环氧化酶抑制剂抗肿瘤作用的研究进展
【关键词】 环氧化酶
环氧化酶2抑制剂（罗非昔布、塞来昔布）是非甾体类抗炎药的一种，除了具有抗炎镇痛的作用之外，最近的研究发现它们还具有抗肿瘤的作用，流行病学及动物实验研究证明，环氧化酶2抑制剂可降低肿瘤的发生率并预防肿瘤的形成〔1〕，而且研究发现，在手术切除后使用环氧化酶2抑制剂可以明显抑制肺癌的复发和全身的转移〔2〕。Tanaka T〔3〕研究发现，非小细胞（型）肺癌鼠模型中给予临床适当剂量的环氧化酶2抑制剂（罗非昔布）将会有效的抑制小肿瘤的生长，而且在切除后的模型中使用罗非昔布会显著抑制肿瘤的复发。本文重点对环氧化酶2抑制剂诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤侵袭，转移及其相关机制进行综述。
环氧化酶2抑制剂属于非甾体类抗炎药（NSAIDs)。环氧化酶有两种形式存在（COX1、COX2），在许多正常组织如胃、肠、肾和血小板等中存在COX1的表达。在大多数组织中COX2几乎无表达或表达极少；但是在炎症部位和肿瘤组织中COX2表达显著增加。已经证实，在许多种属的胃肠道组织中有COX异构体表达，COX1可维持正常胃肠道粘膜的完整性。COX2参与炎症机理均通过花生四烯酸转化为前列腺素所介导。肿瘤生长也需要前列腺素介导。
1 环氧化酶2抑制剂诱导肿瘤细胞凋亡及相关机理
11 环氧化酶2抑制剂诱导肿瘤细胞凋亡
肿瘤的生长与肿瘤细胞的凋亡关系密切，大量研究表明环氧化酶2抑制剂能够诱导多种肿瘤细胞凋亡。Moalic S〔4〕等用选择性环氧化酶2抑制剂NS398作用于同类型的三种肿瘤细胞系，结果发现NS398产生明显的抗细胞增殖和诱导早期凋亡的作用。Roberts EG〔6〕等用罗非昔布和NS398分别2种乳腺癌细胞（MCF7，ZR751）和2种前列腺癌细胞（PC3，DU145）24、72 h后，用噻唑蓝染色检测细胞抑制率，结果所有肿瘤细胞生长被显著的抑制，抑制呈剂量依赖型。罗非昔布通过诱导凋亡来抑制乳腺癌细胞增殖。Chen,PY〔7〕等用塞来昔布、尼美舒利鼻咽癌细胞系（CNE1、CNE2、SUNE），MTT法观察Cox2抑制剂对鼻咽癌细胞系的增殖活性的影响。用流式细胞仪，电泳检测细胞凋亡。结果发现塞米昔布、尼美舒利可以明显抑制3种鼻咽癌细胞系的增殖，尼美舒利浓度在分别为182、78、175μm时对SUNE、CNE1、CNE2达到半数抑制率。而塞来昔布浓度为72、81、76μm对上述3种细胞达到半数抑制率，可见相同摩尔浓度下塞来昔布的抑制效果明显高于尼美舒利，且抑制呈现时间依赖型和剂量依赖型和剂量依赖型。塞来昔布、尼美舒利阻滞SUNE和CNE1细胞系于G2/M，凋亡形态和凋亡带明显。塞来昔布、尼美舒利是通过抑制细胞周期诱导细胞凋亡从而达到阻滞细胞增殖的。
12 环氧化酶2抑制剂诱导肿瘤细胞凋亡的相关机理
121 环氧合酶2介导理论
COX是生物合成PGE类的限速酶，有2个亚型COX1和COX2。COX2在炎症和肿瘤组织中表达强度比COX1高，提示COX2的表达与肿瘤发生有关。COX2对癌症的重要作用除了与COX2调节肿瘤和凋亡密切相关外，还与其可以调控肿瘤细胞的黏附血管生长因子、基质金属蛋白酶的功能有关。研究已知环氧化酶2诱导型基因，可被缺氧、损伤、炎症、细胞因子、生长因子、有丝分裂原及肿瘤促进因子等多种因素诱导产生，是非甾体类抗炎药抗炎作用的靶基因。COX2基因表达的蛋白被认为是一种原癌蛋白。这种蛋白可以促进PGE2高表达，而PGE2可以刺激诱导肿瘤血管增生，抑制局部免疫功能，调节多种信号传导途径而影响细胞的增殖，促进肿瘤细胞的生长〔5~9〕。很多研究表明，COX2选择性抑制剂在由化学诱导剂所致的多发肠肿瘤的鼠模型中，可抑制71%肠肿瘤的发生，在偶氮甲烷所致的鼠大肠癌模型中，可使大肠癌的发生率和数量分别减少93%和97%，并抑制结肠异常腺管灶的形成〔10〕。
