双氢青蒿素抗肿瘤机制的研究进展Research progress on the mechanism of Dihydroartemisinin anti-tumor activity

刘玉翠,杨 阳,金 嵩,朱天信,臧 琳,韩玉坤综述，齐 玲审校 (吉林医药学院：.0级临床医学院，.03级护理学院，3.病理教研室，吉林 吉林 303)

青蒿素(Artemisinin)是从菊花科植物黄花蒿中提取的一种含内过氧化基团的倍半萜内酯化合物，在临床上治疗脑型疟疾和恶性疟疾具有显著疗效。双氢青蒿素(Dihydroartemisinin，DHA)分子式为C15H24O5，分子量为284.35,它是青蒿素在体内主要的活性代谢产物，具有吸收好、分布广、排泄和代谢迅速、高效、低毒等优点，其口服生物利用度可高于青蒿素10倍以上，抗疟疾作用是青蒿素的4～8倍。DHA除了具有抗疟作用外，还具有抗卡氏肺孢子虫肺炎、抗孕、免疫调节和抗肿瘤作用。在抗肿瘤方面，DHA的高效、低毒的优点发挥尤其明显,同时DHA还具有对于肿瘤细胞选择性杀伤的优点。研究表明，DHA对非小细胞肺癌和胰腺癌具有明显地抑制作用，Chen等[1]在对不同组织中培养的肿瘤细胞进行检测时还发现，DHA对白血病、结肠癌、前列腺癌和乳腺癌细胞株高度敏感。目前，DHA的抗肿瘤作用机制并不十分明确，仍存在争议，但已有实验证明其可能机制有抑制血管生成、阻滞细胞周期、调控细胞使其凋亡、对肿瘤细胞具有细胞毒作用、可逆转肿瘤细胞耐药等方面。

1 DHA可以抑制肿瘤血管生成

在抗肿瘤治疗过程中，抗肿瘤新血管生成是目前研究的一个重要靶点。血管生成主要是血管内皮细胞或基质干细胞发生了迁移、分裂和分化，之后就会形成管腔结构。肿瘤血管的生成是肿瘤细胞与内皮细胞相互作用，共同调控的结果。VEGF是目前已知的作用最强的促血管生成因子之一，通常在多数肿瘤细胞中都有表达，VEGF对微血管生成及其通透性起促进作用。Chen等[2]的研究表明，DHA可通过抑制VEGF受体进而抑制人脐静脉内皮细胞血管管样结构的形成。李庆春等[3]的研究同样证实，DHA可通过抑制种植瘤血管生成而导致PC-3细胞凋亡，其作用机制可能与下调VEGF表达有关。但是吕江涛等[4]在对人宫颈癌HeLa和Caski细胞实验时却发现，DHA对VEGF的表达并无影响。也有结果表明，DHA可抑制Matrigel基质中人脐静脉内皮细胞血管管样结构形成能力，并且其作用具有浓度依赖性，所以DHA可能是直接作用于血管内皮细胞从而抑制肿瘤血管的形成。

血管生成素-2(Angiopoietin，Ang-2)是血管生成素家族的重要一员，人鼠同源性为85%，研究已证实Ang-2可促进肿瘤的血管生成，从而参加多种肿瘤的发生、发展及转移。任静等[5]关于卵巢癌细胞株HO-8910的实验中发现空白组Ang-2的阳性表达远高于各处理组，Ang-2阳性表达主要位于卵巢癌细胞胞浆内。随着人对肿瘤血管生成机制的不断认识，抗肿瘤血管形成治疗成为一种新型治疗策略，而这些肿瘤血管生成相关因子的作用，有待于我们进一步的研究。

2 DHA促进细胞凋亡

细胞死亡有坏死及凋亡等方式。细胞凋亡是个体发育过程中基因调控下的细胞自杀活动，是多细胞有机体为调控机制发育、维护内环境稳定，由基因编码程序的细胞主动死亡。细胞增殖过度凋亡受阻是恶性肿瘤的重要生物学特征之一，DHA可通过多种途径诱导肿瘤细胞凋亡，从而发挥其抗肿瘤作用。

