清热解毒中药通过NF-κB信号通路治疗肿瘤的研究进展

黎雪 张英 侯炜 郑琦 祁鑫 裴迎霞 樊慧婷 刘硕 林洪生

目前，恶性肿瘤临床上常用的主要是细胞毒类药物，但这类药物具有难以避免的选择性差、毒副作用强、易产生耐药等缺点。核转录因子-κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)在肿瘤发生发展中起关键作用，持续活化可以使恶性肿瘤细胞无限增殖、抵抗凋亡，从而促进恶性肿瘤侵袭转移，因此介导NF-κB可发挥抗肿瘤作用[1-2]。中医药在预防肿瘤发生发展转移方面具有优势，热毒是肿瘤发生发展的重要原因之一。中医认为，热为温之渐，火为热之极，火热之邪内蕴，客于血肉，壅聚不散，腐蚀血肉，皆可酿成痈脓，或发为肿瘤。《医宗金鉴》云：“痈疽原是火毒生，经络阻塞气血凝。”《灵枢.痈疽》：“大热不止，热盛则肉腐，肉腐则为脓，故名曰痈。”根据以上描述可以看出，肿瘤的发生发展与毒热在体内的蓄积有着重要的关系[3-4]。清热解毒中药主治各种热毒之证，其有效成分可介导信号转导通路，从而治疗溃疡性结肠炎[5]、脓毒血症[6]、支气管哮喘[7]等多种疾病。清热解毒中药是肿瘤治疗的重要组成部分，然而，目前对于清热解毒中药治疗肿瘤的机制仍处于探索阶段[8-9]。课题组认为，基于NF-κB信号通路对清热解毒中药进行优势潜力的挖掘，可能是认知中医药防治肿瘤的理论和机制研究的有效途径。因此，本文基于NF-κB信号通路对清热解毒中药的肿瘤治疗进行回顾，初步分析NF-κB信号通路在肿瘤治疗中应用的现状，并对NF-κB信号通路在清热解毒中药的肿瘤治疗的应用进行探讨，以期为中医药防治肿瘤的理论和机制研究提供新思路。

1 NF-κB信号通路与肿瘤之间关系的研究概述

1.1 NF-κB促进恶性肿瘤的发生发展

NF-κB是一种能与免疫球蛋白κ链基因的增强子κB序列(GGGACTTTCC)特异结合的核蛋白因子，与许多靶基因的转录启动有关。通过调控多种基因的表达,进而参与免疫反应、炎症反应、细胞凋亡、肿瘤发生与转移等多种生物进程。此外，NF-κB几乎存在于所有细胞中，已有研究证实，其过度活化与乳腺癌、非小细胞肺癌、结肠癌、肝癌、卵巢癌、胰腺癌等均密切相关[1]。

静息状态下，NF-κB在胞浆内与其抑制因子IκBs结合，处于非活化状态。但当细胞受到各种内外刺激，IκBs被IκB磷酸化激酶复合物(inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase,IKK)磷酸化，与泛素蛋白结合，再经蛋白酶体降解，从而使得NF-κB释放出来，并进一步转位到细胞核内，使NF-κB处于活化状态。NF-κB的活化使得细胞增殖与凋亡之间的平衡被打破，而倾向于抑制细胞凋亡、促使肿瘤细胞恶变。因此，NF-κB在肿瘤的发生发展中起到了十分关键的调节作用。

另外，随着炎症与肿瘤关系的进一步深入研究，发现NF-κB在肿瘤相关性炎症信号通路中处于核心地位，而活化NF-κB主要通过活化Slug、Snail、Twist，以及Zeb1/Zeb2等转录因子实现[10-11]。对394例肺癌患者的免疫组化研究表明，与对照组比较，NF-κB p65的表达显著增高，且与疾病进展明显相关，中晚期患者的NF-κB p65表达也显著高于早期患者。此外，NF-κB也可通过抑制肺癌细胞凋亡从而促进疾病恶化[12]。以上研究都提示了NF-κB信号通路对肿瘤的发生发展起着重要作用，因此，基于 NF-κB信号通路在肿瘤治疗中的潜力挖掘，无疑是一种有效干预途径。

1.2 NF-κB促进恶性肿瘤发生发展的主要机制

1.2.1 促进肿瘤细胞的增殖 多种细胞因子或细胞因子受体通过激活NF-κB通路而发挥作用，而活化的NF-κB可以调节多种癌基因的功能，如在前列腺癌、直肠癌中通过激活NF-κB，使Ras处于持续激活状态，进而促进肿瘤细胞增殖。