122 非环氧化酶2理论
环氧化酶2抑制剂对肿瘤细胞的抑制作用的机理还有很多争论〔11〕。有些研究表明环氧化酶2抑制剂抗肿瘤增殖和诱导凋亡作用机理中均涉及到COX2依赖和非COX2依赖途径〔12、15〕，并不完全依赖COX2，另外还有独立的过程，在此过程中合成PGE途径是不重要的。甲氨磺酰对HT29和S／KS细胞系的抗增殖作用有剂量依赖性，它不影响细胞的周期，即使没有COX2蛋白的表达也能够诱导细胞的凋亡〔16〕。Patel MI〔17〕等使用塞来昔布和罗非昔布两种环氧化酶2抑制剂作用于PC3和LNCaP两种前列腺癌细胞系来观察体外其对细胞生长的抑制效应，使用塞来昔布评估移植模型的抑制效应。结果两种细胞中同时检测到COX1，却没有COX2。在25~50 μm塞来昔布体外抑制细胞的生长；然而罗非昔布在此浓度对肿瘤细胞无抑制作用。塞来昔布诱导G(1)期阻滞，阻滞脱氧核糖核酸合成。塞来昔布对PC3移植肿瘤的抑制呈现剂量依赖型，但没有导致瘤内前列腺素E(2)的降低血浆浓度在237~570 μm时可以阻碍实体肿瘤的生长，这与体外需要抑制肿瘤细胞的浓度相当。最高浓度的塞来昔布使肿瘤体积减少52%，使细胞增殖数量和微血管密度减少50％。塞来昔布作用两种细胞和移植瘤使细胞周期蛋白D1显著减少，由此可见，两种临床上有效的环氧化酶2抑制剂抑制肿瘤具有不同的非COX2依赖途径。而塞来昔布拥有COX2依赖和非COX2依赖途径两种特性。
123 与凋亡相关因子表达关系
研究发现COX2在肿瘤组织中的异常表达与肿瘤的位置和淋巴结转移有着一定的联系。Chen KL〔18〕等观察36例胃腺癌(16例贲门部、20例胃远端胃癌)，通过免疫组织化学使用COX2多克隆抗体和bcl2单克隆抗体观测癌组织和癌旁组织中COX2和bcl2的表达。结果发现，胃癌组织中COX2和bcl2表达明显高于癌旁组织，贲门部腺癌的COX2表达明显高于远端胃癌组织中COX2的表达。环氧化酶2的表达主要位于肿瘤细胞的细胞质中，部分位于细胞核。随着胃癌病理级别的提高存在COX2高表达从细胞质到细胞核的过度。间质巨噬细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞都同时高表达COX2伴有bcl2蛋白表达增高。Cox2可以通过肿瘤细胞和间质细胞的相互作用调节凋亡抑制基因(bcl2)的表达同时对肿瘤的增殖和发展起了重要的作用。环氧化酶2还可以下调生长因子、调节癌基因和抑癌基因表达影响生长因子活性，抑制肿瘤细胞增殖与分化，从而促进细胞凋亡。
124 抑制核因子κB
核因子κB(NF2κB)是核转录基因家族的一员，对宿主反应和激活基因表达有重要作用，它控制趋化因子、生长因子、细胞粘附分子和一些急性反应蛋白基因在健康或病理状态时的表达，可抑制凋亡，是基因表达、信号通道变化的关键点。选择性COX2抑制剂替泊沙林(tepoxalin)，能够抑制Jurkat和HeLa细胞的NFκB活性〔19〕。
2 对肿瘤血管生成以及侵袭转移的抑制作用
21 抑制血管生成
近年的研究结果显示，由COX2催化花生四烯酸代谢产生的前列腺素(postaglandins，PG)，对于肿瘤内新生毛细血管的形成及血管依赖性的实体肿瘤的生长和转移起了重要作用。Kirkpatrick等〔20〕发现PG可以诱导bFGF及VEGF的表达，使其mRNA水平明显增高，并且这种增加可以被COX2抑制剂和VEGF的反义寡核苷酸所抑制。目前研究结果表明；环氧化酶2抑制剂可以减少PGE、TXA2等PG的生成，同时阻断VEGF、bFGF等的释放而实现。因此PGES、EP和TXA2等的抑制剂或拮抗剂可能在不同水平上协同COX2抑制剂的抗肿瘤作用。
