李星卓,李蕊洁
(1.天津中医药大学,天津 300073;2.河北省迁安市人民医院,河北 迁安 064400)
中药抗肿瘤侵袭转移机制的研究进展
李星卓1,李蕊洁2
(1.天津中医药大学,天津 300073;2.河北省迁安市人民医院,河北 迁安 064400)
近年,大量研究表明,中药及其提取物具有抑制肿瘤生长和侵袭转移的生物学功效。中药及其有效成分抑制转移的作用机制主要包括调节体内免疫微环境,对肿瘤细胞的杀伤作用及对肿瘤转移能力的抑制作用。现将近年来关于中药及其有效成分抗转移作用机制的研究综之以述。
中药;肿瘤侵袭转移机制;综述
侵袭转移是恶性肿瘤的重要生物学特征之一,也是影响肿瘤患者生存期的主要原因。由于大多数肿瘤发病的隐蔽性,患者在前期并无症状或症状较轻,病情恶化就诊时已经发生了局部侵润转移或广泛的转移。近年来的许多报道证明了中药抗肺癌转移的优势,中医治疗肿瘤也已经由单纯临床报道进入到较为系统的临床与实验相结合的前瞻性研究,并且开始从分子机制揭示中药抗肺癌转移的机理。现将近期有关中药及其有效成分抗肿瘤侵袭转移机制的研究现状综述如下。
肿瘤的转移是涉及多基因变化的一系列复杂过程,肿瘤细胞受其自身转移基因及转移抑制基因的调控,转移基因的激活、转移抑制基因的失活均可诱发肿瘤的转移。已发现的肿瘤转移相关基因有ras、myc、matl等,肿瘤转移抑制基因有nm23、PTEN等[1]。
陈泽涛等[2]采用流式细胞仪检测复方苦参注射液作用后的BEL-7402肿瘤细胞的细胞周期、凋亡率及bcl-2、CD44v6和nm23基因表达的变化,发现复方苦参注射液组CD44v6表达阳性细胞百分比率较对照组低,复方苦参注射液组nm23表达阳性率为97.85%明显高于对照组的41.01%。结果表明,复方苦参注射液能够明显的抑制细胞体内CD44v6的表达,促进抑转移因子nm23的表达,具有显著的抑制肿瘤转移的作用。罗晓庆等[3]建立昆明小鼠S180肉瘤细胞实体瘤模型,桂枝茯苓丸0.2 mL(10 g/d)灌胃给药,环磷酰胺(CTX)腹腔注射,连续给药10 d,采用ELISA法检测各组小鼠血清中VEGF的含量,SABC免疫组化法检测肉瘤组织中转移抑制基因nm23H1表达及细胞粘附分子CD44的表达情况,结果显示:与模型组相比,桂枝茯苓丸能显著降低荷瘤小鼠血清中VEGF的含量(P<0.05),并可促进转移抑制基因nm23H1的表达,抑制粘附分子CD44的表达,与模型组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。表明桂枝茯苓丸可抑制肿瘤转移,其机制与促进转移抑制基因nm23H1的表达,抑制粘附分子CD44的表达相关。
转录因子NF-κB是在人类很多肿瘤中超表达,它在肿瘤的浸润和转移中起重要作用。NF-κB能促进肿瘤细胞和内皮细胞及基质的黏附、诱导肿瘤细胞产生蛋白酶降解细胞外基质、促进血管形成等[4]。AP-1信号转导通路的活化与肿瘤的侵袭、转移密切相关。AP-1的活化能促使下游的靶基因如MMP、整合素、CD44和VEGF等基因异常表达,参与细胞基质降解、异常黏附、转移瘤新血管形成等多个侵袭转移环节[5]。ERK是信号从细胞膜表面受体转导至细胞核内的关键,ERK接受刺激信号后,发生磷酸化被激活,并穿过核膜作用于某些转录因子如AP-1、NF-κB等调节基因的表达,这些转录因子进一步调节它们各自靶基因的转录,引起与肿瘤转移相关蛋白的表达或活性改变[6]。
