单味中药抗肝癌实验研究进展
【关键词】 中药 肝癌 综述
中药在抑制肿瘤细胞增殖、稳定瘤体生长、改善症状体征、减毒增效、预防复发、提高生存质量、延长生存期等方面具有独特的优势。从传统中药中寻找高效低毒的有效部位或成分治疗肝癌已成为研究热点,现就近5年来单味中药抗肝癌实验研究进展综述如下。
1 对肝癌细胞的直接杀伤与增殖抑制作用
1.1 细胞毒作用介导杀伤肝癌细胞
这类药物作用于癌细胞生长的不同阶段,使细胞生长所需的DNA、RNA、蛋白质合成受到严重障碍,从而停止于增殖周期的某一环节或引起死亡,或作用于能量代谢的某一环节,抑制癌细胞呼吸使其供能受阻死亡,或破坏癌细胞膜引起细胞自溶死亡。已发现人参皂苷Rg3、Rg5、Rk1、Rs5和Rs4对人肝癌细胞Sk-Hep-1有较大毒性[1]。胡氏等[2]观察发现,白花蛇舌草、半枝莲对BEL-7402细胞有较强的细胞毒作用。
细胞毒介导虽有直接杀伤肝癌细胞作用,但往往对正常肝细胞也有毒性。研究表明,三氧化二砷是一种对肝癌细胞具有选择性细胞毒作用的药物[3],但同时是一种致癌物,可以引起皮肤异常改变和其他内脏肿瘤如肺癌、肝癌、膀胱癌等发生。因此,如何减少对正常细胞的细胞毒作用或寻找靶向肝癌细胞特异性高的成分将成为此类药物研究的重点。
1.2 抑制肝癌细胞的增殖
抑制细胞的增殖是中药发挥抗肝癌作用的重要途径之一。甘草中含有多种化学成分,曾经有报道甘草酸苷能明显抑制人肝癌细胞株SMMC-7721、BEL-7402细胞的增殖,并具有剂量依赖性[4]。近来还发现,甘草总黄酮也具有抗人肝癌细胞株BEL- 7404增殖和诱导凋亡的作用[5]。刘氏等[6]发现,大黄素通过诱导细胞凋亡,在体外抑制肝癌细胞HepG2生长增殖,对人肝癌细胞株SMMC-7721细胞也有明显的生长抑制作用[7]。还有报道,一定浓度苦参碱可抑制肝癌HepG2细胞的恶性增殖[8]。
2 直接诱导肝癌细胞分化作用
肿瘤细胞诱导分化治疗是肿瘤治疗研究的新途径。近年来研究发现,中药有诱导肝癌细胞分化的作用,中药的有效单体或活性成分在特定条件下可使肝癌细胞向正常细胞逆转。曾氏等[9]发现,人参总皂苷阻滞人肝癌细胞株HepG2生长于S期,且诱导其细胞分化；人参皂苷Rh2作用于肝癌SMMC-7721细胞后有抑制SMMC-7721细胞增殖和诱导分化的作用。有报道,苦参碱诱导人肝癌细胞分化、凋亡的机制可能与苦参碱上调GT细胞周期负调节因子的表达、下调G1周期正调节基因有关[10]。还有报道,18β-甘草次酸(18β-GA)和甘草酸(GL)对BEL- 7402细胞有增殖和诱导分化作用[11]。
3 诱导肝癌细胞凋亡的分子机制研究
细胞凋亡是细胞受到其种信号触发后主动参与并遵循一定程序的死亡过程,其在肝癌的发生发展机理及抗肝癌药物研究中都具有重要的意义。
3.1 影响肝癌细胞信号转导通路诱导凋亡
在某些诱导因素作用下,细胞凋亡过程一旦启动,便会沿固定的信号传导通路无间断地进行下去,直至细胞凋亡。研究发现,人参皂苷Rh2可能通过降低SMMC-7721细胞内Ca2+浓度来抑制蛋白激酶C(PKC)的转位和激活,并且通过抑制细胞内PKCa蛋白的表达,最终阻碍PKCa介导的增殖信号传导过程[12]。榄香烯抗肝癌效应可能是通过C-Jun氨基末端激酶(JNK)/应激激活蛋白激活酶(SAPK)信号转导通路实现[13]。有资料表明,三氧化二砷诱导肝癌细胞凋亡与蛋白激酶(MAPK)信号通路有关[14]。
3.2 影响端粒酶活性诱导凋亡
肝癌可能由于各种因素使端粒酶活化,从而保持端粒稳定,细胞获得无限增殖能力,经过一系列其它变化最终发展成为肿瘤。端粒酶已成为肿瘤特异标志物,因此,端粒酶活性的抑制可能是某些抗癌药物发挥作用的机制。西药分化诱导剂全反式维甲酸可显著抑制SMMC-7721细胞的端粒酶活性,细胞形态学出现恶性表型逆转[15]。人参皂苷(G-Rh2)通过阻止细胞周期进程,最终抑制端粒酶活性[16]。有报道发现,苦参素通过抑制肝癌细胞HepG2端粒酶作用而发挥抗肝癌作用[17]。有研究表明,用三氧化二砷诱导人肝癌细胞BEL-7402细胞凋亡后,可检测到该肿瘤细胞的端粒酶活性显著降低[18]。
3.3 细胞周期阻滞诱导凋亡
