白藜芦醇治疗胰腺癌机制的研究进展

孔祥子，张 妙，孙韶龙，彭 洋，王宝胜※

(1.中国医科大学附属盛京医院胰腺、内分泌外科，沈阳 110004； 2.中国医科大学附属第一医院放疗科，沈阳 110001)

美国2018年癌症统计数据显示，胰腺癌为第四大常见致死性肿瘤[1]，其恶性程度高，早期诊断困难，85%的患者确诊时已处于晚期，手术难度大，化放疗效果不佳，预后极差[2]。在中国情况亦然，因此，寻求新型的治疗方法是亟待解决的问题。

中药来源广泛，药理作用丰富，且不良反应小，近年来已成为研究热点。传统医学中，干虎杖根用作中草药可以治疗多种疾病，包括动脉粥样硬化、高血压以及肿瘤等。白藜芦醇是干虎杖根中研究最为广泛的生物活性成分，最早于1939年从白藜芦的根中提取出来，具有多种生物活性，包括抗氧化[3]、抗炎[4]、保护心脏[5]、保护神经[6]、抗肥胖[7]、抗肿瘤[8]等作用，因此吸引了大批学者进行研究。国内外多项研究表明，白藜芦醇不仅能预防多种肿瘤的发生，对多种肿瘤的生长也有一定的抑制作用，包括肝细胞癌、肺癌等，且联合化疗或放疗有一定的增敏作用[9-12]。现就白藜芦醇治疗胰腺癌的机制展开综述。

1 白藜芦醇概述

白藜芦醇(反式-3，4′，5-三羟基二苯乙烯)是一种小分子植物抗毒素，由植物接受机械损伤、真菌感染或紫外线辐射时反应性产生。Pezzuto实验室最早报道白藜芦醇具有抗肿瘤作用，能从起始、促进、进展三个阶段抑制肿瘤[13]。局部应用白藜芦醇不仅可减少致癌原诱导的小鼠皮肤肿瘤形成，还可以抑制小鼠乳腺癌前病变的发展[13]。白藜芦醇作用靶点丰富，可参与调控与肿瘤起始、促进、进展相关的多种信号通路。近年来，白藜芦醇抗肿瘤作用已经在体外及体内有了广泛的研究。

2 白藜芦醇抗胰腺癌的作用机制

胰腺癌的形成是一个多步骤的过程，包括多种癌基因的激活及抑癌基因的失活，活化的癌基因通过调控下游信号通路，促进肿瘤形成及发展。Jones等[14]采用基因综合分析确定了胰腺癌细胞系中紊乱的信号通路主要集中在凋亡、周期、侵袭、Hedgehog通路、肿瘤坏死因子β通路等。白藜芦醇抗胰腺癌作用主要通过抑制癌细胞增殖，诱导凋亡及细胞周期暂停，抑制侵袭及转移，抑制干细胞的增殖及活力，增强癌细胞对化疗及放疗的敏感性等而实现。下面主要从这几个方面阐述白藜芦醇抗胰腺癌的作用机制。

2.1白藜芦醇抑制胰腺癌细胞增殖

2.1.1白藜芦醇与细胞周期 白藜芦醇可抑制多种胰腺癌细胞系的增殖[15-16]。Roy等[16]研究发现，白藜芦醇不仅可抑制人胰腺癌细胞系的体外增殖及活力，也可抑制鼠胰腺癌移植瘤的生长。具体的机制与白藜芦醇抑制细胞周期素D1表达、促进细胞周期阻滞有关。白藜芦醇对细胞周期的调节作用也在Kato等[17]的研究中得到了证实。细胞周期是一个复杂且精细的调节过程，在控制细胞发育增殖过程中起关键作用，白藜芦醇介导的细胞周期的异常或中断导致细胞增殖和凋亡之间的失衡，抑制胰腺癌细胞增殖。

