基于NF-κB通路探讨中医药抑制乳腺癌的研究进展

贺紫薇,孔祥定,陈 静,王宽宇,

(1. 黑龙江中医药大学,黑龙江 哈尔滨 150040;2. 黑龙江中医药大学附属第一医院,黑龙江 哈尔滨 150040)

乳腺癌(breast cancer,BC)作为女性群体最常见的恶性肿瘤,严重影响了患者的生活质量[1]。据统计,2020年全球新发BC病例226万例,成为“全球第一大癌”,其中19%的病例发生在中国[2]。并且,近年来我国BC发病率呈现年轻化趋势,从分子机制探讨抑制BC发生发展的具体机制,对于提高患者生活质量、延长患者生存期有重要意义。转录因子κB(nuclear factor kappa B ,NF-κB)作为一种B细胞核抽提物中的核蛋白因子[3],其在现有研究中与细胞免疫反应、炎症反应以及BC的发生发展过程等均至关重要。NF-κB与BC之间的关系已成为目前研究热点[4]。大量的临床观察数据证明,在临床上中医中药治疗BC疗效确切。中药通过作用于BC各治疗靶点,从而抑制BC细胞的增殖转移,促进细胞凋亡,同时增强人体器官免疫功能,降低BC复发风险,减少放化疗毒副作用和并发症,对抑制BC的发生发展具有深远意义。本文就近年中医药调控NF-κB通路抑制BC的研究成果进行综述。

1 NF-κB信号通路概述

NF-κB最早是在1986年被发现,该蛋白家族可以选择性地结合在B细胞κ-轻链增强子上,调控其他基因的表达[5]。NF-κB信号通路的激活是由细胞外刺激引起的,胞外信号因子与相关受体结合后引发了下游连锁反应。受体蛋白在接受刺激后,激活核因子κB抑制蛋白α(IkBa)激酶,使IkBa磷酸化,再经泛素连接酶(P-TrCP)作用泛素化,进而被蛋白酶降解,使NF-κB从细胞质NF-κB/IkBa复合物中释放活化形成p50/RelA二聚体,NF-κB发生核转位进入细胞核,与有NF-κB结合位点的基因结合,启动转录进程[6]。已知可激活NF-κB信号通路的因子包括:肿瘤坏死因子α(TNF-α),白细胞介素(IL)-1β,2,6,8,12,一氧化氮合成酶(iNOS),环氧化物酶2(COX2)黏附分子,趋化因子,集落刺激因子等[7]。此外,血红素加氧酶-1 (HO-1)、锌指蛋白等抗炎和与细胞凋亡有关的分子如:TNF 受体相关因子(TRAF-1/TRAF-2)、Bcl-2同源体、抗细胞凋亡的蛋白-1和-2( IAP1/ IAP2)等也都受NF-κB信号的调控[8]。NF-κB在细胞的炎症反应、免疫应答等过程中起关键性作用。因此,NF-κB的错误调节与癌症、自身免疫疾病、感染性休克、免疫发育异常等有关。目前,针对NF-κB信号的靶向治疗是肿瘤治疗的热点之一[9]。NF-κB的信号是一种多向性、多效性调控,其作为经典炎症机制之一,与BC的发生发展有着密切的联系,其激活状态在一定程度上可以反映BC的恶性程度,因此抑制NF-κB蛋白的活性有利于抑制BC的发生发展。

2 NF-κB信号通路与乳腺癌的关系

2.1NF-κB促进乳腺癌细胞增殖 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,许多致癌因素可以通过活化NF-κB信号促进细胞的生长,进而促进肿瘤细胞增殖和转移。Wang等[10]研究发现外泌体miR-1910-3p通过靶向肌微管素相关蛋白(MTMR3),并激活NF-κB信号通路促进BC细胞的增殖、转移和自噬。Zhang等[11]研究发现,中期因子(Midkine)通过上调糖皮质激素受体基因(NR3C1)蛋白表达和激活NF-κB通路,进而促进BC细胞增殖和迁移。

2.2NF-κB抑制乳腺癌细胞凋亡 细胞死亡有两种不同的方式:一种是细胞在生理过程中出现的意外死亡,即细胞坏死;另一种则为细胞在特定的生理状态下出现的程序性死亡,即细胞凋亡。NF-κB的缺陷增强细胞凋亡的易感性,导致细胞死亡增加。Mao等[12]分析证实,富含半胱氨酸的溶酶体蛋白胎盘特异性蛋白8(PLAC8),通过激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/NF-κB通路促进细胞增殖,并抑制BC中的细胞凋亡。Wang等[13]研究发现塞来昔布通过下调NF-κB通路诱导不同BC细胞系的凋亡。

