内源性核酸内切酶激活而发生的细胞死亡过程。由于这一过程按一定的规律和程序进行，通常称之为程序性细胞死亡(programmed cell death，PCD)。正如个体发育要经历生、长、壮、老、已一样，细胞凋亡就类似于这一过程的缩影。近年来，我国学者在中药诱导肿瘤细胞凋亡的研究中，取得了较大进展。目前为止，文献报道有多种中药及其提取物和中药复方在体内、外实验中通过多种途径调控不同基因诱导肿瘤细胞凋亡，综述如下。

1 凋亡机制现代研究进展

1.1 Bcl-2家族基因 Bcl-2基因家族包括凋亡抑制基因(Bc1-2、Bcl-x等)和凋亡促进基因(Bax等)两大类功能相反的基因。Bcl-2基因是Tsujimoto［2］于1984年最先从滤泡性 B细胞淋巴瘤中分离出来的凋亡抑制基因。中药干预后肿瘤细胞的凋亡主要通过下调Bcl-2基因表达，上调Bax基因表达。且Bax基因产物可与Bcl-2形成异二聚体，从而使Bcl-2失活，Bax高表达可拮抗Bcl-2对细胞凋亡的抑制作用，转而促进细胞凋亡［3］。

1.2 p53基因 p53基因存在2种形式，一种为野生型(WT p53)，另一种为突变型(MT p53)。WT p53蛋白水平升高，能使细胞周期停滞、细胞凋亡;且WT p53能促进Bax基因上调，诱导细胞凋亡。MT p53蛋白过量表达，导致细胞增殖能力的提高，造成了转化细胞和肿瘤的生长优势。大量研究表明经中药干预后WT p53表达上调促进肿瘤细胞的凋亡［4］。

1.3 Fas/FasL基因 Fas(CD95)是一种细胞表面受体，属于肿瘤坏死因子(TNF)家族，FasL是一种细胞表面蛋白，主要由活化的T淋巴细胞产生。Fas与其配体FasL结合后可以介导细胞凋亡，Fas/FasL诱导凋亡的信号主要是通过死亡域信号放大系统引起caspase家族中的启动子caspase-8活化，进一步活化下游caspase-9，最终活化 caspase-3，导致凋亡事件发生［5］。研究发现经中药干预的细胞中可以观察到Fas的上调，考虑与诱导肿瘤细胞凋亡有关［6］。

1.4 c-myc基因 c-myc是参与正常细胞增殖、转化和分化的一个原癌基因，其调控细胞周期，具有诱导增殖和凋亡双重作用［7］。目前认为，表达c-myc的细胞是增殖还是凋亡是由存活因子是否存在决定的:在正常情况下，c-myc基因依赖生长因子促使细胞生长，当生长因子消除或抑癌因素存在时，c-myc可使细胞周期停滞于G1期并停止增殖或是诱导细胞凋亡。研究表明，中药干预能上调c-myc基因蛋白表达和核酸水平，在没有生长因子参与时，将诱导肿瘤细胞凋亡。

1.5 survivin基因 survivin是一种新近发现的结构独特的凋亡抑制蛋白(inh ibitor of apoptosis protein，IAP)，具有抑制细胞凋亡、调节细胞周期和细胞分裂的双重功能［8］。目前报道有些中药干预后可以引起survivin表达下降，诱导细胞凋亡。

1.6 端粒酶 端粒存在于所有真核生物染色体的末端，在维护基因的稳定性方面起着重要作用。而端粒酶能维持端粒的长度，破坏这种自身保护。因此端粒酶的激活与肿瘤的发生密切相关。研究显示，经中药干预后细胞端粒酶活性下调可能是其诱导胃癌细胞凋亡的机制之一［9-10］。

1.7 相关的信息调控体系［11-13］包括:Ca2+在导致凋亡的早期信号中起关键作用;Zn2+有阻止凋亡作用;细胞内有依赖 Ca2+、Mg2+的核酸酶，可使脱氧核糖核酸(DNA)降解;蛋白激酶C(PKC)是一个与凋亡有关的信使。酪氨酸蛋白激酶(PTK)能抑制细胞凋亡，酪氨酸磷酸酶(TPase)可促进凋亡;CD95是介导凋亡信号的受体分子之一，能介导细胞凋亡等。可见，细胞凋亡的调控机制十分复杂，各种因素构成一个错综复杂的网络来发挥对凋亡的调控作用。

