苦参碱治疗结直肠癌的作用机制研究进展

梁俐，黎辉，王莉，朱华卫，韩成龙

广西医科大学第二附属医院肿瘤内科，南宁 530000

2020年全球癌症数据显示，结直肠癌（CRC）在世界范围内已成为仅次于肺癌及乳腺癌的第三大常见癌症［1］。目前，CRC 的主要治疗方案是以手术及放化疗为主的多学科综合治疗，但多数患者确诊时已为晚期，失去了手术治疗的机会，且部分患者因化疗耐药导致化疗失败，故CRC 的总体生存率仍未取得明显突破。中草药在抗肿瘤方面具有高效、低毒性等优势，近年来成为肿瘤治疗的研究热点。苦参碱为豆科植物苦参、广豆根、苦豆子等中草药提取的生物碱，具有抗病毒、抗炎、抗肿瘤等药理活性［2］。近年研究表明，苦参碱在CRC 的治疗中效果显著，苦参碱联合化疗或可成为CRC 新的治疗方案。本文就苦参碱治疗CRC的作用机制综述如下。

1 抑制肿瘤细胞增殖

肿瘤细胞能抵抗基因引发的程序性死亡而进行无限制地生长，异常增殖的肿瘤细胞通过循环系统或淋巴系统等形成远处转移［3］。因此，抑制CRC 细胞增殖是治疗CRC 的有效途径。研究显示，苦参碱能够以剂量和时间依赖的方式抑制CRC 细胞的增殖。CHENG 等［4］研究发现，苦参碱可通过抑制miR-10b/PTEN 信号通路抑制CRC 增殖。肿瘤细胞通过异常的糖代谢行为逃避正常的细胞凋亡程序，以增强细胞增殖能力，这种异常糖代谢行为叫Warburg效应，是肿瘤发病的关键因素［5］。缺氧诱导因子1α（HIF-1α）是肿瘤细胞代谢实现Warburg 效应的关键转录因子，苦参碱可通过抑制HIF-1α 的表达减弱其对Warburg 效应的下游调节，从而抑制CRC 细胞增殖及生长［6］。研究发现，慢性炎症部位的恶性肿瘤发生率较非炎症部位明显升高，表明炎症组织中过表达的细胞因子可诱导肿瘤的发生发展。白细胞介素6（IL-6）是炎症细胞及相关炎症因子共同作用的靶分子，可调控肿瘤细胞增殖和凋亡。FAN 等［7］研究表明，苦参碱可通过HMGB1信号通路抑制IL-6的表达，从而抑制裸鼠CRC细胞的增殖。

2 阻滞肿瘤细胞周期

细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的过程。细胞周期的传递是井然有序的，当这种秩序被打乱时，紊乱的细胞周期会引起细胞癌变。细胞周期受到细胞周期蛋白依赖激酶及细胞周期蛋白如细胞周期依赖性激酶（Cdks）、细胞周期素（Cyclins）的正向调控［8］。Cyclin D1 及Cyclin E 的过表达与CRC 的发生发展密切相关，研究显示，苦参碱可通过下调Cdk6、Cyclin D1及Cyclin E诱导CRC细胞周期阻滞，引起CRC细胞凋亡［9］。

3 诱导肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡指为维持内环境稳定，由基因控制的自主有序的细胞死亡。诱导CRC 细胞凋亡对CRC的治疗具有重要意义。体内、体外研究均表明，苦参碱可通过降低凋亡相关基因Bcl-2、Caspase-3 的表达，上调 Bax 和 cleaved Caspase-3 的表达，诱导 CRC细胞凋亡［10］。ZHANG 等［11］发现，苦参碱可通过特异性抑制Akt 信号通路来降低Bcl-2、Bax 的表达、增加Caspase-9 的表达来诱导CRC 细胞凋亡。另有研究显示，苦参碱能够通过LATS2 Hippo 途径激活线粒体延长因子1（MIEF1）相关的线粒体分裂，从而诱导结肠癌细胞SW480 凋亡，抑制结肠癌进展［12］。苦参碱还可作用于结肠癌细胞SW116，通过上调Fas 及Bax mRNA表达，诱导结肠癌细胞凋亡［13］。

4 抑制肿瘤新生血管生成

肿瘤细胞可分泌并高表达促血管生成因子，形成异常的血管网络，其特征是血管杂乱无序、不成熟且通透性差，从而形成灌注不良的肿瘤。肿瘤灌注受损产生的缺氧微环境可促进生成更具侵袭性的肿瘤细胞，阻碍免疫细胞的肿瘤杀伤作用，降低放化疗治疗效率。因此，抑制肿瘤血管的生成已成为治疗肿瘤的新策略。在肿瘤缺氧微环境中，血管内皮生长因子（VEGF）在肿瘤组织发育中具有促血管生成作用，在肿瘤发生和转移中至关重要，而抑癌基因p53 缺失或突变可以促进VEGF 表达。高表达VEGF及突变型p53与肿瘤浸润转移密切相关，王启瑞等［14］在人结肠癌细胞SW480 异种移植瘤裸鼠中发现，裸鼠肿瘤中高表达VEGF 及突变型p53，而苦参碱能从mRNA 及蛋白水平上下调VEGF 及突变型p53的表达，抑制肿瘤新生血管生成。