2.1.2白藜芦醇与炎症反应 慢性炎症反应在肿瘤的发生及发展过程中起重要作用，炎症反应中，炎细胞产生的一些促肿瘤因子能活化癌前细胞中的转录因子，如核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)、信号转导及转录激活因子3，从而激活控制细胞增殖、新生血管形成等相关基因，促进肿瘤形成[18]。Duan等[19]发现，适宜浓度的白藜芦醇可通过干扰胰腺癌细胞系信号转导及转录激活因子3、NF-κB的磷酸化，并抑制其核转位及相互作用，抑制癌细胞的增殖。深入机制可能与抑制信号转导及转录激活因子3上游分子Src蛋白酪氨酸激酶活性，抑制NF-κB上游促生存信号通路磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositide 3-kinases/protein kinase B,PI3K/Akt)有关[20-21]。

炎症介质是在炎症反应过程中形成或释放，并参与炎症反应的活性物质。炎症介质种类繁多，在肿瘤的发生发展过程中起重要作用。环加氧酶为重要的炎症介质，参与促进花生四烯酸向前列腺素的转化，在促进肿瘤形成、抑制免疫监视中起重要作用。有研究显示，相比于正常组织，环加氧酶在许多胰腺癌细胞系及组织中表达增高[22-23]。Jang[13]报道白藜芦醇可在促进期通过抑制环加氧酶的作用抑制肿瘤生长，虽然具体机制尚不明确，但也提供了白藜芦醇抗胰腺癌作用机制的思路。巨噬细胞抑制因子(macrophage inhibitory cytokine，MIC)1为肿瘤坏死因子β超家族成员，也为重要的炎症介质，其过表达可促进肿瘤凋亡。一研究报道白藜芦醇可直接增加胰腺癌细胞系MIC-1基因表达，诱导胰腺癌细胞系生长抑制[24]。另有研究发现环加氧酶抑制剂也可激活MIC-1表达，实现抗肿瘤活性，所以推测白藜芦醇可能通过抑制环氧合酶的作用而激活MIC基因表达，实现抗肿瘤作用[25]。此外，白三烯A4水解酶为一种在许多肿瘤细胞中过表达的锌金属酶，可催化环氧白三烯A4向白三烯B4的转化。白三烯B4为重要的炎症介质，可促进下游炎症介质的进一步产生，并促进肿瘤细胞的增殖。Oi等[26]研究发现，白藜芦醇可通过直接与白三烯A4水解酶结合来抑制其活性，进而抑制胰腺癌的生长，但深入机制并未阐明。

2.1.3白藜芦醇与Hedgehog信号通路及糖原合成 Hedgehog信号通路对于胰腺胚胎组织的发育非常重要，同时是也是胰腺癌发生的重要介导因素，在正常组织中，Hedgehog信号通路通常不表达或低表达，而在胰腺癌组织中呈高表达[27-28]。白藜芦醇还可以通过抑制Hedgehog信号通路的激活来抑制胰腺癌细胞增殖[29-30]。Mo等[30]报道，低浓度白藜芦醇处理后，可同时抑制胰腺癌细胞系Hedgehog信号通路成员及下游信号分子如Bcl-2表达来抑制其增殖。糖原合成对于细胞增殖分裂起重要作用。糖原磷酸化酶抑制剂抑制糖原合成后，减少了肿瘤组织供能，可抑制胰腺癌细胞增殖，诱导细胞周期阻滞及凋亡[31]。Harris等[32]报道白藜芦醇有类似于糖原磷酸化酶抑制剂的作用，可抑制胰腺腺癌细胞系糖原合成，并可抑制戊糖合成，使肿瘤细胞缺乏增殖的原料及能量，进一步抑制胰腺癌增殖。白藜芦醇抑制肿瘤细胞增殖机制十分复杂，涉及多条信号通路及多种信号分子，尚需更多的研究阐明。