22 抑制肿瘤细胞的侵袭转移
目前已有研究表明，在结、直肠癌肿瘤组织中COX2表达明显增高，同时在高表达的组织中VEGF表达明显高于COX2低表达的肿瘤组织，MMP2表达也呈同样的现象。由此可见，COX2可以通过调节血管生成、癌细胞的运动以及潜在的侵袭力来促进肿瘤的进行性生长。ltoH〔21〕等用前列腺素E(2)和罗非昔布观测对PANC1和MIAPaCa2两种胰腺癌细胞系的作用。发现外源性的PGE(2)诱导MMP2的表达和活性，增加细胞外信号调节激酶1／2的磷酸化、Ets1结合活性、MMP2启动因子活性。实验还发现PGE(2)也可以增加细胞迁移和侵袭力。有丝分裂原激活蛋白抑制剂PD0698059和Ets1都可以减弱PGE(2)诱导的MMP2的表达，同时可以阻滞细胞的侵袭能力但并不阻滞细胞的迁移力。罗非昔布不但抑制MMP2的表达和活性。而且抑制Ets1粘合性、MMP2启动因子活性、细胞的迁移和侵袭力。此结果验证了PGE(2)是通过依赖ERK／Ets1的途径诱导MMP2表达和活性的降低达到调节胰腺癌侵袭力的。
还有研究表明，COX2抑制剂不但可以通过抑制血管生成来阻止肿瘤细胞的转移，还可以通过改变肿瘤细胞的粘附性以及其他特性来抑制肿瘤的侵袭转移。Noda等〔22〕的研究显示一种选择性的COX2抑制剂etodolac可以上调CaCO2、HT29等细胞系E2钙粘素(ECadherin)的表达并显著降低细胞的增殖。ECadherin是一类钙依赖的粘附分子，与肿瘤细胞的分化、转移有着十分密切的关系。
：
〔1〕Yu J,Tang BD,Leung WK.Different cell kinetic changes in rat stomach cancer after treatment with celecoxib or indomethacin:implications on chemoprevention［J］.World J Gastroenterol,2005,11(1):4145.
〔2〕Qadri SS,Wang JH,Coffey JC,et al.Surgically induced accelerated local and distant tumor growth is significantly attenuated by selective COX2 inhibition［J］.Ann Thorac Surg,2005,79(3):990995.
〔3〕Tanaka T,Delong PA,Amia K.Treatment of lung cancer using clinically relevant oral doses of the cyclooxygenase2 inhibitor rofecoxib:potential value as adjuvant therapy after surgery［J］.AimSurg,2005,241(1):168~178.
〔4〕 Peluffo GD,Stillitani I,Rodriguez VA.Reduction of tumor progression and paraneoplastic syndrome development in murine lung adenocarcinoma by nonsteroidal antiinflammatory drugs［J］.Int J Cancer,2004,110(6):825830.
