中药复方诱导肿瘤细胞凋亡研究进展

贾乐乐　蒋时红

（1　河南中医药大学基础医学院方剂学专业，郑州　450000；2　河南中医药大学外语学院外语系，郑州　450000）

中药复方诱导肿瘤细胞凋亡研究进展

贾乐乐1蒋时红2

（1河南中医药大学基础医学院方剂学专业，郑州450000；2河南中医药大学外语学院外语系，郑州450000）

在当前肿瘤细胞凋亡研究大趋势下，近年来中医药深入分子生物学领域探究凋亡具体机制有众多实验研究。文章综述了近年来中药复方诱导恶性肿瘤细胞产生凋亡具体机制实验探究的理论成果。中药复方在多基因、多因素等多方面诱导肿瘤细胞发生凋亡，主要包括阻滞细胞分裂的周期，诱导凋亡和清除体内活性氧；增强或抑制基因的表达；激活凋亡过程中线粒体、内质网、死亡受体信号转导通路和caspase家族诱导的信号通路等，同时能抑制端粒酶的活性等。

中药复方；肿瘤细胞；诱导凋亡；综述

现代肿瘤学研究发现，70%以上的恶性肿瘤的发生与细胞凋亡的失控有关。细胞凋亡是在多基因、多因素、多通路共同调控下机体的自主程序性死亡。细胞凋亡和增殖的失衡是肿瘤发生的重要原因［1］。对调控肿瘤细胞凋亡的基因和信号转导通路的研究是当今研究热点［2-3］，由此也在临床上形成了分子靶向药物的治疗策略。作为世界防治肿瘤重要组成部分的中医药，发挥着重要作用［4］。近年来，吸收和借鉴分子生物学研究，做了许多中医药诱导肿瘤细胞凋亡机制探讨，大大丰富了世界肿瘤防治的理论和力量。今就此做一综述。

1　阻滞细胞周期，诱导凋亡

细胞周期是细胞一次有丝分裂结束到下一次分裂开始的完整过程。细胞通过不断进行的周期性分裂将自身遗传物质传递给下一代，保证机体DNA完整性和正确性。当DNA突变后，有周期检查点（ce11 cyc1es check pojnt）使细胞周期停滞，修复损伤DNA或启动凋亡［5］。否则细胞异变存活则转化为异常增殖肿瘤细胞。中药复方在阻滞恶性肿瘤细胞周期，诱导凋亡方面有突出的作用。罗春蕾等［6］将30只移植性肝癌小鼠分三组分别灌胃蒸馏水，六味地黄丸汤药和腹腔注射氟尿嘧啶，观察到中药组小鼠瘤体明显缩小，肝癌细胞周期停滞凋亡。

2　影响相关基因及其表达

肿瘤研究的最深层进展是认识到遗传物质的突变，突变的DNA制造出多种功能异常的蛋白，导致多方面，多进程损伤细胞的代谢过程，诱导肿瘤的发生。

2.1Bcl-2家族Bc1-2基因（B-ce11 1ymphoma/1eukem ja-2 cene，B细胞淋巴瘤、白血病基因-2），是原癌基因，抑制线粒体释放促凋亡蛋白，发挥细胞毒作用、维持钙离子浓度，抗氧化和抑制凋亡蛋白酶的激活，抑制凋亡，促进肿瘤无限增殖［7-8］。正常情况下，其存在对机体内长期生存的神经元细胞，造血干祖细胞和免疫记忆细胞的生命有重要意义。Bc1-2可以和家族中其他蛋白组成蛋白二聚体，形成细胞死亡信号通路的分子开关。Bc1-2家族中另一类是促凋亡基因，以Bax为代表，与Bc1-2的蛋白相互拮抗。迟宏罡等［9］在黄芩汤诱导人结肠癌SW620细胞凋亡的过程中检测到Bc1-2表达抑制和Bax蛋白表达增高，认为黄芩汤的促进凋亡作用和对Bc1-2家族作用可能相关。

2.3野生型和突变型p53人类野生型p53基因是抑癌基因的一种，监视细胞周期进程。细胞损伤或基因突变时激活转录相关蛋白，将细胞周期阻滞在G1期。机体则启动基因修复或凋亡机制。P53蛋白在凋亡通路激活过程中有重要作用，既可以激活死亡受体介导的外源性凋亡通路；又可以通过调控Bc1-2家族蛋白表达；模拟Bjd功能与线粒体膜上和bc1-2和bc1-x1结合；直接促使bax的激活释放等方式激活线粒体凋亡途径。

当野生型p53基因发生突变，导致结构改变反而获得促进恶性肿瘤发生的功能，开始抑制凋亡发生［10］。四逆汤为中晚期肿瘤常用方。陈嘉璐等［11］建立小鼠肝癌模型。随机分为四组灌胃，用Tune1法检测到细胞凋亡，p53蛋白下调，并认为两者有关。

