中医药调控细胞自噬抗肺癌转移作用机制的研究进展

马 玥，徐振晔，邓海滨，王立芳，王中奇

(上海中医药大学附属龙华医院，上海 200032)

据报道我国肺癌新发病例和死亡病例占各类肿瘤对应占比的高位，全球肺癌的发病和死亡病例也仍占主要比例[1]，因此探索肺癌治疗新靶点的意义非比寻常。近年来相关细胞自噬的研究可能是一个新的方向，细胞自噬作为一个动态的循环系统，更新和维稳内环境产生新的能量。自噬在癌病转移中也具有重要作用，转移是肿瘤相关死亡的主要原因，而自噬在维持细胞内平衡中发挥基础作用。研究表明自噬通过诱导上皮间质转化促进肿瘤细胞转移能力，使癌细胞获得肿瘤干细胞样特征， 提示自噬在肿瘤转移中起到关键作用[2]。转移是肺癌的特点，也是临床治疗的难点和治疗方案失败的主要原因，中医药在防治肺癌方面具有优势，可有效地改善临床症状，增效减毒、延长患者生存周期、提升患者生活质量，缓解兼症，增强机体免疫能力，在抗肺癌转移方面拥有悠长的历史，从扶正培本、祛邪等分阶段、个体化巩固达到抗转移疗效[3]。中医药结合基因、免疫层面等，从不同部位、症状，发挥辨证论治特色起到抗肺癌转移疗效[4]。现就围绕研究肺癌细胞自噬、揭示自噬影响肺癌转移、探索中医药调控自噬机制、为抗肺癌转移寻觅新出路，这一系列主题进行综述。

1 细胞自噬与肺癌转移

细胞自噬维持机体代谢和生存，癌细胞比大多数正常组织更依赖自噬，譬如在许多肺癌小鼠肿瘤模型中肿瘤必需自噬基因的遗传缺陷抑制了肿瘤的生长[5]。然而自噬在癌症中的表达可能是不同的，可以是中立的、抑制的或促进的，细胞内环境营养情况、内环境稳态、机体免疫功能情况都会决定自噬在癌症中的作用，正因为如此的复杂情况自噬的功能评估在临床环境中也会存在困难和问题[6]。转移是造成大多数癌症死亡的原因，其中肺癌转移也是肿瘤患者死亡率高的主要原因[7]，研究者统计肺癌术后复发转移率尚且高达45.4%[8]。肿瘤转移是癌细胞到远处器官的物理转移，或者癌细胞在远处部位发展成转移性病变的能力[9]。然而肺癌转移进程仍尚未揭秘，其治疗仍是临床难点。

自噬在肿瘤转移中具有双重性，既可以促进肿瘤转移，通过肿瘤干细胞稳转，线粒体能量代谢，削弱失巢凋亡，回收自身代谢营养物质，诱导细胞休眠；又可以通过改善细胞缺氧，促进凋亡，激活免疫应答，细胞自噬性死亡，防止细胞衰老来抑制肿瘤转移[10]。自噬与肿瘤干细胞的发展具有相关性，肿瘤干细胞是促进肿瘤转移的根源，肺癌易复发转移亦可能与肺癌干细胞相关[11]。细胞自噬与肺癌的转移转归存在着千丝万缕的联系，要探秘其中奥秘、解决肺癌治疗临床难点，疏通自噬与肺癌转移相关研究的瓶颈，进一步研究势在必行。