廖光东等[6]在扫描电镜下观察发现，不同浓度DHA作用后的PC-3细胞出现了细胞凋亡。在透射电镜下观察发现，DHA高剂量组和低剂量组的肿瘤细胞及血管内细胞均出现了以核固缩、线粒体内室肿胀为特征的凋亡现象。Efferth等[7]认为DHA应该是通过线粒体介导的途径使肿瘤细胞凋亡，它不伴有炎症反应，对机体的影响较轻。DHA可直接刺激肿瘤细胞的细胞膜，通过细胞膜上的受体将这种刺激信号传递到细胞内，引起细胞骨架的破坏，从而出现特征性的超微结构变化。而其机制可能与DHA活化细胞内的某些凋亡相关基因有关[8]。

Caspases是近年来发现的一组半胱氨酸蛋白酶。Caspase-3现在一般认为它是细胞凋亡过程中最主要的终末剪切酶，也是细胞毒T淋巴细胞杀伤机制的重要组成部分。Caspase-3阳性定位在细胞质中，实验中Caspase-3的蛋白阳性表达检测结果空白对照组组、低和高DHA组、顺铂组的阳性表达率分别为18%、29%、73%和80%。由此可见，随着DHA剂量的增加，Caspase-3的活性逐渐增加，高剂量DHA与传统药物顺铂的抗肿瘤活性相当。另外，DHA在体内具有抑制人卵巢癌细胞株HO-8910裸鼠皮下移植瘤的作用，其作用机制与Caspase-3诱导细胞凋亡密切相关[9]。Bcl-2/Bax的失衡表达与DHA诱导肿瘤细胞凋亡密切相关，在DHA诱导卵巢癌细胞凋亡的试验中证实了Bcl-2/Bax表达率降低[10]。肿瘤细胞的凋亡也可能与其他凋亡因子相关，这也有待更深一步的研究。

3 阻滞细胞周期

采用MTT检测法，计算DHA对体外培养肺腺癌A549细胞的生长抑制作用对数生长期群体倍增时间，分析药物对细胞周期的影响。结果发现对照组的倍增时间为21.3 h，DHA作用组为38.5 h，两组比较有显著性差异。流式细胞仪显示DHA作用后G0+G1细胞数增多。结果说明DHA对人肺腺癌A549细胞在体内外均有生长抑制作用，体外作用与G0+G1期阻滞有关[11]。还有实验证明DHA可以将细胞周期阻滞于G2/M期[12]。虽然说法不尽一致，但是可以说明DHA确实可阻滞细胞周期，而其确切的机制有待研究发现。

4 逆转肿瘤细胞耐药性

DHA具有化疗调节作用，通过抑制肿瘤细胞中高表达的谷胱甘肽S-转移酶，增加抗肿瘤烷化剂的作用以克服多药耐药性。实验观察DHA在体外对人卵巢癌耐药细胞SKOV3/CDDP作用发现，在一定浓度内DHA对SKOV3和SKOV/CDDP细胞有明显的体外抑制作用，且呈剂量依赖性。并且DHA在一定浓度下使原本对化疗药不敏感的细胞重新变得敏感。细胞耐药较复杂，可能与细胞膜糖蛋白介导的药物排泄和外排泵机制、酶介导机制、DNA损伤修复加强、细胞凋亡机制等有关[13]。而且DHA对人肺腺癌细胞A549/CDDP的耐药性也具有一定的逆转作用。