1.2.2 抑制肿瘤细胞的凋亡 激活的NF-κB可以通过TNF受体相关因子(包括TRAF1、TRAF2)，凋亡抑制因子(包括c-IAP1和c-IAP2)，以及B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)家族成员，从而抑制caspase-8进而抑制肿瘤细胞的凋亡。

1.2.3 促进肿瘤细胞的侵袭和血管生成 NF-κB信号通路可调节多种与肿瘤侵袭相关的基因和细胞因子的表达，包括金属基质蛋白酶(matrix metalloprotein，MMP)、尿激酶型纤溶酶原活化因子(urinary type plasminogen activator，uPA)、白细胞介素8(interleukin，IL-8)等。有研究表明，头颈部鳞状细胞癌的NF-κB信号通路和细胞有丝分裂，以及活化蛋白激酶通路的共激活，可以使IL-8和血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表达增高，从而参与肿瘤血管生成。

1.2.4 NF-κB是肿瘤相关性炎症的核心 NF-κB通路在炎症与肿瘤之间搭建了一座桥梁，由于IKKβ过表达或活性增加，导致了炎症因子的分泌(如 TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8、CSF-1和COX2 等)。炎症因子则通过调节肿瘤细胞和间质细胞之间，以及肿瘤细胞和细胞外基质之间的相互作用，改变肿瘤细胞的生存微环境，从而内源性地促进了肿瘤的生长、浸润和扩散[13]。

1.3 NF-κB是抗肿瘤治疗的关键机制之一

1.3.1 IKK抑制剂 由于恶性肿瘤与慢性炎症的密切关系，慢性炎症能够激活经典的IKKα/NF-κB和IKKβ/NF-κB途径，促进肿瘤的生长。因此，阻断该途径被认为能够有效抗肿瘤治疗[14]。目前，发现有多种阻断该途径的药物，在细胞实验中能抑制细胞生长，增加细胞凋亡，在动物实验中缩小肿瘤体积、延长动物生命等方面均取得良好效果。按照作用机制，可将已知的IKKβ抑制剂分为3类：三磷酸腺苷类似物、变构抑制剂、硫醇反应性复合物。除了硫醇反应性复合物，其他抑制剂都显示了对IKKβ很高的特异性。这些复合物可能被作为潜在抗肿瘤增敏剂，通过选择性阻滞IKK/NF-κB途径的活性，来增加肿瘤细胞对放疗和化疗的反应[15]。

1.3.2 非甾体类抗炎药 关于非甾体抗炎药(nonsteroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs)与恶性肿瘤防治的相关研究在国际上已经开展了约20年[16]。已有大量研究表明，长期服用诸如阿司匹林等NSAIDs能够降低恶性肿瘤的发病率和死亡率[17-19]。机制主要是通过抑制体内COX活性，以及抑制NF-κB信号通路等途径来发挥抗肿瘤作用。Jeong等[20]发现NSAIDs可通过促进活性氧(reactive oxygen species, ROS)的生成来发挥抗癌作用，NSAIDs可诱导快速生成细胞内ROS，而由ROS介导的NF-κB、ATF3的激活和DNA损伤均可诱导肿瘤细胞凋亡。

1.3.3 蛋白酶体抑制剂 蛋白酶体是多个中性蛋白水解酶构成的蛋白酶复合体，基于不同的亚基结构及不同的功能，蛋白酶体可被分为组成型蛋白酶体和免疫蛋白酶体。在功能方面，蛋白酶体可以通过对蛋白质的降解来调节细胞内多种蛋白水平，被降解的蛋白包括NF-κB途径中的活性蛋白、抑癌蛋白P53等多种重要生理功能密切相关的蛋白质[21]。有研究报道，蛋白酶体抑制剂依沙佐米可以抑制相关蛋白如IκB，进而抑制NF-κB通路的激活，启动凋亡程序，促进细胞凋亡。依沙佐米可通过NF-κB抑制抗凋亡蛋白细胞因子的转录活性，促进周期蛋白的表达，促进细胞周期停滞在G2/M期，介导多种瘤细胞的凋亡[22]。