2.3NF-κB与乳腺癌细胞耐药有关 NF-κB与顺铂、卡铂和奥沙利铂等铂类以及蒽环类和紫杉烷类化疗耐药性的发展密切相关。Tyagi等[14]研究发现,盐霉素可以通过NF-κB通路失调,从而减少顺铂耐药和降低顺铂带来的不良反应。在Jiang等[15]的研究中,也证实伊维菌素可以通过调控表皮生长因子受体(EGFR)/磷酸化细胞外信号调节激酶(ERK)/Akt/NF-κB通路,实现逆转BC细胞的耐药性。

3 基于NF-κB信号通路抑制乳腺癌的中医药研究

近年来,在中医理论的指导下,融合现代医学研究方法,开展了许多基于NF-κB信号通路抑制BC的中医药实验研究。笔者结合相关文献与研究成果,发现目前基于NF-κB信号通路抑制BC的研究大致有中药提取物、中药复方、中成药等。

3.1中药提取物

3.1.1鹿角提取物 鹿角是我国的传统中药,药用功能广泛,既往研究证明其对乳腺炎和乳腺增生具有治疗作用。徐格格[16]通过观察鹿角对三阴性乳腺癌(TNBC)细胞MDA-MB-231上皮间充质转化(EMT)的作用,探索鹿角对调控EMT相关基因及信号通路的机制,初步证明其通过调控NF-κB通路介导的EMT过程,使MDA-MB-231细胞E-钙黏蛋白(E-Cadherin)的转录和表达水平明显上调,波形蛋白(Vimentin)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)和上皮间充质转化转录因子(EMT-TFs)的转录和表达水平明显下调;从而降低NF-κB的转录和表达水平,抑制MDA-MB-231细胞的侵袭和迁移。

3.1.2人参二醇 人参二醇(PD)是从中药人参中分离到的一种新颖的抗肿瘤药物,具有抗心肌缺血、抗脂质过氧化以及调节免疫等药理作用。万丹红[17]在PD逆转MDA-MB-231细胞株紫杉醇耐药的作用机制中研究发现,PD以剂量和时间依赖对MDA-MB-231紫杉醇耐药细胞产生毒性作用,且联合紫杉醇对细胞活性的抑制具有协同效果,二者联合可以降低EMT和BC干细胞标志物的表达,并且抑制细胞的成球能力,从而抑制EMT的发生,激活(NF-κB)P65和磷酸化p38丝裂原活化蛋白激酶(p38-MAPK)信号通路。

3.1.3穿心莲内酯 穿心莲内酯(Andro)提取自中草药穿心莲,是临床常用的抗炎药,具有解热、调节免疫、保护肝脏和抗糖尿病等药理作用。近年来,大量研究证实Andro可以抑制多种癌症的生长和转移,其中对三阴性BC细胞的增殖、迁移和侵袭具有显著的抑制作用。李俊辰[18]研究证实在luminal型BC中,NF-κB可以作为潜在的治疗靶点,Andro通过靶向抑制NF-κB,使miR-21-5p下调,促进靶基因程序性细胞死亡因子4(PDCD4)的表达,进一步抑制转移性luminal型BC的生长和转移。

3.1.4金丝桃苷 金丝桃苷广泛存在于各种植物体内,是一种天然的植物中草药产物,临床中主要应用于心血管、肿瘤、炎症等疾病的治疗。研究表明金丝桃苷在胰腺癌、肺癌以及前列腺癌的治疗中发挥作用,然而关于金丝桃苷在BC治疗中的生物学作用研究较少。邱锦霞[19]研究表明金丝桃苷可通过降低BC细胞内活性氧(ROS)水平抑制NF-κB信号通路的活化,进而影响到下游相关抗凋亡和促凋亡因子的表达水平,从而导致线粒体功能障碍。此外,金丝桃苷还可以借助激活半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)等相关因子的表达,诱导BC细胞大量凋亡,从而起到抑制乳腺癌的作用[20]。

3.1.5薯蓣皂苷元 薯蓣皂苷元(diosgenin,Dio)是薯蓣皂苷的水解产物,是从薯蓣科植物的根茎中提取的主要成分,是一种植物甾体化合物。中医学认为薯蓣具有消食利水、舒筋活血、祛痰截疟等功效。孙晓东等[21]研究发现Dio可显著抑制TNBC细胞MDA-MB-231的增殖与迁移、促进其凋亡,并且其作用机制可能与Dio抑制NF-κB信号通路的激活有关。研究表明Dio在免疫调节、抗炎、抗肿瘤、降血脂等方面均发挥重要的药理作用,且不良反应较低。