2 中药诱导肿瘤细胞凋亡的研究进展

肿瘤是细胞增殖过度和(或)凋亡不足而导致的一种疾病，从天然资源中寻找具有抗肿瘤活性或诱导肿瘤细胞凋亡作用的药物，是近年来国内外抗肿瘤药物研究的热点之一。然而，不论是中药单体、中药复方，还是中成药诱导肿瘤细胞凋亡的机制都不是单一途径，中药抗肿瘤的效应是多靶点的。结合前述细胞凋亡机制，将现有抗肿瘤中药研究按中医药理论进行分类，以期更好结合临床，为临床所用。

2.1 中药单体

2.1.1 活血化瘀中药 杨骅等［14］发现中药莪术中提取的抗癌药物榄香烯能阻止肿瘤细胞从S期进入G2期，并诱发其凋亡。梁斌等［15］观察到姜黄素对人胃腺癌SGC-7901细胞增殖有抑制和诱导其凋亡的作用。Yuan S等［16］在丹参酮ⅡA诱导人鼻咽癌细胞凋亡的体外试验中发现细胞凋亡的特征性改变。并发现丹参酮ⅡA可上调人鼻咽癌细胞 Fas、Bax、p53、p21 基因的表达，而降低Bcl-2d的表达;且丹参酮ⅡA处理组可见明显的AP峰，细胞凋亡指数明显高于对照组，说明丹参酮ⅡA能诱导人鼻咽癌细胞凋亡。He J等［17］用人肺癌细胞株(SPC-A-1)研究丹参酮ⅡA的凋亡诱导作用，同样观察到丹参酮组促凋亡基因p53、Fas、Bax表达明显升高，而凋亡抑制基因Bcl-2的表达水平则明显降低。说明丹参酮确实促进了肿瘤细胞凋亡的发生，而这一机制可能在于凋亡抑制基因的抑制及促凋亡基因的上调。许惠玉等［18］观察到赤芍总苷通过下调肿瘤细胞中Bcl-2的表达和上调肿瘤细胞中Bax的表达，促进肿瘤细胞凋亡。孙付军等［19］发现粉防己碱降低肿瘤细胞耐药基因表达产物P170的过度表达，增加对细胞凋亡因子Trail表达率，而对细胞凋亡因子Fas的影响不明显。

2.1.2 清热解毒中药 地胆草是菊科地胆草属植物，其全草是中药苦地胆的来源，具有清热、凉血、解毒、利湿功效。梁侨丽等［20］发现，地胆草倍半萜内酯化合物体外抗肿瘤中是通过诱导细胞凋亡抑制海拉(HeLa)细胞的。客蕊等［21］观察到独角莲含药血清具有抑制K562白血病细胞增殖、促进细胞分化和诱导细胞凋亡的作用，其作用强度与时间-浓度呈正相关。陈秀玮等［22］发现，白桦脂酸可以抑制人宫颈癌HeLa细胞的增殖，并诱导其凋亡，作用机制可能与上调Cyto C及caspase-3蛋白的表达和启动细胞线粒体凋亡途径的信号转导过程有关。张永清等［23］研究发现，苦参碱可以抑制端粒酶活性，影响 p53、c-myc、Fas/Fasl、Bcl-2/Bax、caspases等基因的表达，从而推测苦参碱抑制肿瘤细胞增殖和诱导肿瘤细胞凋亡与上述基因表达改变以及酶活性变化有关。