2 细胞自噬调控相关基因与信号通路

2.1秉轴持钧的自噬基因 细胞自噬是一种细胞以应对营养限制而使自身被降解而维持必要活性和生存能力的过程[12]。细胞自噬涉及细胞生长、凋亡、干细胞特性，其干预基因在肺癌中发挥重要作用[13]，它可以影响肿瘤细胞的迁移和侵袭，抑制肿瘤细胞转移[14]。细胞自噬这一高度复杂的胞内降解途径，可涉及20多个核心自噬蛋白基因——ATG的参与，类似ATG12-5/16复合物就是自噬过程中必需的泛素样结合部分[15]，也有ATG7基因在自噬启动中发挥作用[16]。自噬相关基因与肺癌转移存在关联，研究者检测肺癌组织标本发现，自噬蛋白ATG5的表达量在淋巴结是否转移组间比较差异有统计学意义，说明自噬相关基因在肺癌转移中具有重要作用[17]。P62/SQSTM1是自噬的选择性底物，P62介导选择性自噬，在肿瘤微环境中调控机体免疫状态，涉及肿瘤转移的过程[18]。自噬的经典分析指标LC3是细胞自噬机制中关键的组成，当人体抑癌基因缺失损害自噬通量导致LC3沉积，会影响肿瘤细胞发展[19]。在细胞内环境中要维持稳定状态，完成自噬过程，存在对癌症转移转归过程干预影响，其中自噬相关基因蛋白不可或缺。

2.2承前启后的自噬信号通路 自噬相关通路代表了一种以维持细胞稳态，以应对细胞应激为主的适应性反应[20]。细胞自噬调控肺癌与一系列的信号通路的参与密不可分，目前发现调控自噬的信号通路有哺乳动物雷帕霉素靶蛋白mTOR、PI3K/AKT、ROS、Beclin-1和NF-κB信号通路等。雷帕霉素mTOR与调控癌症相关，在缺血缺氧饥饿状态下，自噬主要是由mTOR通路调控[21]，其在调控细胞自噬等多种生物学过程中发挥重要作用，是癌症治疗的一个潜在靶点[22]。AKT信号通路在肺癌中被高度抑制，促进AKT的激活极大程度上挽救细胞存活，同时降低肺癌细胞的自噬和凋亡[23]。PI3K、AKT、mTOR是细胞信号传导的重要通路，能够抑制癌细胞的自噬，起到一定抗癌作用[24]。王伟等[25]通过干预肺癌细胞，激活PI3K/AKT信号通路活性，引导下游蛋白活化，抑制肺癌细胞自噬。NF-κB信号通路既可以激活细胞自噬，又可以有效抑制细胞自噬，通过对其的诱导或抑制使得肺癌患者产生保护或损伤机制[26]。自噬通过降解泛素化的P53，增强了肺癌干细胞的干性，肺癌干细胞可以利用自噬-P53- Zeb1轴进行自我更新、影响肿瘤发生和进展[27]。自噬相关信号通路在肺癌的转移转归中起到重要作用，各种各样的自噬相关蛋白、基因、信号密切相连形成织线，复杂的信号通路纷繁交织再堆砌成网络，构成多层面、立体化细胞自噬的复杂内环境。要从中找寻肺癌治疗的线索，理清细胞自噬抗肺癌转移的思路尤为重要，需要研究者们抽丝剥茧尝试探索其中端倪。

3 中医宏观平衡中的细胞自噬

3.1中医宏观整体与自噬 中医药防治肿瘤拥有悠久的历史，肺癌属古籍记载中五积之一的“肺积”。人体是一个有机的整体，中医强调整体论治的整体观，注重整体的平衡，与维持细胞稳态的自噬理论相契合。肿瘤转移微环境的调控可能是潜在的抑制肿瘤转移的有效方式[28]，而中医阴阳平和的理论基础也正在于此，通过整体的五脏六腑相互协调、气血津液互通互养以达平衡状态，与调控肿瘤转移微环境的理念极具相似性。肺癌病位在肺，属于癌瘤局部病位表现的全身性疾病，要注重把握整体与局部的联动治疗，调控病患整体的内环境平衡状态。作为一种必不可少的内环境中物质能力代谢方式，细胞自噬是细胞内部、内环境与机体宏观大环境之间的重要联系，贯穿着中医局部与整体观念、内外统一联系的思维。

