方爽爽,韩 冰综述,齐 玲审校
(吉林医药学院:1.2016级医学检验技术本科班,2.病理学教研室,吉林 吉林 132013)
肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(tumor necrosis factor related apoptosis- inducing ligand,TRAIL)作为正在新开发的抗肿瘤药物,它可以诱导多种肿瘤细胞发生凋亡,但其存在明显的耐药性[1]。五味子乙素(Schisandrin B,Sch B)是从中药五味子中提取出来的,能促进肿瘤细胞胱天蛋白酶8(caspase- 8)、caspase- 3和caspase- 9等多种细胞凋亡因子的表达,进而发挥抗肿瘤作用。同样的,TRAIL作用细胞后与死亡受体5(death receptor 5,DR5)反应活化caspase- 8,caspase- 8通过转运和自催化裂解产生,导致临近分子的相互接近,继而引发细胞凋亡[2]。因此,下面就Sch B与TRAIL单独和联合应用诱导胶质瘤细胞凋亡进行综述。
TRAIL也称为凋亡素2配体,是人体天然的抗肿瘤药物,也是体内最好的抗癌分子之一[3]。它通常可由人体的免疫系统表达,并引起多种肿瘤细胞的凋亡。与肿瘤坏死因子家族其他成员有所差异的TRAIL对肿瘤细胞具特异性,能诱导肿瘤细胞凋亡,且对正常细胞没有显著影响。作为临床开发的抗肿瘤新药,它已进入到临床Ⅱ期试验阶段[4]。
TRAIL作用于细胞,TRAIL蛋白通过受体- 配体与DR4或DR5相互作用结合,使受体三聚化,DR5胞内的死亡结构域(deathdomain,DD)募集特异性的死亡域蛋白FADD,FADD上的死亡效应域再募集caspase- 8形成死亡诱导信号复合体(death- inducing signaling complex,DISC),因此,DISC是由DR5、FADD与caspase- 8在蛋白水平上共同组成的[5]。成功组装DISC后,就会活化caspase- 8进而激活下游的caspases蛋白酶级联反应,从而特异性诱导肿瘤细胞发生凋亡[6]。Caspase- 8因结构中含有两个DED而具备强大的死亡效应启动和传递功能,因此,它在细胞凋亡途径中起着关键作用[7]。而水蓟宾具有能增强TRAIL对三阴乳腺癌细胞的诱导能力,是通过上调FADD的表达促进TRAIL依赖的受体相互作用蛋白的去泛素化,诱导三阴乳腺癌细胞中caspase- 8的活化引发细胞凋亡[8]。
Caspase- 8参与多种细胞功能,最常见的就是控制细胞死亡[9]。在非线粒体途径中,caspase- 8通过配体的作用被活化后激活下游的caspase分子。存在于细胞质中的Bid被活化的caspase- 8分解为tBid,tBid被转移至线粒体上,刺激细胞色素c,使它从线粒体中释放到胞质中,将线粒体途径和非线粒体途径联系起来可增强凋亡信号[10]。有研究发现,Sch B作用后,caspase- 8发生转运和自催化裂解现象,导致附近分子相互接近,引发细胞凋亡[11]。
在线粒体途径中,细胞色素c从线粒体中释放出来,启动细胞凋亡程序[12]。细胞色素c作为一种凋亡诱导因子,在dATP的作用下,可与凋亡相关因子连结形成多聚体,与caspase- 9形成凋亡小体,从而激活caspase- 9。细胞色素c、凋亡相关因子和caspase- 9所组成的凋亡复合物称为凋亡体。凋亡体可切割并激活下游的caspase- 3,caspase级联反应发生,使细胞凋亡继续[13]。Sch B不仅可以通过激活caspase- 8诱导细胞凋亡,Sch B可增强阿霉素诱导SMMC7721细胞凋亡,与caspase- 8的活化无关而是通过活化caspase- 9达到这一效果[14]。
研究认为caspase- 3是一种“死亡蛋白酶”,处于凋亡级联反应的下游,在不同的凋亡途径中作为细胞凋亡的执行者,也能将众多凋亡刺激信号聚集在一起[15]。在正常情况下,caspase- 3作为无活性的酶原存在,当药物作用后,被caspase- 8或caspase- 9活化进而使凋亡的级联反应进行下去。Sch B单独作用对胃癌SUN- 1细胞有抑制作用,当与顺铂联用后作用更加明显。研究发现,增加caspase- 3级联通路可诱导胃癌SUN- 1细胞凋亡[16]。除此之外,田妮[17]发现Sch B可抑制脑胶质瘤细胞生长,与增加细胞caspase- 3、Bax和Bcl- 2的表达有关。因此可以说,Sch B通过调节caspase- 3的表达而诱导细胞凋亡。在细胞凋亡过程中,caspases家族发生一定的作用,无论是caspase- 3、caspase- 8还是caspase- 9等都起着重要作用,它们相互作用,通过影响其中一个而产生连续性的影响。Sch B可促进caspase- 8、caspase- 3和caspase- 9在肿瘤细胞中的表达增加,能有效降低人神经胶质瘤细胞增殖,发挥抗肿瘤作用[18]。
实验证明,Sch B和TRAIL均能使肿瘤细胞发生凋亡,但肿瘤对TRAIL的耐药性限制了它的临床治疗效果[19]。越来越多的证据表明caspase- 8 mRNA甲基化降低caspase- 8的表达,导致对TRAIL的耐药[20]。Sch B与TRAIL有相同的作用位点——caspase- 8,通过Sch B上调DISC水平增加caspase- 8的表达,增强TRAIL诱导细胞凋亡,逆转TRAIL抗性,发挥更好的抗肿瘤作用。
王东东等[21]研究表明TRAIL与Sch B均可以抑制脑肿瘤干细胞的增殖,这两者可以发挥重要的协同作用,TRAIL与Sch B联合应用可抑制肿瘤细胞的生长。虽然将两者结合使用的实验并不多,但通过TRAIL与穿心莲内酯联用的实验发现,通过诱导caspase- 8依赖的细胞凋亡和DNA损伤来使肾癌细胞凋亡,联用增强了对肾癌细胞的杀伤能力[22]。蛇床素通过提高DR5的表达和caspase- 3、caspase- 8、caspase- 9的活性能增强TRAIL诱导白血病HL- 60细胞的凋亡[23],Sch B也具有同样的效果。这都说明了Sch B和TRAIL两者联用会具有协同效应。
TRAIL能杀死对传统化疗有抵抗力的癌细胞,而对正常细胞没有太大的负面影响,因为它的DR几乎只存在于癌细胞上。如何能进一步研发出高效、安全、低毒抗肿瘤药物将成为更为重要的任务。Sch B与TRAIL的联用可为开发区域特色中药材五味子寻找新的研究方向,提供新的理论依据,可进一步开阔市场前景。