5 抑制端粒酶活性

端粒酶是一种核糖核酸蛋白酶，可维持端粒长度和结构完整性，使细胞保持继续分裂及增殖的潜力，其在绝大多数晚期恶性肿瘤中均表达升高。端粒酶的再激活能够消除因端粒缩短而对肿瘤发展产生的抑制作用，这在CRC 的发生发展过程中起重要作用。选择端粒酶或其亚单位作为靶点，缩短端粒及诱导细胞衰老在CRC 治疗中具有潜在的应用价值。在人结肠癌细胞SW116 及HT29 中发现，苦参碱能够抑制端粒酶mRNA 及蛋白的表达，从而抑制结肠癌细胞分裂及增殖，减缓结肠癌进展［15］。

6 抑制肿瘤转移

肿瘤转移是指恶性肿瘤细胞从原发部位经淋巴管、血管或体腔等途径，转移到其他部位继续生长的过程，上皮—间质转化（EMT）是肿瘤转移的重要机制。来源于肿瘤相关基质的生长因子能够促进肿瘤上皮细胞进行形态改变，增强细胞活性，减少细胞间黏附，降解细胞外基质（ECM），从而增强肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。肿瘤的侵袭转移起始于ECM 的降解，肿瘤细胞通过降解的ECM 侵入邻近组织。基质金属蛋白酶（MMPs）在ECM 及基底膜降解中发挥重要作用，研究发现苦参碱可呈剂量依赖性地抑制MMP-2、MMP-9 的表达，从而抑制结肠癌细胞HT29体内外的侵袭转移［16］。

7 影响肿瘤微环境

肿瘤微环境（TME）指肿瘤细胞存在的周围微环境，包括周围的血管、免疫细胞、成纤维细胞、各种信号分子和ECM。肿瘤相关成纤维细胞（CAF）及肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）具有促进肿瘤发生的作用。研究表明，来自CRC 患者样本提取的CAF 可通过分泌外泌体circSLC7A6 促进CRC 细胞的增殖及侵袭。趋化因子受体CXCR5 是circSLC7A6 调节的肿瘤发生关键效应器，苦参碱能够通过调控CXCR5 阻断CAF 释放的外显子circSLC7A6 来抑制结肠癌的发生［17］。在肿瘤微环境中，肿瘤细胞与肿瘤相关巨噬细胞相互作用，释放炎症相关因子IL-2、IL-6、TNF-α等，激活NF-κB信号通路，促进肿瘤发展。已有研究表明，苦参碱可通过抑制 TNF-α、IL-6 及 IL-1β 抑制结肠癌的发生发展［18］。

8 逆转肿瘤多药耐药

化疗是晚期CRC 的主要治疗方式，但许多患者因为化疗耐药导致化疗失败，影响CRC 患者的生存预后。P-糖蛋白（P-gp）、多药耐药相关蛋白、乳腺癌耐药蛋白等转运蛋白在细胞表面起外排泵作用，导致药物在细胞内积累减少，促进癌细胞存活。在结肠癌耐药株HT-29/OXA 及SW480/OXA 细胞中，苦参碱与铂类抗癌药奥沙利铂联用后奥沙利铂的半数抑制浓度随着苦参碱剂量的增加而逐渐降低，苦参碱可通过抑制多药耐药蛋白LRP 及P-gp 的表达逆转结肠癌的多药耐药［19］。EMT 在肿瘤多药耐药中起重要作用，NF-κB 信号通路是EMT 的信号通路之一，同时也是结肠癌5-FU 化疗耐药的信号通路。结肠癌耐药细胞株HCT-8/5-FU 呈现间质表型，波形蛋白、锌指蛋白转录因子snail 及p-p65 较非耐药细胞株升高，苦参碱可通过抑制NF-κB信号通路，抑制EMT转化，从而逆转结肠癌多药耐药。

综上所述，苦参碱是在CRC 的治疗中疗效显著，具有高效、低毒性、多靶点的作用优势，主要通过抑制CRC 细胞增殖、血管生成、阻滞肿瘤细胞周期、抑制端粒酶活性、影响肿瘤微环境、抑制肿瘤转移、逆转肿瘤多药耐药等发挥抗肿瘤作用。我们期待随着现代医学的发展可以对苦参碱的作用机制进行更深入的研究，为CRC的治疗提供新的方向。