1.3.4 免疫抑制剂 免疫抑制剂主要是通过抑制NF-κB活性，以及IκBα降解发挥作用。目前，已被证实有用的免疫抑制剂包括沙利度胺、糖皮质激素等。沙利度胺是在治疗多发性骨髓瘤中具有重要意义的免疫调节药物，当沙利度胺与地塞米松联合使用时，多发性骨髓瘤患者的应答率显著提高[18]。此外,沙利度胺也被证明可以通过调节NF-κB，抑制其他肿瘤细胞如白血病、淋巴瘤、宫颈癌等。糖皮质激素也被发现可以抗炎和抑制NF-κB活性，主要机制是通过IκBα的基因转录,进而提升NF-κB抑制剂的蛋白质水平。

IKK抑制剂、非甾体类抗炎药、蛋白酶体抑制剂、免疫抑制剂等药物虽有一些已运用于临床治疗，但由于药物在机体内各种生理过程中起到了十分复杂的作用，其副反应也限制了其应用。例如，蛋白酶体抑制剂硼替佐米虽然对多发性骨髓瘤患者的治疗疗效较好，但是出现了较为频繁的周围神经系统毒性，原发或继发的耐药和治疗后复发等问题[23]。而NF-κB信号转导通路在恶性肿瘤进程中扮演的关键角色，给后续研究提供了抑制肿瘤发生发展新思路。因此，寻找靶向调控NF-κB信号转导通路、阻止肿瘤发生发展，且副作用小的药物是当前国内外学者研究的热点[24]。

2 清热解毒中药通过NF-κB信号通路防治肿瘤

中医理论认为，热毒是肿瘤的重要发病机制之一，清热解毒法是临床治疗肿瘤的主要治疗方法之一。一方面，若患者辨证兼夹热邪，则治疗时应当选用清热解毒法；另一方面，恶性肿瘤虽为局部病变，但实则为全身性疾病在局部的反应，且肿瘤细胞往往处于高代谢状态，因而表现为内在的热相，亦可选用清热解毒法。目前，清热解毒法在中医肿瘤临床中应用广泛，但其内在科学机理仍待探索，因此本文将清热解毒中药抗肿瘤治疗的作用机制总结如下。

2.1 乳腺癌

Chung等[25]发现，黄芩提取物黄芩苷可通过NF-κB信号通路，抑制正常乳腺细胞发生癌性上皮间质转化，同时抑制乳腺肿瘤细胞的致瘤活性，发挥抗肿瘤作用。黄器伟等[26]研究发现，野菊花提取物蒙花苷可抑制人乳腺癌细胞的迁移和侵袭，作用机制是通过抑制IKK/NF-κB信号通路活化而下调Snail和MMP-9蛋白水平并上调E-cadherin蛋白水平。Chung等[27]在观察白花蛇舌草对于人乳腺癌细胞的抵抗作用时发现，白花蛇舌草能降低p-ERK和p-p38磷酸化水平以及促进caspase-8和caspase-7的凋亡，同时线粒体凋亡蛋白Bax增加、Bcl-2降低，说明白花蛇舌草是通过抑制p-ERK、p-38和NF-κB来达到治疗乳腺癌的作用。

2.2 非小细胞肺癌

Qla等[28]研究发现，川贝母提取物西贝素可抑制A549非小细胞肺癌小鼠瘤体，并表现出良好的安全性，机制是通过抑制非小细胞肺癌肿瘤炎症相关反馈机制NF-κB信号通路。放射治疗是肺癌的常规治疗方法，但放疗产生的电离辐射也被认为具有引起恶性肿瘤的远期效应。Jung等[29]发现，蒙花苷能够显著抑制由放疗电离辐射引起的人非小细胞肺癌A549细胞的迁移侵袭，而这主要是通过抑制NF-κB信号通路和IκB-α磷酸化来实现的。韦星等[30]发现白花蛇舌草注射液能诱导人肺癌SPC-A-1细胞凋亡，并且呈剂量依赖性，P53蛋白表达显著上升，Bcl-2和NF-κB蛋白显著下降，这表明白花蛇舌草注射液诱导肿瘤细胞凋亡的机制与P53蛋白表达及下调Bcl-2和NF-κB蛋白表达有关。

2.3 胰腺癌

Zhang等[31]实验表明，清胰化积方治疗肿瘤的机制之一就是通过干预NF-κB信号通路抑制肿瘤相关性巨噬细胞的形成以及浸润，从而降低胰腺癌的侵袭转移能力。Wei等[32]发现大黄素可降低人胰腺癌细胞p-Akt水平、NF-κB活性、bcl-2和Bax比率，增加caspase-9和caspase-3激活以及CytC的释放，说明大黄素可通过NF-κB的激活来达到增强吉西他滨对人胰腺癌细胞的抑制作用。范灵婧等[33]实验研究发现，菊花多糖对胰腺癌PANC-1细胞具有良好的抑制作用，且对NF-κB 信号表现出较强的免疫抑制活性。