2.2白藜芦醇可促进胰腺癌细胞凋亡 凋亡为一种细胞死亡机制，在胚胎器官形成、生长、发育中起重要作用。凋亡主要分为外源性死亡受体途径和内源性线粒体途径。外源性凋亡途径为肿瘤坏死因子与其受体结合后，最终激活胱天蛋白酶(caspase)8及效应caspase-3、caspase-6、caspase-7来执行细胞死亡。内源性凋亡为细胞接受促凋亡刺激后，通过调节抗凋亡蛋白B细胞淋巴瘤/白血病2(B-cell lymphoma/leukemia-2,Bcl-2)及促凋亡蛋白Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2-associated X,Bax)的平衡，最终导致游离胞质细胞色素C的释放，凋亡体形成，并激活caspase，执行凋亡过程[33]。Roy等[16]报道白藜芦醇可抑制胰腺癌细胞PI3K/Akt通路的激活，并进一步抑制下游转录因子叉头框O(forkhead O,FOXO)磷酸化。FOXO蛋白磷酸化减少，会导致FOXO蛋白聚集在核内，促进抗凋亡蛋白Bim过表达并激活caspase-3，进而促进胰腺癌细胞凋亡。另一项研究表明，白藜芦醇不仅可以诱导胰腺癌细胞系caspases激活，还可以通过调节内源性途径如抗凋亡蛋白Bcl-2及促凋亡蛋白Bax的平衡来调节凋亡[15]。因此，白藜芦醇对胰腺癌凋亡的调控可以通过影响内源性及外源性凋亡途径来调控胰腺癌凋亡[15-16,34]。

2.3白藜芦醇可抑制胰腺癌细胞的侵袭转移 肿瘤侵袭转移是一个复杂的过程[35]，包括细胞从原发肿瘤侵袭进入循环，迁移至远处器官，黏附上皮细胞，浸润至组织。侵袭转移过程中涉及微环境中细胞外基质及基膜的降解，而其中基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)起重要作用。MMPs如MMP-2、MMP-9在许多肿瘤中过表达，可以降解基膜主要成分Ⅳ型胶原，促进肿瘤的侵袭转移。多项研究表明[21,36]，白藜芦醇可以抑制胰腺癌MMP-2、MMP-7、MMP-9的表达进而抑制细胞侵袭转移。除此之外，上皮间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)相关信号通路在肿瘤侵袭转移中起重要作用，在EMT过程中，极化上皮细胞转化成运动型的间质样细胞，减少了细胞-细胞黏附分子上皮钙黏素的表达，增加了间质标志物分子如波形蛋白、神经钙黏素等的表达。白藜芦醇可以抑制上皮细胞获得间质细胞的特性，从而抑制迁移表型形成[35]。Li等[21]研究表明，白藜芦醇可通过抑制PI3K/Akt/NF-κB途径来抑制EMT相关基因如上皮钙黏素、神经钙黏素的表达，进而抑制肿瘤的侵袭转移。

2.4白藜芦醇可抑制胰腺癌干细胞的作用 肿瘤干细胞为肿瘤细胞中拥有自我更新及分化潜能的一组细胞，在肿瘤的起始、维持、进展、转移、免疫调节以及化放疗抵抗方面起重要作用。Shankar等[37]研究发现，白藜芦醇可以限制胰腺癌干细胞特性，主要机制是通过抑制多能性维持因素如Nanog、Oct-4蛋白表达，药物耐药基因表达，EMT相关基因表达等。白藜芦醇作用于胰腺癌干细胞时，还可通过诱导细胞凋亡标志物capase-3、capase-7，抑制抗凋亡蛋白Bcl-2表达来调节细胞凋亡及增殖。肿瘤干细胞可能是造成治疗失败、局部复发的主要原因之一，白藜芦醇对干细胞的抑制作用很可能会延缓肿瘤的进展，减慢肿瘤的复发。

