五味子乙素抗肿瘤作用研究进展

沈华杰，万宗明

（天津医学高等专科学校药理学教研室，天津 300222）

五味子乙素（schisandrin B，Sch B） 是中药北五味子中含有量最高的联苯环辛烯类木脂素。Sch B 有保护心、肝、肾、脑、皮肤等许多功能，使机体组织器官免受自由基的伤害，近年在抗炎、抗肿瘤和免疫调节上的作用受到医药学者的高度关注。

1 抑制多种恶性肿瘤生长

1.1 干扰肿瘤细胞的P-gp 和MRP 增加药物敏感性 多药耐药（multidrug resistance，MDR） 是抗肿瘤化疗失败的主要原因，MDR 导致抗癌药物不能在癌细胞内聚集到一定浓度，进而失去抗癌效果。P-糖蛋白（P-gp） 和多药耐药相关蛋白（multidrug resistance-associated protein，MRP） 是与MDR 形成相关的2 个主要因素，目前研究较多。P-gp 是跨膜糖蛋白，由多药耐药基因-1 （MDR-1） 编码，具有“药泵”功能，将细胞内药物泵出细胞外，减低细胞内药物浓度。研究显示，Sch B 能抑制多种细胞P-gp 的表达和活性，阻止药物从细胞内泵出细胞外，增加药物敏感性。由慢性骨髓性白血病细胞系（K562）、人乳腺癌细胞系（MCF-7、Bcap37） 及鼻咽癌细胞系（KBv200） 与抗肿瘤药物阿霉素（ADR）、柔红霉素（daunorubicin）、长春新碱（VCR）、高三尖杉酯（homoharringtonine） 及紫杉醇（paclitaxel） 构建的耐药细胞株K562／ADR、MCF-7／ADR、Bcap37／ADR 及耐药KBv200 细胞株，Sch B 作用后，P-gp 表达显著下降，抗癌药的IC50降低达6.03～23.94 倍；进一步分析表明，Sch B 中环辛二烯环的羟基被酯化形成苯酸盐，后者作用于P-gp，能逆转其药物外排活性，导致细胞内药物聚集，有利于对抗肿瘤细胞［1-3］。另外，Qin 等［4］报道，Sch B 能体外抑制P-gp 对免疫抑制剂他克莫司（FK506） 的药物外排作用。

MRP 主要作为转运泵参与细胞内外多种复合物的转运，调整细胞内物质的分布，其家族由MRP1～MRP9 组成，其中，MRP1 主要分布在细胞浆中，其通过促进谷胱甘肽（GSH） 结合药物从细胞内排出而导致MDR，降低细胞GSH 的浓度来影响MRP1 介导的药物转运［5-6］。Li 等［7-8］研究表明，Sch B 具有抑制细胞质膜上MRP1 的药物外排功能，能逆转VCR、Daunorubicin 和依托泊苷（VP-16） 在过表达MRP1 （未表达P-gp） 的人淋巴白血病耐药细胞株HL60／ADR 和HL60／MRP 中的MDR，逆转倍数达8～20 倍，致细胞内药物积聚，促进细胞凋亡，且具有时间和剂量依赖性。另有研究表明，Sch B 也能通过下调胶质瘤细胞GBM U87 和A172 中MRP1 蛋白或mRNA 的表达来提高抗肿瘤药替莫唑胺（temozolomide，TMZ） 的敏感性［9］。Sch B 的这种逆转MDR 作用正体现了中药制剂的复方利用特点，与传统抗肿瘤中药联合应用进行抗肿瘤研究既是传统中药临床肿瘤治疗的合理应用和机制阐释，也为深入开发新的抗肿瘤中药材提供了思路。

1.2 干扰细胞周期调控抑制肿瘤细胞增殖和促进凋亡 细胞生长、分裂须经历间期（G1、S、G2期）、有丝分裂期（M 期），以及静止期（G0期）。细胞周期能否正常运行和按序完成，受控于精密的调控机制，调控异常会导致细胞生长失控，引发肿瘤，主要涉及细胞周期的驱动和检测机制。细胞周期素 （Cyclin） 和细胞周期依赖性蛋白激酶（CDK） 是驱动机制的核心，二者有效表达关系到细胞周期正常运行；而检测机制负责检测DNA 损伤情况，比较重要的检测点为G1-S 过渡期和G2-M 过渡期，前者（G1期检测点） 防止DNA 受损的细胞进入S 期，后者（G2期检测点） 防止DNA 受损的和未完成DNA 复制的细胞进入有丝分裂，检测点的任何一部分出了问题，都可能导致细胞生长失控。已有研究证实，Sch B 在多种肿瘤细胞的周期调控上发挥着强大的影响作用，尤其是干扰细胞周期的驱动和调控机制最为明显。