2.4 肝癌

李岩等[34]研究发现，黄芩汤辅助序贯肝动脉化疗栓塞术对原发性肝癌患者NF-κB表达的影响，发现黄芩汤可提高抗肿瘤治疗效果，并缩小肿瘤病灶体积，而改善肝癌患者NF-κB、AFP水平可能是起效的作用机制之一。Su等[35]发现夏枯草可改变肝细胞癌的转移微环境，作用机制是通过抑制AP-1和NF-κB，进而抑制VEGF和MMP-9的转录；同时抑制细胞外信号相关激酶的磷酸化，下调p38信号通路，抑制NF-κB及AP-1的活性。Yu等[36]发现苦参提取物苦参碱能够降低人肝癌细胞的侵袭，并抑制NF-κB的表达，说明苦参碱是通过下调NF-κB来达到对肝癌的治疗作用。胡建新等[37]通过观察地锦草对H22肝癌小鼠鼠核NF-κB/VEGF信号通路相关蛋白的影响，结果发现与模型组比较，给予地锦草后，H22肝癌小鼠瘤重减轻，肿瘤组织NF-κB、TNF-α、VEGF mRNA 和蛋白表达均下降。张婷婷等[38]研究发现对人肝癌细胞进行复方苦参注射液处理24小时后，细胞增殖、转移和侵袭均得到抑制作用，NF-κB水平下降，说明复方苦参注射液抑制人肝癌细胞的能力，与NF-κB信号通路有关。

2.5 卵巢癌

Nam等[39]研究发现桑白皮提取物桑根醇对于卵巢癌细胞具有浓度依赖性的细胞毒性，并且可抵抗卵巢癌细胞增殖，作用机制是抑制IκBα和p65 NF-κB的有机磷酸化，抑制NF-κB的相关基因表达(如c-Myc、Cyclin D1、Bcl-XL、Bcl-2)。Kavandi等[40]发现黄芩及川贝母可降低卵巢癌的侵袭能力，作用机制是抑制NF-κB DNA结合，减少IκBα磷酸化表达，以及抑制NF-κB活性。Hu等[41]发现土茯苓呈剂量依赖性抑制人卵巢癌细胞的增殖，并通过激活caspase-3、PARP和Bax使细胞阻滞在G2/M期，诱导细胞凋亡；同时土茯苓也可抑制NF-κB，并下调Bcl-2、Bcl-XL、cIAP-1、XIAP和AKT等基因的表达，并促进人卵巢癌细胞对顺铂和阿霉素的化疗敏感性，说明抑制NF-κB，诱导细胞凋亡，减少顺铂和阿霉素对卵巢癌的耐药性是土茯苓治疗卵巢癌的作用机制。

3 结论与展望

热毒蕴结是肿瘤的重要发病机制之一，清热解毒既是以消除病因为主的治法，也是治疗癌症的重要法则，如《素问·至真要大论篇》云：“治热以寒，热者寒之。”若癌毒兼夹热邪，应辨证选用清热解毒法。而且进展期的肿瘤细胞多处于高代谢状态，内部往往会表现出“热”象，也应在临床治疗时使用清热解毒中药。癌毒病机理论也认为清热解毒方药在治疗肿瘤时，不应仅拘泥于热毒之候，即使患者症状表面无热邪夹杂，也应根据其正气强弱酌情应用清热解毒方药以发挥抗癌祛毒之效。

由此可以看出，清热解毒中药对于恶性肿瘤中医治疗的重要意义，但问题在于其科学内涵的探索研究仍有待完善。NF-κB已被证实参与包括炎性疾病、病毒感染等多种癌前疾病的发生发展过程，同时NF-κB信号转导通路上的相关基因与蛋白作用于中医药治疗的的机制也正在被逐渐阐明，这些研究都为存在NF-κB通路异常的肿瘤治疗提供了新的治疗方向。就目前来看，通过作用于NF-κB的中医药单体或复方结合中医辨证论治，来改善耐药和预防转移可能是未来肿瘤研究的热点和突破口。

综上，以NF-κB为靶标，从信号转导通路的角度分析清热解毒方药对肿瘤的抑制作用，可以为从中药开发具有靶向调控NF-κB的药物奠定基础，为清热解毒类方药作用机制的阐释提供科学依据，也为中医药治疗恶性肿瘤提出了深层次的分子机制及新的方向。