施书强等[7]在体外培养的胰腺癌BxPC-3细胞中加入不同浓度的大黄素,应用Cell Counting Kit-8法检测细胞增殖情况,划痕实验和Matrigel细胞侵袭实验分别测定胰腺癌细胞体外迁移和侵袭能力,凝胶电泳迁移率实验(EMSA)检测胰腺癌细胞中NF-κB活性表达水平的变化,结果显示大黄素可呈浓度依赖性抑制BxPC-3细胞生长、迁移和侵袭,其机制与抑制NF-κB活性表达水平相关。多玥荷等[8]建立人结肠癌裸鼠皮下移植瘤模型,观察不同剂量西黄丸对裸鼠致瘤的影响,并采用免疫组化法检测增殖细胞p-ERK1/2蛋白的表达情况,结果显示西黄丸可抑制移植瘤生长,并且可以降低p-ERK1/2蛋白的表达,得出结论,西黄丸的一流机制与调节ERK/MAPK通路相关。赵健雄等[9]观察了扶正抑瘤颗粒对食管癌、胃癌患者肿瘤组织细胞周期、凋亡率和NF-κB水平的影响,结果服药组较对照组NF-κB水平明显升高,因此认为扶正抑瘤颗粒可提高肿瘤细胞NF-κB的表达而抑制肿瘤转移。
肿瘤血管生成是肿瘤细胞侵袭转移的必要条件。肿瘤细胞的生长、增值所需的营养主要来源于血液供应,没有新生血管的形成,肿瘤细胞生长收到抑制,难以形成新的转移灶。新生血管可为肿瘤组织提供充足的营养,同时又为肿瘤细胞进入循环系统,发生血行扩散提供了条件。研究表明,血管内皮生长因子(VEGF),碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)在多种肿瘤中均有表达,VEGF、bFGF在多种肿瘤的血管新生中起着尤为重要的作用,与多种恶性肿瘤的侵袭转移有密切的相关性[10]。因此,抑制血管生成是抗肿瘤转移的重要方法和有效途径。
陈慧彬等[11]建立C57BL/6j小鼠Lewis肺癌实体瘤模型,分别给予扶正散结汤拆方药物灌胃,及顺铂腹腔注射,连续用药14d后处死,将瘤体剥离常规固定、脱水、包埋切片,免疫组化SP法检测肿瘤组织中VEGF、ES、MMP-2的表达情况,结果显示,各给药组肺转移结节数量均低于模型组(P<0.05),顺铂及各配伍组分组均较模型组VEGF、MMP-2的表达降低,ES表达量升高,其中解毒组(白花蛇舌草、半枝莲)VEGF表达量最低(P<0.05),而顺铂组不具任何优势,最后得出结论,扶正散结汤拆方配伍四法联用具有更好抗肿瘤转移效果,与顺铂相当,其机制与扶正散结汤可降低VEGF的表达,抗肿瘤微血管生成相关。也有研究证实[12],丹参中脂溶性成分丹参酮Ⅰ可剂量依赖性抑制肿瘤坏死因子TNF-α诱导的内皮细胞VEGF合成以及VEGF诱导的血管生成。吴秋玲等[13]也通过动物实验证实了中药水蛭、斑蝥对肿瘤的转移有一定的抑制作用,其作用机理之一是抑制血管的生成,其机制是通过降低VEGF、MMP-9的表达,降低肿瘤组织的微血管密度(MVD)以及抑制血管内皮细胞的增值来实现的。
肿瘤细胞的黏附运动包括肿瘤细胞之间的同质性黏附、肿瘤细胞与基底膜和毛细血管内皮细胞之间的异质性黏附,细胞黏附在肿瘤细胞的侵袭运动中起双重作用,一方面肿瘤细胞必须先从原来黏附的原发灶上脱离,才能发生侵袭转移;另一方面,肿瘤细胞黏附于基质和血管内皮细胞,并进入血循环造成血行转移。因此,增加肿瘤细胞之间的同质性黏附,降低肿瘤细胞与基底膜和毛细血管内皮细胞之间的异质性黏附,是抑制肿瘤细胞转移和侵袭的一种有利措施[14]。介导黏附行为的细胞黏附分子主要包括整合素家族、钙黏蛋白家族、选择素家族、免疫球蛋白超家族及其他类型的黏附分子(如CD44、FAK)等[15]。
