中医药逆转消化道恶性肿瘤多药耐药研究进展

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  摘要:肿瘤多药耐药(Multidrug resistance,MDR)是消化道恶性肿瘤化疗失败的主要原因之一,中药资源丰富,具有多靶点、高效低毒等特点,可通过多途径有效逆转MDR,笔者从中医药抑制消化道恶性肿瘤细胞膜转运蛋白、影响酶转移系统、抑制抗凋亡基因表达等方面作一综述。
  关键词:中药;消化道恶性肿瘤;多药耐药;逆转剂
  【中图分类号】
  R365 【文献标识码】B 【文章编号】1002-3763(2014)07-0042-02
  消化道恶性肿瘤是常见肿瘤,肿瘤多药耐药(Multidrug resistance,MDR)是消化道肿瘤化疗失败的主要原因之一。MDR是指肿瘤细胞在接触某种抗癌药物后,产生了对其他多种未曾接触的、化学结构及作用机理不同的抗癌药物也可产生耐药性[1]。因此,寻找有效低毒的MDR 逆转剂是胃肠道恶性肿瘤防治急需解决的问题,对于提高肿瘤化学治疗学的水平具有重要意义。中药资源丰富,因其多靶点、高效低毒等特点,近年来备受研究者的关注,许多中药成为肿瘤多药耐药逆转剂。笔者从中医药抑制消化道恶性肿瘤细胞膜转运蛋白、影响酶转移系统、抑制抗凋亡基因表达等方面作一综述。
  1 抑制膜转运蛋白功能
  细胞膜上的一些转运蛋白过度表达,会使细胞内的化疗药物部分被排出细胞外,使抗癌药物在肿瘤细胞内蓄积量下降,细胞内化疗药物浓度达不到有效浓度,从而导致化疗失败。这些蛋白包括细胞膜P-糖蛋白(P-gp)、乳腺癌耐药蛋白(Breast cancer resistance protein,BCRP)和多药耐药相关蛋白(MRP)等。通过抑制这些膜转运蛋白的功能或表达可以实现逆转肿瘤MDR。
  1.1 抑制P-gp功能:
  P-gp受MDR1基因调控,是细胞膜上的能量依赖性跨膜蛋白,它具有药泵的作用,它与抗癌药物结合后再与ATP结合,通过ATP供能将细胞内药物逆浓度梯度运出细胞外,增强化疗药物的外排,是恶性肿瘤细胞产生多药耐药的主要机制之一,其表达程度与耐药程度呈正相关[2]
  甲基莲心碱( neferine, Nef ) 是从睡莲科植物莲成熟种子的绿色胚芽中提出的一种双苄基异喹啉生物碱。董琳等[3]研究认为耐长春新碱人胃癌细(SGC7901/VCR)较人胃癌细胞( SGC7901) 存在P-gp、MRP 共同高表达, 经Nef处理24h后, 其阳性表达率均下降,可促进VCR诱导SGC7901/VCR细胞凋亡,其提示Nef可通过下调P-gp 和MRP的表达而逆转MDR。茶叶富含的表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)在体内外对多种肿瘤均具有抑制生长作用[4]。唐海桦等[5]推测EGCG可能通过直接或间接下调MDR1基因表达水平使 P-gp含量减少, 泵出药物能力降低,从而逆转ADM诱导的肝癌MDR。洛贝林是从半边莲中提取的一种哌啶类生物碱,是一种有效的肿瘤MDR逆转剂。Ma Y等[6]研究证实,非细胞毒性剂量的洛贝林(10μmol/L)作用于多药耐药结肠癌Caco-2后,P-gp活性的表达被抑制,对耐药的细胞有MDR逆转作用,从而提高耐药细胞株对耐药药物的化疗敏感性及杀伤性。曾玮[7]研究证实黄芪注射液能有效地抑制人胰腺癌细胞珠PANC-1中P-gp的表达,逆转人胰腺癌PANC-1细胞耐药性,显著提高化疗药物5-Fu对胰腺癌PANC-1细胞的增值抑制作用。