3　凋亡信号转导途径

3.1线粒体介导的信号转导途径Bc1-2蛋白家族有2类，以Bc1-2为主的凋亡抑制蛋白和Bax为主的促凋亡蛋白［12］。2种蛋白可以单独或相互作用在线粒体膜上形成相应蛋白通道，使线粒体释放蛋白因子，Smac/DIABLO和细胞色素C（cytochrom c）和凋亡诱导因子等，细胞色素c和凋亡蛋白激活因子在ATP的协助下共同激活caspase9，触发caspase蛋白酶家族一系列级联反应，诱导凋亡［13］。大柴胡汤含药血清作用于人肝癌HepG2细胞检测到凋亡发生，荧光观测到线粒体膜电位降低，免疫印迹实验发现不同浓度含药血清作用细胞24小时后明显下调Sjrt3、PI3K、Akt、NF-κB和Bc1-2等蛋白表达，上调Bax和Caspase3蛋白表达［14］。中药验方扶正清解方也通过线粒体通路诱导肝癌细胞凋亡［15］。

3.2内质网途径细胞内内质网的功能主要是合成和转输蛋白，合成重要脂类，维持钙离子浓度。肿瘤细胞处于低氧，低营养，酸中毒的高代谢环境中能够继续生存，就是由于内质网的应激作用，合成折叠蛋白发生错误［16］。而中药复方增强该应激反应，彻底破坏内质网内的环境稳态，使应激反应强烈到损坏细胞未折叠蛋白保护机制，激活caspase级联反应，诱导凋亡［17］。另一方面，可以减弱内质网未折叠蛋白的错误，触发内质网通路的肿瘤细胞凋亡。补肾养骨汤能诱导骨髓瘤细胞株凋亡，李振杰［18］等认为其机制可能是与内质网应激密切相关的GRP78、XBP-1表达的下调密切相关。另一项实验通过小鼠移植瘤灌胃不同剂量的益气除痰方，检测到GRP78/Bjp等蛋白表达下调，弱化了内质网未折叠蛋白反应，启动了内质网凋亡通路［19］。

3.3死亡受体介导的信号转导通路死亡受体是一类跨膜蛋白，转导细胞外死亡信号进入细胞内。属于肿瘤坏死因子受体（TNF）基因超家族，包括TNFR-1 （CD120a/p55），Fas（CD95/Apo1），死亡受体3，4，5 （DR3，4，5）等。与相应配体TNF-a、Fas1或其他启动因子结合后形成三聚体，与接头蛋白FADD和细胞内的死亡结构域DD结合，激活caspase8，并在此过程形成死亡信号复合体DISC。触发下游级联反应。诱导凋亡。Caspase8活化后激活Bc1-2家族促凋亡蛋白，形成通道，释放细胞色素c和其它蛋白，激活线粒体凋亡途径。DR5表达上调有时也依赖内质网应激介导的JNK和p38蛋白激酶途径的活化［20］。不同剂量四君子汤作用于膀胱癌小鼠结果显示，小鼠瘤组织出现凋亡细胞而其他组织未出现；而凋亡细胞死亡受体Fas及FasL的表达增加［21］。

3.4Caspase蛋白酶信号转导途径Caspase（cystejne aspartjc specjfjc protease）蛋白家族是细胞胞浆内的一组内源性蛋白酶。功能是特异性切割天冬氨酸半胱氨酸残基后肽键［22］。分为2组，凋亡通路上游的启动酶（caspase1，2，4，5，10） 和下游的凋亡执行酶（3，6，7，9，）。正常状态下，caspase蛋白家族以无活性的酶原状态存在于细胞胞浆中。当收到凋亡信号后，激活并启动一系列级联反应，发生凋亡［23］。

Caspase8应答细胞外凋亡刺激因子，caspase9应答药物和损伤，并启动细胞色素c从线粒体释放，启动线粒体途径凋亡。Caspase3放大前2者的信号，导致细胞全面自杀解体。而caspase8，9水解相应蛋白肽键又能激活caspase3，caspase3则继续水解活化细胞内其他蛋白。最后，caspase3直接作用于DNA蛋白酶和细胞骨架蛋白，直接破坏其结构引起细胞崩解而凋亡。Caspase8 和caspase10上有死亡效应结构域（DED），caspase9和caspase2中有结构域CARD，通过结构域直接连接到细胞外的死亡受体，诱导凋亡。细胞中大部分的凋亡过程都有caspase家族参与并发挥重要作用［24］。黄芪四君子汤可诱导人肝癌细胞株 （SK-HEP-1），荧光Rea1-tjme PCR法检测细胞凋亡基因 Caspase-3 mRNA显示其表达上调［25］。通幽汤作用于食管鳞癌细胞显示其促凋亡作用，免疫印迹检测可见caspase3、p53、Bax等蛋白表达均上调表达，因而方药对肿瘤细胞抑制作用可能与抑制caspase蛋白通路有关［26］。