5 细胞毒作用

青蒿素等物质抗疟作用与铁介导的药物分子内过氧化桥裂解产生自由基有关，而DHA也具有这种特殊的过氧化桥，所以有些学者认为DHA的抗肿瘤作用可能也与其有关。恶性肿瘤需要大量的Fe2+作为合成去氧核糖的原料，恶性肿瘤的细胞表面存在着大量铁转运蛋白受体，所以在恶性肿瘤中Fe2+含量要比正常细胞多。Singh等发现增加转铁蛋白后能提高DHA对乳腺癌细胞HTB27的细胞毒作用，而对正常细胞没有明显的细胞毒作用[14]。

6 展 望

癌症是严重威胁人类生命的常见病和多发病，其死亡率仅次于心血管病而位居第二，但目前的抗肿瘤疗法已经出现了耐药性并且都具有较强的毒性。而DHA所具有的高效、易吸收和对正常细胞的细胞毒作用小等优点，恰恰解决了现在临床上治疗肿瘤所遇到的难题。虽然对于DHA的抗肿瘤作用机制研究具有很大的挑战性，可难题一旦攻克，相信一定会满足更多人的期望。

参考文献：

[1] Chen Peiquan,Yuan Jie,Du Qiaoyun,et al.Effects of dihydroartemisinin on fine structure of erythrocytic stages of Plasmodium berghei ANKA strain [J].Acta Pharmacol Sin,2000,21(3):234-238.

[2] Chen Huanhuan,Zhou Huijun,Wang Weiqin,et al.Antimalarial dihydroartemisinin also inhibits angiogenesis[J].Cancer Chemother Pharmacol,2004,53(5):423-432.

[3] 李庆春,高晓玲，邹 聪,等.双氢青蒿素对前列腺癌裸鼠种植瘤生长及VEGF表达的影响[J].第四军医大学学报,2009,30(22):2583-2585.

[4] 吕江涛,杨 华,郎景和,等.青蒿素衍生物对宫颈癌细胞血管形成相关分子表达和人脐静脉内皮细胞血管形[J].现代妇产科进展,2013,22(11):877-880.

[5] 任 静,史小荣.双氢青蒿素对卵巢癌细胞株HO-8910生长及Ang-2表达的影响[J].中国医药科学,2012,2(4):36-38.

[6] 廖光东,李庆春，高小玲,等.双氢青蒿素诱导前列腺癌PC-3细胞凋亡的形态学研究[J].激光杂志,2009,30(3):88-89.

[7] Efferth T,Giaisi M,Merling A,et al.Artesunate induces ROS-mediated apoptosis in doxorubicin-resistant T leukemia cells[J].PLoS One,2007,2(8):e693.

[8] Efferth T.Willmar Schwabe Award 2006:antiplasmodial and antitumor activity of artemisinin—from bench to bedside[J].Planta Med,2007,73(4):299-309.

[9] 鹿翠平,史小荣.双氢青蒿素对人卵巢癌细胞株HO-8910裸鼠皮下移植瘤的生长及Caspase-3活性的影响[J].山西医科大学学报,2012,43(2):95-97.

[10] Chen Tao，Li Mian，Zhang Ruiwen,et a1.Dihydroartemisinin induces apoptosis and sensitizes human ovarian cancer cells to carboplatin therapy[J].J Cell Mol Med,2009,13(7):1358-1370.

[11] 陈伟强,戚好文，吴昌归,等.双氢青蒿素抗人肺腺癌A549细胞生长的实验研究[J].中国肺癌杂志,2005,8(2):85-87.

[12] 赵 昉,郑邵琴.青蒿素衍生物对非小细胞肺癌A549细胞增殖的影响[J].浙江中西医结合杂志,2012,22(2):94-96.

[13] 李 娜,张 辉，赵 群.双氢青蒿素对人卵巢癌耐药细胞SKOV3/CDDP的体外作用[J].实用妇产杂志,2010,26(5):348-351.

[14] Singh N P,Lai H.Selective toxicity of dihydroartemisinin and holotransferrin toward human breast cancer cells[J].Life Sci,2001,70(1):49-56.