3.1.6重楼皂苷Ⅰ 重楼皂苷Ⅰ是提取自中草药重楼根茎的活性成分。王一乔[22]的研究中发现,重楼皂苷Ⅰ在B 细胞κ轻肽基因增强子抑制因子(IKBKE)/NF-κB通路中,能抑制BC细胞(4T1 )的生长和转移,阻断细胞周期;提高BC荷瘤小鼠的胸腺指数和脾脏指数,增强免疫;降低血清炎症因子COX-2、IL-2、IL-6含量,抑制IKBKE、AKT、NF-κB的表达,从而诱导细胞凋亡,起到抗肿瘤的作用。

3.1.7黄芩苷 黄芩苷是以黄芩根中分离出来的一种黄酮类化合物,具有显著的生物活性,也具有较强的抗癌反应生理效能。Chung等[23]研究发现,黄芩苷可通过NF-κB信号通路抑制正常乳腺细胞发生癌性EMT,同时抑制BC细胞的致瘤活性,发挥抗肿瘤作用。

3.1.8蒙花苷 蒙花苷(linarin,LIN)是从野菊花中提取的黄酮类化合物,其可抑制前列腺癌、肺癌和神经胶质瘤细胞增殖并诱导细胞凋亡,且对正常细胞无显著毒性作用。黄器伟等[24]研究发现,LIN可能通过抑制κB抑制因子激酶(IKK)/NF-κB信号通路活化,而下调锌指转录因子(Snail)和MMP-9蛋白水平,并上调E-cadherin蛋白水平,最终导致MDA-MB-231细胞迁移和侵袭能力降低。

3.1.9叶黄素 叶黄素是一种天然植物化学物,在结构上属于含氧类胡萝卜素,其具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性。刘潇洒[25]研究表明,叶黄素可显著抑制人乳腺癌MDA-MB-231和MCF-7细胞的增殖,其作用机制可能是通过降低BC细胞ROS水平,下调NF-κB信号通路介导抑制核因子E2相关因子2(Nrf2)的表达,并通过糖原合酶激酶3β(GSK-3β)/酪氨酸激酶(Fyn)途径导致Nrf2核定位减少,进一步降低抗氧化防御基因血红素加氧酶-1(HO-1)、醌氧化还原酶-1(NQO-1)的mRNA和蛋白表达水平来实现的。

3.1.10飞燕草素 飞燕草素提取自毛茛科飞燕草,是一种强有力的抗氧化剂,能够保护人体免受自由基有害物质的损伤。彭佳媛等[26]研究表明,飞燕草素通过阻断NF-κB信号通路,诱导MCF-7细胞G2/M期周期阻滞和凋亡,从而发挥抗BC细胞增殖效应。吴蔼林等[27]也证实了飞燕草素可以通过阻断NF-κB信号通路诱导BC细胞G2/M期周期阻滞和凋亡,从而发挥抗BC增殖的作用。

3.1.11金雀异黄酮 金雀异黄酮是许多中药中重要的天然活性成分之一,广泛存在于大豆、三叶草、葛根、染料木 (金雀花) 、广豆根等豆科植物中。研究表明,金雀异黄酮具有抗癌及其他广泛的药理活性。韦立群等[28]研究表明,金雀异黄酮能抑制MDA-MB-231细胞增殖及诱导其凋亡,其抗BC的作用机制可能与抑制NF-κB、细胞外信号调节激酶(ERK)的蛋白表达,激活c-Jun氨基末端激酶(JNK)信号转导通路有关。

3.1.12姜黄素 姜黄素是从姜科、天南星科中的一些植物的根茎中提取的一种二酮类化合物,具有良好的抗炎和抗癌特性。赵轶峰等[29]研究发现姜黄素可以通过NF-κB信号通路抑制BC细胞Bcap37的增殖及诱导其凋亡,且呈现出时间、剂量依赖性。吉鸿等[30]研究表明,姜黄素可以通过NF-κB-Snail信号通路,抑制脂多糖(LPS)诱导的BC细胞EMT,最终导致BC细胞侵袭能力的减弱,提示其抑制BC细胞侵袭、转移的能力可能是通过抑制EMT程序来发挥作用的。

3.1.13厚朴酚 厚朴酚(Magnolol,Mag)为中药厚朴皮中提取出的有效成分,具有明显的抗炎、抗菌、抗氧化、抗肿瘤、抑制血小板聚集等药理作用。余贤军等[31]研究表明,Mag可显著抑制BC细胞的侵袭、迁移、黏附等恶性转移行为,其作用机制可能与NF-κB信号通路的失活相关。