4　降低端粒酶的活性和清除体内活性氧ROS

端粒是附着于真核细胞染色体末端的一组片段，由端粒酶以自身RNA为模板合成［27］。随着细胞周期性分裂，不断缩短，最终使DNA失去稳定性，崩解凋亡。而肿瘤的永生性发生机制之一就是在基因和多种因子的诱导下，不断激活端粒酶合成端粒，使DNA永远保持稳定长度。使细胞的周期性分裂不断进行下去。方瑜等［28］对荷瘤小鼠分组灌胃扶正抗癌方，瘤体明显缩小，免疫组化显示端粒酶下调，证明该方的促凋亡机制可能与此有关。

ROS是机体进行新陈代谢活动的产物，与细胞内高氧化还原水平密切相关，同时与肿瘤细胞凋亡关系密切。ROS主要包括一氧化氮、氧离子和过氧化氢，正常状态下，一定水平的ROS在正性调节细胞增殖和信号转导过程，但肿瘤细胞高代谢状态导致的过多积累则损伤细胞，使肿瘤细胞处于对外界的高氧化应激状态，从而在其微环境中生存下来。目前ROS信号通路诱导的凋亡也也成为研究热点。补中益气汤含药血清培养肺癌A549细胞，MTT检测其明显促凋亡作用；免疫印迹显示Caspase 3活化，而活性氧实验检测到细胞中活性氧产生，据此判断该中药复方的诱导凋亡作用与ROS通路和caspase通路激活有关［29］。

5　结语

西方医学对细胞凋亡的研究已经深入到蛋白和基因水平，目前研究重点是寻找肿瘤凋亡过程发挥作用的蛋白和细胞因子，即分子生物标志物［30］。T细胞等免疫疗法也成为近年来的研究热点［31］。随着人类基因组计划的推进和基因组学发展，基因编辑技术也逐渐应用于临床。凋亡信号通路中分子靶标寻找的研究使人类在肿瘤防治中实现“精准医学”成为可能。标靶药物直接作用在靶组织、靶器官或靶细胞和靶基因上，避免了放化疗的全面细胞毒作用；但由于分子靶标策略过分强调阻断凋亡过程中的有重要作用的单一分子，同时也阻断了其生理功能，进一步打破了机体平衡；再由于肿瘤细胞凋亡的发生是多基因，多因素，多方面共同参与的，忽略了人和疾病的整体性，因而有时阻断单一重要分子效果并不理想。

中药复方在理论上兼顾人的整体性和个体性观念。治疗机制上作用于凋亡进程中的多种基因、多信号转导因子和多信号通路，对凋亡的进程全面调控。同时中药复方在增强人体免疫力的显著作用，因而可以兼顾人的整体，因而在世界肿瘤防治中发挥独特而优秀的作用。未来世界防治肿瘤的舞台上肿瘤分子标志物的发现和使用与中药复方必然发挥重要作用。

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The Research Progress of Mechanism on Inducing Apoptosis by Traditional Chinese Medicine Tumor Cells

JIA Le1e1， JIANG Shihong2
（1. Formu1as of Chinese Medicine of Basic Medica1 Co11ege， Henan University of TCM， Zhengzhou 450000， China；2. DePartment of Foreign Language， Co11ege of Foreign Language， Henan University of TCM， Zhengzhou 450000， China）

In the current trend of apoptosjs of tumor ce11 research，numerous experjmenta1 study have been made about revjew of studjes on Mo1ecu1ar Bjo1ogy of apoptosjs jnduced by tradjtjona1chjnesemedjcjne jn recent years.Many heoretjca1 resu1ts of specjfjc echanjsms experjmenta1 exp1oratjon have been reports that apoptosjs jnduced by tradjtjona1Chjnese medjcjne jn cancer ce11s jn recent years was revjewed comprehensjve1y jn thjs artjc1e.Chjnese herba1 compound p1ays an jmportant ro1e jn po1ygenjc，mu1tjfactorja1and mu1tjfaceted jnduce tumor ce11apoptosjs.The antjtumormechanjsm js assocjated wjth the arrest of ce11 cyc1e and the jnhjbjtjon of te1omerase actjvjty，strengthen or suppress the expressjon 1eve1of apoptosjs gene，actjvatjon ofmjtochondrja sjgna1jng pathways，endop1asmjc retjcu1um sjgna1jng pathways and death receptor sjgna1jng pathway and jnductjon of caspase famj1y of sjgna1jng pathways jn apoptosjs and e1jmjnatjon of harmfu1oxydases

Chjnese herba1compound；tumor ce11；jnducjng apoptosjs；revjew

10.3969/j.issn.1672-2779.2016.10.066

1672-2779（2016）-10-0145-03

（本文编辑：李海燕 本文校对：蒋时红2016-02-01）