蒋士卿等[16]建立C57BL/6j小鼠Lewis肺癌实体瘤模型,益肺清化膏不同剂量灌胃给药,环磷酰胺(CTX)腹腔注射,连续给药15天,采用荧光定量PCR法观察益肺清化膏对肺癌侵袭转移过程中粘附分子E-cad、CD44、CD44v6相应基因mRNA表达水平的影响,结果显示,E-cad的表达水平以高剂量中药组为首,其表达与对照组的表达水平存在非常显著的差异(P<0.01),与CTX组比较存在显著的差异(P<0.05),CD44的表达水平高、低剂量中药组均呈低表达状态,其表达与对照组的表达水平存在显著的差异(P<0.05),与CTX组比较存在显著的差异(P<0.05),表明益肺清化膏具有抑制肿瘤生长以及拮抗肿瘤转移的作用,其抗肿瘤作用的机制,考虑与提高E-cad的表达水平,从而增加肿瘤细胞间的粘附能力,降低肿瘤细胞脱落进入周围组织和血管的机率,同时,益肺清化膏尚可以降低CD44、CD44v6的表达水平,可能通过减弱肿瘤细胞与血管内皮和ECM间的异质粘附,降低肿瘤向基质侵袭,影响肿瘤细胞的迁移和运动能力,或可能通过影响癌细胞的骨架构象和分布,从而影响癌细胞的运动能力来发挥抗肿瘤的目标。也有研究证实[17],转筋草提取物体外对乳腺癌细胞MDA-MB-231、肺腺癌细胞A549趋化运动具有明显抑制作用,其机制与调节整合素与相应配体的活性相关。孙海涛等[18]也通过研究证实了鳖甲煎丸抑制肿瘤转移的机制与下调CD44v6及VEGF的表达相关。
恶性肿瘤的发生、发展与患者自身的免疫微环境密切相关。宿主的免疫监控可以清除循环中绝大多数肿瘤细胞,肿瘤细胞进入血液循环后,只有极少数能够逃脱宿主免疫细胞如NK细胞、巨噬细胞的杀伤,到达远处组织形成新的转移灶,中性粒细胞也能加速肿瘤细胞从循环中的清除,只有不到0.1%的细胞能黏附于远处毛细血管内皮并侵袭穿过基质膜而在远处组织形成转移灶[19]。肿瘤细胞往往通过自分泌,与周围的组织相互作用,在肿瘤周边组织形成一种相对的“免疫赦免”环境,使转移灶中的肿瘤细胞能够逃避机体免疫的攻击,并在机体免疫低的情况下生长和扩张并出现临床症状[20]。因此,调节肿瘤患者自身的免疫微环境是抑制肿瘤转移的有效途径。
陈同强等[21]以S180肉瘤细胞为肿瘤模型探讨了香菇多糖(Lentinan)的抗肿瘤活性,以香菇多糖1mg/kg对荷瘤小鼠隔日给药,给药7次后小鼠胸腺指数、脾指数明显增加,肿瘤重量明显降低。袁建国等[22]建立昆明鼠S180实体瘤模型,虫草多糖(CP)不同剂量灌胃给药,环磷酰胺(CTX)腹腔注射,连续给药5次,CP抑瘤率最高达45.71%。联合用药组与之相比抑瘤率提高6.84%,并且可明显拮抗胸腺重量降低。这表明香菇多糖能显著提高荷瘤小鼠的脾脏和胸腺质量,进而提高机体免疫力。
近年来,随着科研工具和技术的逐步发展,以肿瘤细胞为基础的肿瘤转移分子模型研究在大量开展,以肿瘤细胞转移关键基因为靶点的药物也在不断开发,众多中药及其有效成分的抑瘤作用也被发现,并通过实验研究明确了其部分抗肿瘤转移的机制。然而肿瘤转移的机制颇为复杂,我国的中药资源也十分丰富,进一步筛选开发高效、低毒、广谱的抗转移药大有可为。
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李星卓(1985-),男,天津,研究生,研究方向:风湿疾病的中西医临床研究。
R73
A
1007-2349(2015)08-0083-03
2015-06-08)