3.2正虚邪踞，传变乖戾与自噬 肺癌的病因多以脏腑正亏为主，“正气存内，邪不可干”，素体正虚，邪毒乘虚而致肺宣降失司，气滞瘀阻络脉，津液输布不畅，郁结为痰，痰气交阻成肺部肿瘤。邪毒易传，与肺癌易侵袭转移的生物学特性趋于一致，在机体整体的内环境中打破平稳状态致生长传变。中医传变形式可以合理地解释肺癌的转移，邪毒盘踞，病变乖戾，既病传变，脏腑循环、气血阴阳失衡，从而转移他处。自噬具有两面性，正常状态维稳，异常状态可致癌助瘤，与中医正邪理论两面性符合。且细胞自噬能够促进机体再循环，提供机体所需的养分物质，激发人体生理功能，或异常代谢堆积毒邪，循环往复易于传变。

3.3阴阳平和与自噬 人体为一个整体，人体之气又分阴阳，阴阳调和则细胞自噬水平正常，维持机体内环境的稳态。阴阳气运失度则百病皆生，细胞自噬过度疾病转化[29]。自噬的工作是维持机体“阴平阳秘”，过犹不及是会造成阴阳失和，细胞自噬形成的能力代谢过程可视为“阴阳消长”，能力转化可视为“阴阳转化”[30]。阴阳自和，脏腑联动，防治肺癌转变，使阴阳气血重达阴平阳秘的动态平衡，纠正阴阳盛衰的动态是治疗肺癌的关键[31]。细胞自噬具有双重性分正向调节(阳)和负向调节(阴)作用，而肺癌中机体也有促进细胞自噬(阳)和抑制自噬(阴)的不同表达。维稳机体内环境是调控宏观整体的方针，调整机体阴阳则是宏观辨证的纲领，这与肺癌细胞自噬维护肿瘤微环境稳态进行必要物质能力代谢过程不谋而合。自噬具有两面性，它的存在并非绝对的是非观念，既是正常细胞的维稳必需品又是肿瘤细胞的调控基础。尽管自噬的研究很重要，但是关于它特异性调控的细节仍然相对匮乏，是我们联系宏观中医理论通过实践去把控与自噬结合治疗肺癌转移的契机。

4 中医微观机制中的细胞自噬与肺癌转移

4.1中医微观辨证与自噬 肺癌在转移发展的过程中往往是机体功能失调、肿瘤微环境失衡的状态，此时细胞自噬处于失调阶段，自噬参与转移甚至干预预后情况。在机体正常状态下细胞自噬是维持整体平和的，而肺癌中的自噬启动必然是各种影响因素，导致机体微环境紊乱，自噬的发生与中医微观机制中的脾虚、精气亏虚、痰浊、血瘀等关系密切。首先精气亏虚是肺癌发生的基础，徐振晔教授着重于益气养精治疗肺癌，创立肺癌基本方“肺岩宁方”，对于癌毒转移转归具有疗效[32]。郑展等[33]运用肺岩宁方联合化疗药物具有调控肺癌细胞自噬作用。其次，脾胃为后天之本，脾胃运化水谷精微，与自噬合成分解能力代谢相呼应。李宝石等[34]认为脾虚是肿瘤转移微环境形成的关键机制，脾失健运致能量代谢紊乱，从而使肿瘤转移。另外，气血津液失调是肿瘤形成的原因，自噬的再循环推动能力供给相当于气的推动调控作用，肿瘤中物质能力缺乏，自噬失衡，导致气虚、气滞，病理产物堆积流传终致转移[35]。再者，“百病多由痰作祟”，“肺为储痰之器”，痰湿、痰浊经全身上下流窜，皮里膜外无处不至，是肺癌转移的微观联系。痰瘀均为病理产物，自噬启动后终将内部物质进行代谢消化再利用或者清除。瘀毒迁延不愈，阻滞气血运行，胶结成积，则需祛瘀生新，恢复运化，冉静纯等[36]认为瘀毒交阻是胃癌前病变重要病机，增强自噬功能可有效清除阻滞瘀毒，使机体内环境达到稳态，减少肿瘤侵袭转移的发生。更有卫气“行于脉外”，是“彪悍滑利之气”，适度自噬协助机体正常应激状态，自噬清除有害、再利用营养物质，与卫气护卫肌表功能在某种程度上属同一层面[37]，可从提高卫气功能的角度来调节自噬以提高机体抗病能力[38]。解决肺癌转移难题，要注重中医微观机制的研究与探索，见微知著，通过结合自噬微环境变化针对性的辨证论治，发挥自噬双向调节功能，以寻求新的运行途径减少或抑制肺癌细胞着床侵袭、肺癌转移率。