2.5白藜芦醇在胰腺癌中的化疗放疗增敏作用 术后辅助放化疗是胰腺癌的标准治疗方法，然而大部分胰腺癌患者诊断时已为晚期，失去了手术机会，且术后70%～80%的肿瘤会出现复发，吉西他滨或5-氟尿嘧啶单药化疗方案为进展期胰腺癌标准化疗方案，但相比于未化疗的患者，并未将中位生存提高6个月以上。对常用化疗方案产生耐药是治疗失败的主要原因，化疗增敏是克服或逆转化疗耐药性的有效措施[38]。白藜芦醇可增加多种化疗药物所诱导的凋亡，如白藜芦醇联合5-氟尿嘧啶时可以以剂量依赖的形式促进胰腺癌细胞凋亡，但具体机制尚不明确。白藜芦醇也可增加吉西他滨的毒性作用来实现药物增敏作用，Harikumar等[10]研究发现白藜芦醇主要通过抑制胰腺癌增殖(如NF-κB、环加氧酶2)、侵袭转移(MMP-9、微血管密度)、血管形成(CD31、血管内皮生长因子)、凋亡(如Bcl-2)等相关分子的表达等来增加体外及体内胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性。这与Bernhaus等[39]的研究结果一致，白藜芦醇类似物也可与吉西他滨产生协同作用，增加胰腺癌细胞系对吉西他滨的敏感性。

放疗为胰腺癌辅助治疗的方式之一,但总体来说放疗对于胰腺癌生存的提高十分有限，这与胰腺癌对放疗产生的内在抗拒性密切相关。Sun等[40]报道白藜芦醇可通过线粒体途径诱导活性氧类产生，促进胰腺癌凋亡。单独应用白藜芦醇时，可刺激癌细胞产生一定的活性氧类，而联合放疗时，可显著增加放疗所致的活性氧类产生，过度产生的活性氧类通过增加对DNA、蛋白质及生物膜的损伤从而增加放疗对胰腺癌细胞的杀伤作用。因此白藜芦醇作为化疗或者放疗增敏剂未来将会有广泛的应用前景。

3 白藜芦醇治疗胰腺癌的体内研究

白藜芦醇在体外实验中的抗肿瘤作用机制已经得到验证。一些研究者进一步研究了白藜芦醇的体内抗胰腺癌作用。Oi等[26]采用胰腺癌裸鼠移植瘤模型进行实验，发现白藜芦醇可以以剂量依赖的模式减少肿瘤的体积，其机制主要与直接抑制白三烯A4水解酶的活性有关。另一项研究表明，白藜芦醇联合吉西他滨可进一步促进吉西他滨单药治疗的裸鼠胰尾移植瘤的缩小，其主要机制与抑制增殖、侵袭、血管形成，转移相关标志物有关[10]。与上述结果一致，白藜芦醇可以以剂量依赖的模式抑制裸鼠移植瘤的生长，主要与抑制PI3K/Akt通路、诱导凋亡蛋白Bim表达有关[16]。此外，Kras G12D鼠可自行发展为胰腺癌，白藜芦醇治疗Kras G12D小鼠10周后，与对照组相比，胰腺肿瘤病灶的发生明显减少[37]。综上所述，白藜芦醇抗肿瘤作用在动物实验中的结果令人满意，且并未见明显的不良反应。在体内试验中，Chow等[41]发现，42名健康志愿者每天服用定量白藜芦醇，共持续4周，可调节体内致癌物质代谢酶细胞色素P450以及Ⅱ期解毒酶的水平。这些酶与致癌物质的代谢密切相关，这可能与白藜芦醇预防及抗肿瘤作用有关。而白藜芦醇治疗胰腺癌的大型临床试验尚未见开展。

4 结 语

白藜芦醇是存在于自然界的一种小分子多酚类化合物，来源广泛，具有丰富的药理学作用，但目前预防及治疗肿瘤的证据主要来源于体外研究。白藜芦醇可通过抑制胰腺癌细胞增殖、侵袭、转移，诱导凋亡等相关的靶点及信号通路实现抗肿瘤作用，推测白藜芦醇可以被用作手术前，通过其抑制增殖、促进凋亡的作用进而减少肿瘤体积；用作术后，在一定程度上预防胰腺癌早期侵袭及转移；与化放疗联合作用，可以增加肿瘤细胞对化放疗的敏感性，提高胰腺癌患者的生存，但尚需大型的多中心的临床试验验证。