黄月云,夏 婷,赵成国,陈素云,张裔辉
(1.吉林大学珠海学院2012级本科生,广东 珠海 519041;2.天津科技大学生物工程学院工业发酵微生物教育部重点实验室,天津 300457;3.吉林大学珠海学院中药教研室,广东 珠海 519041)
人参皂苷Rh2和Rg3抗肿瘤作用研究进展
黄月云1,夏 婷2,赵成国3,陈素云1,张裔辉1
(1.吉林大学珠海学院2012级本科生,广东 珠海 519041;2.天津科技大学生物工程学院工业发酵微生物教育部重点实验室,天津 300457;3.吉林大学珠海学院中药教研室,广东 珠海 519041)
人参皂苷是人参抗肿瘤的有效成分,其中人参皂苷Rh2( ginsenoside Rh2,GRh2)和人参皂苷Rg3( ginsenoside Rg3,GRg3) 是人参抗肿瘤的主要活性成分。研究表明,二者可阻滞细胞周期,诱导分化,抑制转移,调节免疫功能,逆转多药耐药性,诱导凋亡等[1],综术如下。
抑制肿瘤细胞的增殖。洪新雨等[2]用聚合酶链反应检测到GRh2可使人脑胶质瘤SHG44中PCNA表达与转录产物明显下降。游智梅等[3]研究发现,GRh2可下调KG1-α细胞中cylin D1和上调P21,阻滞细胞于G0/G1期,抑制细胞增殖。GRh2也可使Eca-109中cyclinE和CDK2蛋白及其mRNA表达水平增加,P21蛋白及其mRNA表达水平降低,抑制细胞增殖。荧光定量 RT-PCR 检测到P27表达在一定范围内与GRg3浓度成正比,抑制多种cyclin/ CDK复合物活性,负调控细胞周期,阻滞于G1期。
诱导细胞分化。程春[4]观察到20µg/mL GRh2处理肝癌细胞SMMC-7721一段时间后,胞质变薄,骨架微丝聚合,形成少量张力纤维,细胞形态向正常细胞转化,增加GRh2浓度,细胞分化程度转向成熟。细胞的核骨架-核纤维-中间纤维系统也随着GRh2浓度的增加,逐渐向正常形态转化。
诱导肿瘤细胞的凋亡。GRh2、GRg3能够调控相关蛋白活性,介导多种信号通路,诱导细胞皱缩,使染色质固缩,细胞核碎裂成核苷酸片断,并促进凋亡小体的形成,使细胞凋亡。Guo XX等[5]研究发现GRh2可调节Bax/Bak蛋白表达水平,促进细胞色素C释放,激活caspase-9/caspase-8途径,从而诱导SK-HEP-1细胞凋亡。Li BH等[6]研究发现,GRh2作用于HCT116和SW480结肠直肠癌细胞后,细胞P53信号通路被激活,Bax表达水平上调,而Bcl-2表达水平下调,细胞内ROS含量增加,抑制NF-κB信号通路的激活,从而诱导细胞死亡。GRh2也可激活Fas-FasL途径,Fas与FasL结合,形成三聚体活化Fas受体,并与FADD结合,激活caspase-8,最终启动caspases家族级联反应而导致细胞凋亡[7]。刘艳红等[8]研究发现,细胞凋亡早期,GRh2可影响肝癌 HepG2细胞跨膜转导钙离子、膜离子通道的通透性等,使线粒体内钙超载和钙稳态破坏,PT孔开放,Ca2+依赖磷脂酶、蛋白酶和核酸内切酶等激活,细胞凋亡。JunN末端激酶1促使肿瘤细胞凋亡的作用明显。JNK被激活后进入细胞核,与转录因子ATF2及C-Jun的氨基末端区域结合发生磷酸化,促进基因表达,合成新蛋白,调控细胞凋亡的过程,诱导细胞凋亡。吴歌等[9]研究发现GRh2能显著提高MFC细胞内钙浓度.降低细胞线粒体膜电位,激活MFC细胞内JNK途径,增加caspase-3的激性,诱导凋亡。另有学者研究发现,GRh2能显著诱导急性淋巴白血病Reh细胞凋亡,且JC-1检测发现GRh2可诱导线粒体去极化,细胞MMP浓度降低,促进Reh凋亡,Annexin V-APC和7-Amino-actinomycin D (7-AAD)双染色法研究发现,24h内GRh2浓度逐渐增加的条件下,Annexin V和7-AAD诱导后,凋亡细胞数增加2.76~17.51%[10]。
抑制肿瘤细胞的侵袭和转移。有学者对GRh2抗肿瘤转移的功能进行研究,表明GRh2能通过抑制NF-κB、MAPK、ERK等表达降低肿瘤细胞的黏附能力。冯子强等[11]经Transwell法检测表明,GRh2通过MAPK通路抑制HepG2细胞内AP1转录因子,MMP3表达降低,细胞穿过聚碳酸酯膜的数目显著减少,有效地抑制了细胞侵袭迁移。尹天翔等[12]发现Rg3能显著下调CD44和VEGF,特异性抑制HepG2和QGY增殖、黏附、侵袭转移。
逆转肿瘤细胞耐药。人参皂苷可以与某些抗肿瘤药物合用如紫杉醇、长春新碱、顺铂等,逆转肿瘤细胞的多药耐药性,与化疗药物合用,可减少化疗药物对正常细胞的毒副作用。焦玉莲等[13]研究发现人参皂苷可协调增加紫杉醇的抗肿瘤作用。徐晓军等[14]研究发现,GRh2及长春新碱处理后,K562细胞中P-gp表达率明显提高,DNR摄取率减少,细胞耐药性减弱。贺兼斌等[15]经免疫组织化学、RT-PCR半定量法发现GRg3可下调MDR1 mRNA、MRPI mRNA及其蛋白,逆转小鼠肺腺癌多耐药。何静春等[16]实验表明GRh2能协调增加顺铂抗瘤作用,使小鼠前列腺细胞caspase-3 mRNA表达增加,bcl-2下降。
抑制肿瘤细胞血管的形成。GRh2和GRg3在体外能下调JAM-1和JAM-2的表达、抑制血管内皮因子、抑制PI3K/Akt和MAPK途径,调控HIF-1α,抑制肺癌细胞新生血管的形成。王金良[17]经RT-PCR检测发现ERK和Akt磷酸化水平降低,一定程度上阻断了MAPK和PI3K/ Akt途径,明显抑制HIF-1α和vEGF表达。陈明伟等[18]采用免疫组化、基因芯片技术发现,GRg3处理后,人肺腺癌细胞A549中的VEGF,Flt,KDT以及MMP-2蛋白阳性表达的强度显著下降。
GRh2和GRg3能对肺癌、前列腺癌、白血病、直肠癌、肝癌、胃癌、脑胶质瘤等多种肿瘤细胞发挥其抗肿瘤作用。目前,化疗依旧是治疗肿瘤的主要手段,但其对正常细胞的杀伤性也比较大。天然药物抗肿瘤安全、有效。研究发现GRh2和GRg3具有较强的抗肿瘤活性,而且对正常细胞毒副作用小,阐明GRh2和GRg3的抗肿瘤信号通路将有利于揭示其抗肿瘤作用机制,为抗肿瘤天然药物应用于临床提供新的思路和理论依据。
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R285.6
A
1004-2814(2016)08-0846-02
2016-03-30
夏 婷