3.2中药复方

3.2.1扶正消岩汤 扶正消岩汤是来自黑龙江中医药大学附属第一医院王宽宇教授的临床有效方,研究表明该方治疗BC有效[32-35]。其课题组研究成果表明,扶正消岩汤联合miR-146a高表达的抗肿瘤机制,可能与通过抑制NF-κB激活下调B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)的蛋白表达,使Caspase途径免于被抑制,进而诱导4T1细胞的凋亡,从而显著抑制BC细胞的增殖分化[36]。

3.2.2阳和汤 阳和汤为中医经典方,临床诊疗中,随着对中医药治疗恶性肿瘤疗效的逐渐认可,阳和汤相关的抑瘤作用研究在近年也取得了不少成果,其对BC的治疗作用疗效确切[37]。 窦建卫等[38-39]和澎湃[40]研究表明,阳和汤可下调BC细胞中转运蛋白(Smad3)、NF-κB蛋白表达;阳和汤亦可通过减少NF-κB(p65)进入细胞核,抑制蛋白甲基化转移酶(EZH2)/NF-κB信号通路的活化,从而抑制TNBC细胞的增殖。刘丽颖等[41]研究表明阳和汤可降低BC细胞中NF-κB、iNOS、COX-2 蛋白mRNA表达水平。

3.2.3化毒三阴方 化毒三阴方为分析卢雯平教授治疗TNBC用药规律得到的核心处方[42]。崔永佳等[43]基于miRNA差异性,探讨化毒三阴方对气虚质TNBC患者PI3K/Akt/NF-κB信号通路的调控作用,结果表明化毒三阴方可调控气虚质TNBC患者PI3K/Akt/NF-κB信号通路上的基因表达,使NF-κB1、Akt1蛋白表达下调,磷脂酰肌醇-3-激酶催化亚基α(PIK3CA)、B细胞淋巴瘤-xL基因(Bcl-xL)表达上调,从而对气虚质TNBC患者起作用。

3.2.4益气小复方 益气小复方是源于乳腺癌患者术后常用方剂化裁而来,以黄芪与党参的配比为2∶1成方[44]。张玉柱等[45]探讨益气小复方逆转TNBC顺铂(DDP)耐药细胞株MDA-MB-231/DDP耐药的能力及其潜在的机制,表明益气小复方可能通过抑制NF-κB通路的活性,进而下调相关转运蛋白家族成员p-糖蛋白(P-gp)、乳腺癌耐药蛋白(BCRP)和多药耐药蛋白2(MRP2)的表达,从而逆转MDA-MB-231/DDP细胞对DDP的耐药作用。

3.2.5白术附子汤 白术附子汤源自《金匮要略》,其核心药物附子白术药对可抑制BC骨转移、减轻骨损伤,然而其防治BC骨转移的机制十分复杂。程旭锋等[46]研究表明,附子-白术药对抑制了BC骨转移裸鼠模型的骨损伤,其作用机制可能与其抑制NF-κB通路的活化,进而减少IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和IL-8等促炎因子的分泌并上调抑炎因子IL-4有关。

3.3中成药 在现有研究成果中,基于NF-κB信号通路抑制BC的中成药较少,笔者只检索到西黄丸相关的研究成果。西黄丸具有清热解毒、消肿散结之功效。用于热毒壅结所致痈疽疔毒、瘰疬、流注、癌肿等。丸中牛黄清热解毒,麝香活血散瘀,佐以乳香、没药消肿止痛、祛邪扶正,达到抗肿瘤的目的。李德辉等[47]研究表明,西黄丸可阻断、逆转DMBA联合雌孕激素序贯诱导的BC癌前病变大鼠乳腺组织病理形态学变化,其机制可能与其调控乳腺组织中NF-κB蛋白的表达量有关。

4 小结与展望

综上所述,NF-κB信号转导通路参与BC发生发展的整个过程,中药通过NF-κB信号通路在抑制BC方面取得了一定的成果。在现有的基于NF-κB信号通路抑制BC的中医药研究中,关于中药提取物的成果相对较多,中药复方和中成药的研究成果较少,这可能与中药复方的主要作用成分较为复杂有关。对中药调控NF-κB信号转导通路抑制BC进行深层次的分子机制研究,有利于实现中医药的现代化,有利于更好地指导临床用药,为中医药治疗BC提供更多切实的依据,具有广阔的前景。

利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突。