2.1.3 其他属性中药 欧阳资章等［24］发现红毛五加有效成分有抑制环氧合酶-2(COX-2)活性的作用，从而诱导肿瘤细胞株OVCAR3细胞凋亡。康杰芳等［25］发现豆苷元是大豆异黄酮的重要组成成分之一，其抑制人乳腺癌细胞MCF-7及MDA-MB-453的增殖并诱导其凋亡是通过引起细胞周期阻滞于G1和G2/M期及上调caspase-9的表达实现的。于晓红等［26］观察到白附子混悬液通过抑制端粒酶活性、下调凋亡基因Bcl-2的表达及上调抑癌基因p16的表达从而促进肿瘤细胞凋亡来达到抗肿瘤的作用。马英丽等［27］发现北寄生提取物对人肝癌细胞株(HepG2)增殖有抑制和凋亡诱导作用。严泽军等［28］发现大黄素在体外能抑制人膀胱癌细胞株BIU87的生长、诱导细胞凋亡，其作用与下调Bcl-2蛋白表达，上调caspase-3蛋白表达，提高caspase-3活性，阻滞细胞周期于G0/G1期相关。王春光等［29］发现大黄素处理组人白血病K562细胞裸鼠移植瘤组织中磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)、丝苏氨酸蛋白激酶(AKT)蛋白表达水平明显降低，而FoxO3a蛋白水平明显升高。说明PI3K/AKT信号通路参与K562细胞凋亡发生。Hou等［30］发现二氢青蒿素促发的细胞凋亡可能也不依赖于p53。二氢青蒿素无论在p53野生的HepG2细胞还是p53缺失的肝癌细胞Hep3B中均能有效升高Bax，降低Bcl-2，激活caspase-3并诱导细胞凋亡。张晓迪等［31］发现附子诱导胃癌SGC-7901细胞凋亡可能为附子抗胃癌的作用机制之一。高剂量附子诱导凋亡可能呈时间依赖性。

2.2 中药复方 陈培丰等［32］观察清热消积方(由蛇六谷、白花蛇舌草、绞股蓝、白豆蔻等组成)具有诱导肿瘤细胞凋亡的作用，在细胞周期中，出现明显的凋亡峰。田晓环等［33］研究发现大黄 虫丸诱导肿瘤细胞凋亡效果明显，而对照组西药环磷酰胺并无此作用。蒋凤荣等［34］研究千金苇茎汤对人肺小细胞癌H446凋亡的影响中发现，细胞中COX-2蛋白表达降低，caspase-3蛋白表达升高，提示千金苇茎汤可以促进细胞凋亡。刘应柯等［35］发现大剂量的小柴胡汤能增强顺铂诱导的肝癌细胞的凋亡，进一步免疫组化分析发现，减少顺铂诱导的正常大鼠肝BRL细胞 Rb、p21、casepase-3、Bax、wp53蛋白表达的上调，抑制Bcl-2、mp53蛋白的下调，通过对凋亡和抗凋亡蛋白表达的调节起到了保护肝细胞作用。

2.3 中成药 艾迪注射液以斑蝥为君药，人参、黄芪、刺五加为佐药，全方具有清热解毒、消瘀散结之功效。王剑蓉等［36］应用组织芯片技术和免疫组化法观察到艾迪注射液可通过抑制核转录因子κB(NF-κB)的活化，下调Bcl-2蛋白的阳性表达，诱导癌细胞凋亡。张金娟等［37］研究发现，艾迪注射液高剂量组的瘤组织细胞凋亡率明显高于模型组。其机制可能为降低瘤组织血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的表达，来抑制瘤组织的血管生成，从而诱导癌细胞凋亡。苏伟贤等［38］研究表明，诱导肿瘤凋亡与促进肿瘤坏死同为康莱特注射液抑瘤的机制。康莱特可抑制SGC-7901细胞增殖并诱导其凋亡，其抑制及诱导凋亡效应呈浓度-时间依赖性;细胞周期分析处于G1期细胞百分比明显增多，处于G2/M期的细胞减少;Bcl-2表达下调是其促进凋亡的原因。

3 展望

中医药的抗肿瘤作用不仅体现在对肿瘤的细胞毒作用，还体现在诱导肿瘤细胞的分化、免疫调节及促进凋亡方面。现代实验从分子层面解释了中药抗肿瘤的作用机制，并不局限于单纯的“杀死”肿瘤，更接近中医认识和治疗疾病，重视整体，平衡阴阳的观点。然而，每一味中药的有效成分不止一种，中药又多以复方应用于临床，中药的作用机制为多靶点多途径，这又对实验室研究中医药有关科研方法方面提出了更高的要求。目前的研究结果总体上能看到中药抗肿瘤确实有效的趋势。随着科研设备及科研方法学的进步，希望中医药的研究能更加深入，使中医药在抗肿瘤中发挥应有的作用。

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