4.2中医药有效成分激活自噬流抗肺癌侵袭转移细胞自噬在细胞内环境处于稳态，可以维持机体物质能力代谢趋于正常水平。肺癌细胞自噬异常，不能及时清除有害产物，能量代谢堆积，此时自噬有利于肿瘤细胞的发展转移。中医药抗肺癌复发转移具有长期的临床疗效实践证明，中医药适度干预肺癌细胞自噬，通过综合疗效抗肺癌转移。

4.2.1中药活性成分干预自噬 庞晨等[39]发现表皮生长因子受体(EGFR)下调可降低非小细胞肺癌细胞侵袭能力，Beclin1诱导自噬对非小细胞肺癌有抑癌作用，P16在非小细胞肺癌中低表达更易发生淋巴结转移，进而通过检测肺腺癌裸鼠模型中的EGFR、P16、Beclin1水平表明铁皮石斛可通过促进自噬抑制移植瘤生长。熊果酸(Ursolic Acid)广泛存在于多种中药当中，对于抑制肿瘤侵袭转移和干扰肿瘤微环境有效用，近期研究显示熊果酸处理A549 细胞自噬相关蛋白LC3-Ⅱ/Ⅰ、Beclin-1表达增多，p62 表达降低，认为熊果酸会抑制自噬的发生，从而增强自身抗肿瘤活性[40]。瘀毒胶结成积也是肺癌成因之一，有效化瘀解毒可以缓解肺癌症状，减少肺癌复发转移。丹参是经典的活血化瘀药，亦可活血凉血消痈，温文浩等[41]发现丹参活性成分丹参酮(TanshinoneⅡA)可升高肺癌细胞LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值(P<0.05)，降低p62表达(P<0.01)，诱发自噬诱导细胞周期阻滞，发挥抗肿瘤作用。黄芪多糖(Astragalus Polysaccharide)是中药黄芪的主要有效成分，王雪林等[42]利用诱发细胞自噬肺癌模型，通过黄芪多糖干预肺癌细胞模型，证实黄芪多糖可下调PI3K/AKT信号通路的自噬起到抑瘤作用。苦参碱能够抑制肺癌细胞侵袭转移，阻滞肿瘤生长转移[43]。体内外实验发现麦冬醇提物干预Lewis肺癌小鼠和A549细胞，细胞中的Beclin-1上调(P<0.05)，LC3Ⅱ/LC3Ⅰ增加(P<0.01)，提示诱导自噬发生是麦冬醇提物抗肺癌的机制表现[44]。姜黄素是姜黄科植物块根中提取出的有效成分，具有抗炎抗瘤功效，能够抑制肺癌细胞侵袭转移，也可以干预肺癌细胞自噬[45]。何聪等[46]用姜黄素干预A549肺癌细胞，通过吖啶橙染色及转染GFP-LC3质粒发现自噬被诱发，通过检测自噬相关蛋白表达发现LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ表达升高(P<0.05)、m TOR表达下降(P<0.01) ，提示姜黄素诱导肺癌细胞发生自噬并抑制增殖。牵牛子可消痰涤饮，可抑制肿瘤生长、抗转移，研究者利用牵牛子酒提取物干预Lewis肺癌实验性肺转移模型鼠及LLC细胞，检测到癌细胞自噬减少，肿瘤侵袭转移被抑制[47]。大豆苷元来源于大豆异黄酮等天然植物所含的植物雌激素，可能也具有抑制肿瘤迁移侵袭作用，研究者将H1299和A549肺癌细胞用大豆苷元处理，发现LC3Ⅱ/Ⅰ表达升高，迁移侵袭能力明显降低，可能与自噬有关[48]。文兰香等[49]用槲皮素干预肺癌A549细胞，观察到p-AMPK/AMPK、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin-1蛋白表达降低(P<0.05)，p-mTOR/mTOR、p-S6K/S6K表达升高(P<0.05)，提示槲皮素可激活自噬信号通路，促进自噬而抗肺癌。