  1.2 抑制BCRP的过度表达: BCRP是一种MDR蛋白,可通过水解ATP获得能量将各种化疗药物转运至细胞外,引起细胞内的化疗药物减少,导致化疗疗效降低,甚至失败[8]。因此,寻找能抑制BCRP过度表达的逆转剂可逆转MDR,增强化疗效果。
  青蒿琥酯( artesunate,Art)是一种从黄花蒿的叶中提取出的化合物。是我国经典的抗疟药物,除了抗疟作用外,Art 还具有抗肿瘤作用。刘亮等[9]研究发现,Art可降低食管癌耐药细胞Eca109 /ADM 中BCRP表达水平,抑制BCRP的外排药物作用,显著增加Eca109/ADM中ADM的累积量,提高ADM的疗效,从而逆转细胞耐药。姜黄素是姜黄的主要有效成分,具有抗肿瘤、抗炎、抗MDR等作用。EBERT等[10]研究发现姜黄素能抑制BCRP mRNA表达,从而减少BCRP的生物合成,减少化疗药物的外排,逆转大肠癌的多药耐药。
  1.3 抑制MRP的过度表达: MRP在多种恶性肿瘤中的表达水平过高,它是依赖于ATP的药物外排泵,与抗癌药物特异性结合后将其泵出细胞外,降低细胞内的抗癌药物浓度而产生肿瘤MDR。因此,通过抑制MRP的过度表达、减少化疗药物的外排是逆转MDR的有效途径。
  王利等[11]通过观察葛根素对胃癌裸鼠原位移植瘤的抑瘤率,及葛根素对人胃癌耐药细胞系SGC7901/VCR的多药耐药性机制进行研究,表明葛根素能使肿瘤细胞数目减少、抑制其生长,并且可增加化疗药物在细胞内的积累量,其逆转机理与葛根素促使MRP和P-gp的表达减少有关。茶多酚复合物(Tea Polyphenols,TP)是绿茶提取物,Stammler G等[12]研究发现, TP能够增强人大肠癌SW620/ DOX 细胞株对DOX的敏感性,并表明TP可能是通过抑制一些MRP表达逆转大肠癌多药耐药。鸦胆子油乳剂主要由中药鸦胆子提取物鸦胆子油组成,俞丽芬等[13]实验研究证明,鸦胆子油乳剂对人胃腺癌长春新碱耐药细胞株MKN2 8/ VCR的逆转机制主要为:经鸦胆子处理后的MKN2 8/ VCR细胞中MRP蛋白的表达明显减少。   2 影响酶转移系统
  在肿瘤耐药细胞中,存在谷胱甘肽S-转移酶(Gultathione S-transferases,GST)、DNA拓扑异构酶Ⅱ(Topoisomerase,TopoⅡ)等酶,它们与MDR的产生有关,通过调节这些酶的表达量可以逆转消化道恶性肿瘤MDR。
  2.1 抑制GST活性:
  GST与肿瘤的MDR有关,它能催化谷胱甘肽与亲电性烷化剂结合,使其更具极性而加强外排; 与亲脂性药物结合促进药物的水溶性,而导致药物外排加速;它还能与某些药物直接结合从而使药物活性降低,从而阻止化疗药物攻击肿瘤细胞。
  复方五味子素B(γ-Schisandrin compound,γSC )由中药五味子、芦荟和黄芪中的有效成分五味子乙素、芦荟大黄素以及黄芪多糖三种成分组成。金秀东等[14]以耐奥沙利铂人结肠癌细胞(THC-830 7/0XA)为研究对象,发现γSC具有逆转耐奥沙利铂人结肠癌细胞的MDR作用, 提高OXA药物敏感性,其作用机制与γSC 降低GST在THC-8307/OXA中的表达有关。
  2.2 提高DNA TopoⅡ活性:
  DNA TopoⅡ在DNA复制、转录及染色体解离等方面起着重要的作用。细胞内TopoⅡ含量和活性的降低或性质改变都会影响化疗药物-ToPoⅡ-DNA复合物,减弱化疗药物分割复合物的作用, 不能有效抑制DNA的复制与转录, 继而导致肿瘤细胞产生MDR[15]。以 ToPo Ⅱ为作用靶点的逆转剂能稳定化疗药物-ToPoⅡ-DNA复合物, 以致增强药物对DNA的损伤, 抑制DNA复制, 从而增强抗肿瘤作用。