〔5〕 Moalic S,Liagre B,Le Bail JC.Dose dependent modulation of apoptosis and cyclooxygenase2 expression in human 1 547 osteosarcoma cells by NS398,a selective cyclooxygenase2 inhibitor［J］.International journal of oncology,2001,18(3):533~540.
〔6〕 Roberts EG,VonaDavis L,Riggs DR.COX2 inhibition and cancer:experimental findings and clinical correlates［J］.W V Med J,2004,100(3):96101.
〔7〕Chen PY,Long QC.Effects of cyclooxygenase 2 inhibitors on biological traits of nasopharyngeal carcinoma cells［J］.Acta Pharmacol Sin,2004,25(7):943~949.
〔8〕 Leung WK,To KF,Ng YP.Association between cyclooxygenase2 overexpression and missense p53 mutations in gastric cancer［J］.Br J Cancer,2001,84:335.
〔9〕 Subbaramaiah K,Michaluart P,Sporn MB,et al.Ursolic acid inhibits cyclooxygenase2 transcription in human mammary epithelial cells［J］.Cancer Res,2000,50:2399.
〔10〕Jacoby RF,Cole CE,Tutsch K,et al.Chemopreventive efficacy of combined piroxicam and flu oromethylornithine treatment of Ape mutant Min mouse adenomas,and selective toxicity against Ape mutant embryos［J］.Cancer Res,2000,60:1864.
〔11〕Yoshimi K,Shingo T,Masahiko T,et al.Cyclooxgenase2 activity altered the cellsurface carbohydrate antigens on colon canoer cells and enhanced liver metastasis［J］.Cancer Res,2002,62:1567.
〔12〕 Richter M,Weiss M,Weinbarger I,et al.Growth inhibition and induction of apoptosis in colorectal to mur cells by cyclooxygenase inhibitors［J］.Carcinogenesis,2001,22:17.
〔13〕Charalambous D,Skinner SA,O Brien PE.Sulindac inhibits colorectal tumor growth,but not prostaglandin synthesis in the rat［J］.J Gastroenterol Hepatol,1998,13:1195.
〔14〕 Wu GS,Zou SQ,Liu ZR,et al.Celecoxib inhibits proliferation and induces apoptosis via prostaglandin E2 pathway in human cholangiocarcinoma cell lines［J］.World J Gastroenterol,2003,9:1302.
〔15〕Wu GS,Zou SQ,Luo XW,et al.Proliferative activity of bile from congenital choledochal cyst patients［J］.World J Gastroenterol,2003,9:184.
〔16〕 Elder DJ,Halton DE,Hague A,et al.Cellular and mulec2 ular effects of COX2 selective NSAID on colorectal adenoma and carcinoma cell lines［J］.Gastroenterology,1998,114 (4):24162420.
〔17〕 Patel MI,Subbaramaiah K,Du B.Celecoxib inhibits prostate cancer growth:evidence of a cyclooxygenase2independent mechanism［J］.Cancer Res,2005,11(5):19992007.
〔18〕Chen XL,Su BS,Sun RQ.Relationship between expression and distribution of cyclooxygenase2 and bcl2 in human gastric adenocarcinomu［J］.World J Gastroeaterol,2005,11(8):12281231.
〔19〕 Arango HA,Icely S,Roberts WS,et al.Aspirin effects on endometrial cancer cell growth［J］.Obstet Gynecol,2001,97 (3):423427.
〔20〕 Kirkpatrick K,Ogunkolade W,Elkak A,et al.The mRNA expression of cycle oxygenase22 (COX22) and vascular endothelial growth factor (VEGF) in human breast cancer［J］.Curr Med Res Opin,2002,18(4):237~241.
〔21〕Ito H,Duxbury M,Benoit E.Prostaglandin E2 enhances pancreatic cancer invasiveness through an Etsldependent induction of matrixmetalloproteinase2［J］.Cancer Res,2004,64(20):74397446.
〔22〕Noda M,Tatsumi Y,Tomizawa M,et al.Effects of etodolac a selective COX2 inhibitor:on the expression of E2Cadherin2Catenin complex in gastrointestinal cell line［J］.Gastroenterol,2002,37(11):896~904.