4.2.2中药复方干预自噬 王硕等[50]发现香草扶正合剂可以调控Beclin1、Atg5、LC3b自噬蛋白水平，诱导肺癌细胞自噬，抑制Lewis肺癌移植瘤模型小鼠肿瘤生长。王程燕等[51]采用芪冬宁方干预肺癌细胞A549及NCI-H460肺癌细胞模型小鼠发现自噬抑制状态下细胞增殖能力下降，抑制增殖的作用呈现自噬依赖性。芪玉三龙汤具有扶正抗癌解毒功能，对中晚期非小细胞肺癌具有稳定瘤体作用，研究者用此方作用于A549细胞，监测其对mTOR/Beclin1/LC3信号轴的影响，结果发现芪玉三龙汤能诱导自噬[52]。补中益气汤是《脾胃论》的经典方剂，补中益气汤含药血清干预肺癌A549细胞可促使自噬相关蛋白LC3Ⅰ向LC3Ⅱ转变、ATG7蛋白增加，说明补中益气汤能诱导肺癌细胞自噬性死亡[53]。肺抑瘤膏方是首次把中医膏方引入肺癌研究，其能够明显抑制EGFR非基因突变型肺腺癌移植瘤体生长,LC3表达量对比对照组差异均有统计学意义(P<0.05)，电镜下也观察到自噬诱导，推测肺抑瘤膏可诱导自噬抗肿瘤[54]。肺积宁方源自《伤寒论》，周立江等[55]将肺积宁方干预Lewis肺癌细胞，通过GFP-LC3自噬定位、自噬相关蛋白Beclin-1、LC3B、Atg5表达量检测，发现自噬相关蛋白表达上调，PI3K/AKT/m TOR信号通路受抑制，说明肺积宁方诱导肺癌细胞自噬抑制细胞增殖。杨佩颖等[56]发现消岩汤干预肺癌A549/DDP耐药细胞能下调Beclin-1表达(P<0.05)，抑制AKT1-m TOR分子通路，提示其能抑制自噬导致肺癌细胞死亡。张漂等[57]通过网络药理学分析葶苈大枣泻肺汤治疗肺癌的机制，发现该中药复方可抑制肿瘤细胞生长、侵袭转移，与调控自噬等途径有关。清肺通络方衍生于《备急千金要方》，龚婕宁等[58]利用本方干预A549肺癌细胞，观察到m TOR、PI-3K蛋白表达被抑制，说明清肺通络方通过影响自噬通路m TOR、PI-3K抑制肺癌。

5 小结与展望

细胞自噬贯穿于肺癌发展转归过程中，自噬的发展过程与中医理论宏观整体理论及微观机制相契合。中医药治疗肺癌转移疗效有目共睹，目前基于细胞自噬对于中医药有效成分调控肺癌转移转归的研究进展尚未深入。自噬是“阴阳”的平衡、整体与局部的稳态、宏观与微观的调控，近年来对于肿瘤自噬的研究也是争议颇多，对于中医药干预肺癌细胞自噬的具体调控机制尚不明确，其中干预自噬的分子机制、信号通路、双向调节等均有待进一步探索，需要在中医基础理论的指导下，发挥中医药复方、单药、活性成分、特殊治疗方式的优势，激发细胞自噬势能，中医药调控肺癌细胞自噬给探索肺癌治疗研究带来广阔新前景。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。