  柴胡是我国传统中药, 柴胡提取物是柴胡的主要有效成分,盖晓东等[16]以对VCR耐药肝癌细胞株Bel-7402为对象,通过观察柴胡提取物作用于BEL-7402细胞后对多药耐药相关基因的影响,发现柴胡提取物可使BEL-7402细胞内ToPoⅡa的表达升高, 提高DNA TopoⅡa活性,说明柴胡对ToPoⅡa耐药机制具有逆转作用。
  3 调控基因表达
  化疗药物常常是通过诱导细胞凋亡发挥效应的,凋亡可能是化疗药物作用的最终共同途径。参与凋亡调控的基因如Bax、Bcl-2、Survivin等表达失调可能是导致MDR的原因。因此,通过寻取能够调控这些参与肿瘤细胞凋亡的基因表达的中药可有效地逆转MDR。
  3.1下调抗凋亡基因Bcl-2表达或上调促凋亡基因Bax表达:
  在胃肠道肿瘤等研究中发现Bcl-2高表达细胞凋亡受抑制、肿瘤生长加速、复发率高。抗凋亡蛋白如Bcl-2与促凋亡基因如Bax的表达产物形成异源二聚体[17], 它们的相互作用调节着细胞的凋亡。下调抗凋亡基因Bcl-2表达或上调促凋亡基因Bax表达的中药逆转剂将可使肿瘤凋亡增加、对化疗药物敏感性增强,从而逆转肿瘤多药耐药。
  三氧化二砷是中药砒霜的主要成分, 临床已用于治疗多种肿瘤,在逆转消化道恶性肿瘤多药耐药方面也有不少研究报道,并且取得了较好的效果。赵园园等[18]对三氧化二砷抗胃癌作用进行的实验研究发现,其对胃癌耐药逆转机制主要是诱导胃癌细胞凋亡,并下调抗凋亡基因Bcl- 2。苦参碱(Matrine)是从苦参中提取的一种生物碱,胥雄阳等[19]研究发现,经低毒剂量的苦参碱作用后, DDP耐药的人肝癌细胞QGY/DDP的Bax蛋白表达上调, 导致细胞内顺铂含量增加, 增强DDP对QGY/DDP的细胞毒性,促凋亡因子Bax增加, 从而起到逆转MDR耐药的作用。
  3.2下调抗凋亡基因Survivin表达:
  Survivin 基因作为凋亡抑制蛋白家族的重要成员,是至今发现作用最强的凋亡抑制因子(IAP)之一,在消化道恶性肿瘤细胞中有过量表达。Survivin 基因高表达能抑制肿瘤细胞凋亡及促进细胞分裂增殖、血管生成和DNA损伤修复等。因此下调抗凋亡基因Survivin表达可显著抑制肿瘤细胞的增殖并诱导其凋亡,是逆转肿瘤MDR的一种有效途径。目前针对凋亡抑制基因Survivin的中医药研究很多。
  薏苡仁脂( Coix seed lipids,Coix)是传统中药薏苡仁的提取物,谷满仓等[20]研究显示联合用药时Coix可有效逆转吉西他滨引起的 Survivin 上调,增强胰腺癌细胞BXPC3 对吉西他滨的化疗敏感性,促进BXPC3 细胞凋亡。重楼复方由重楼、连翘、党参3味药组成,胡文静等[21]研究显示重楼复方可显著抑制人肝癌细胞SMMC-7721增殖和促进肝癌细胞的凋亡,其机制可能与下调SMMC-7721凋亡抑制基因Survivin mRNA的表达有关。
  中药逆转剂毒副作用小,具有多靶点性,与化疗药物联用具有明显的增效减毒作用。以上这些研究成果向我们展示了一个中药逆转消化道恶性肿瘤MDR具有很大的优势和良好的前景,但目前所进行研究仍有些不足,具有逆转消化道恶性肿瘤MDR作用的中药多以单体为主, 不能完全体现中医的优势和特色;体外实验研究比较多,体内实验相对较少,临床应用则更少;所用中药的逆转剂量不是很明确;对于中药作用于人体后是否会产生新的耐药尚缺乏研究。因此中药逆转消化道恶性肿瘤MDR的研究任务仍很重大,我们应将中药研究与现代医学结合,运用新的技术和方法对中药逆转剂进一步研究推广。
  参考文献
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