目前有观点认为,正常的细胞周期改变可引起细胞凋亡,细胞周期阻滞于哪一期,凋亡就发生在哪一期[19]。人参皂苷Rh2诱导人肝癌细胞BEL-7402凋亡,实验结果显示,人参皂苷Rh2阻滞G1期细胞向S期移动,使G1期细胞数量增多,故推测人参皂苷Rh2能使细胞周期阻滞于G1期,诱导部分肿瘤细胞凋亡[19]。研究发现,姜黄素可干扰人肝癌细胞QGY的周期分布,使细胞的S期数目明显增高,而G0/G1期、G2/M期均有下降,提示细胞生长在S期聚积,从而起到抑瘤作用[20]。
3.4 凋亡相关基因的调控
肝癌细胞的凋亡是一个多基因参与的复杂调控机制。通过抑癌基因诱导肝癌细胞凋亡：用白藜芦醇处理肝癌HepG2细胞和Hep3B细胞,结果发现,前者P53表达阳性,后者P53表达阴性,提示前者可能是通过P53途径诱导细胞凋亡[21]。通过癌基因诱导肝癌细胞凋亡：青蒿琥酯诱导肝癌细胞SMMC-7721凋亡机制可能为上调Bax基因,下调Bcl-2基因有关[22]。通过癌基因、抑癌基因共同作用诱导细胞凋亡：大黄素诱导HepG2/C3A细胞凋亡实验,观察到凋亡相关因子P53、P21、Fas、Caspase-3水平升高[23]。人参皂苷Rh2诱导BEL-7402细胞凋亡是通过上调Bax表达、下调突变型P53表达以及阻滞细胞周期于G1期来抑制BEL-7402细胞增殖实现的[24]。
3.5 线粒体功能调节诱导凋亡
在细胞凋亡过程中,最早出现的凋亡变化是线粒体内膜的跨膜电位下降,线粒体膜间孔大小及转膜电位可调节细胞凋亡,故有人认为线粒体是凋亡的“中心执行者”。人参皂苷代谢物IH901作用于人肝癌HepG2细胞后,可见典型的细胞凋亡现象,检测到线粒体跨膜电位消减,胞质因子如Bid、Bax裂解,tBid转入线粒体[25]。还有研究发现,大黄素可能是通过干扰细胞线粒体功能产生活性氧,引起细胞脂质过氧化,损伤DNA分子或调节细胞凋亡相关基因而抑制细胞增殖[26]。
4 抑制肝癌细胞侵袭和转移
转移是恶性肿瘤的主要标志,也是肿瘤治疗失败的直接原因。中药抗肝癌转移的研究尚处于初级阶段,但也取得一些进展。例如,人参皂苷Rg3抗人肝癌细胞侵袭和转移的作用机制可能与其抑制肝癌细胞侵袭活力,调节与肝癌细胞侵袭与转移密切相关的基因表达和抗肿瘤血管形成有关[27]。有报道,大蒜素有抑制体外肝癌细胞的侵袭能力,其机制可能与大蒜素特异性影响BEL-7402细胞表面的微绒毛和上调肿瘤侵袭与转移抑制基因nm23-H1表达有关[28]。王氏等[29]发现,苦参碱可以从细胞的粘附运动、降解等多环节全面控制SMMC-7721细胞的侵袭、转移力。郑氏等[30]研究发现,丹参可能是通过对肝癌细胞的诱导分化及降低肝癌细胞的血管内皮细胞生长因子(VEGF)的分泌来抑制肝癌血管的形成,从而影响其增殖、生长和转移。但也有研究报道,丹参、赤芍可增强实验大鼠Walker256 VEGF的表达及肿瘤血管形成,从而促进肿瘤侵袭及转移发生,认为与药物本身的活血化瘀功能可能相关[31]。也有研究认为,活血化瘀药丹参对肿瘤转移无明显影响,如陈氏等[32]研究报道,丹参对小鼠Lewis肺癌移植瘤的生长和转移无明显影响。虽然此类报道不多,但足以引起研究者们的高度关注。
5 其它
5.1 逆转多药耐药性
内在或获得性肿瘤细胞对抗肿瘤药物的多药耐药(multidrug resistance,MDR)是导致肿瘤化疗失败的常见原因,也是困扰肿瘤药物治疗的关键性难题。目前,人为解决MDR问题主要有两种方向：一是寻找对MDR细胞有效的抗肿瘤药物,二是通过增加细胞内药物浓度而逆转MDR。但多数逆转剂的毒副作用限制了它们的临床应用,在中药中筛选MDR逆转剂具有很大的优势。研究发现,300～600 mg/mL柴胡提取物可使BEL-7402细胞内游离钙离子浓度下降,故推测其钙通道阻滞作用为其逆转多药耐药机制之一[33]。白花蛇舌草提取物对BEL-7402细胞生长和多药耐药性作用机制,可能是通过直接影响肿瘤细胞能量代谢,且呈剂量依赖关系来实现的[34]。川芎嗪逆转人肝癌多药耐药株SMMC-7721机制可能与胞内阿霉素浓度有关,呈浓度依赖性[35]。
5.2 调节和提高机体免疫功能
在免疫网络各环节上,肿瘤机体均存在不同程度的缺陷和紊乱,一些中药可改善机体免疫状态,发挥生物反应调节作用,从而激发其肿瘤免疫效应,阻止肿瘤的生长、扩散。目前已发现黄芪多糖对小鼠肝癌细胞有明显抑制作用,可能与其具有增强机体免疫功能的作用有关[36]。近来发现,黄芪水提取物含抑癌活性物质,能抑制体外培养的人肝癌细胞SMMC-7721增殖和降低线粒体代谢活性[37]。