Sch B 能干扰恶性胶质瘤、肺癌、乳腺癌、肝癌、胆囊肿瘤、胃癌、前列腺癌等多种肿瘤细胞周期，抑制肿瘤生长。体外研究显示，Sch B 作用于上述肿瘤细胞可上调表达并激活细胞色素C （Cyt C）、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3 和9 （caspase-3、caspase-9）、B 淋巴细胞瘤-2（Bcl-2） 家族相关蛋白凋亡X 蛋白（Bax）、肿瘤抑制因子p53 和细胞周期素依赖性抑制因子p21，下调表达并抑制活化抗凋亡蛋白 （survivin）、Bcl-2、核转录因子-κB（NF-κB）、聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）、增殖细胞核抗原（PCNA）、Cyclin D1、CDK4 表达，导致G0／G1期细胞增多，S 期和G2／M 期细胞显著减低，使细胞周期阻滞在G0／G1期，抑制细胞生长及发生凋亡［10-17］。这其中，促癌因子和DNA 损伤修复因子，如Bcl-2、survivin、NF-κB、PARP、PCNA 等受到抑制，而肿瘤抑制因子Bax、p53、p21 相继被激活，最终启动凋亡过程中关键因子Cyt C 和caspase，后者一般以酶原形式存在，受Cyt C 作用激活后，呈瀑布式连锁反应，依次激活caspase-9 和其它caspase 因子，最终，caspase-3 的活化是细胞凋亡进入不可逆阶段的重要标志。

在作用于三阴乳腺癌（TNBC） 和前列腺癌研究中，Sch B 还显示了抑制Janus 蛋白酪氨酸激酶／信号转导和转录活化因子（JAK／STAT） 及磷脂酰肌醇3 激酶／蛋白激酶B （PI3K／AKT） 信号通路的作用［18-19］。研究显示，JAK／STAT 和PI3K／AKT 通过激活Cyclin D1、Bcl-2 等靶基因产物表达引起癌变，同时PI3K／AKT 还参与抑制Bad （后者可与Bcl-2 结合形成复合体促凋亡活性）、caspase-9 活性，间接增加NF-κB、Cyclin D1 活性，促进血管生成和癌细胞转移侵袭。Sch B 抑制JAK／STAT 和PI3K／AKT 信号通路能够导致细胞周期阻滞和凋亡［20-24］。

另外，共济失调毛细血管扩张突变基因蛋白（ATM）、共济失调毛细血管扩张突变基因Rad3 相关蛋白（ATR）、DNA 依赖蛋白激酶催化亚基（DNA-PKcs） 等DNA 损伤后激活细胞应答的重要激酶也是调节细胞凋亡的重要靶点。Sch B 作用于肺腺瘤细胞A549 后，ATM 和ATR 蛋白激酶活性受抑制，致p53 和Chk1 的磷酸化受抑制，使得细胞周期G2／M 检验点失活，促进细胞凋亡，因此，放疗联合Sch B治疗，能阻止癌细胞因放射线损伤DNA 后的ATM 和ATR 应激修复作用［25］。

1.3 干扰多信号通路作用抑制肿瘤侵袭和转移 肿瘤细胞发生侵袭和转移，恶性会增加，其发生受肿瘤转移基因及肿瘤转移抑制基因、肿瘤血管生成、细胞外基质降解、细胞黏附、肿瘤微环境等因素影响。Jiang 等［26-27］研究显示，Sch B 能通过下调哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR），抑制胶质瘤细胞增殖、侵袭和转移，涉及HOTAIR-micoRNA-125a-mTOR 及PI3K／Akt-mTOR-MMP-9 信号通路。此处HOTAIR 为长链非编码基因家族成员之一，micoRNA-125a 为单链小分子非编码RNA 家族成员之一，MMP-9 为基质金属蛋白酶（MMP） 家族成员，具有降解细胞外基质和参与血管生成等作用。在多种恶性肿瘤中，通过这2 条信号通路可过度激活mTOR，有活性的mTOR 可通过激活核糖体激酶和MMP 家族成员来调控恶性肿瘤的细胞周期、血管生成及侵袭转移等［26-29］。

血管内皮生长因子 （VEGF） 是血管内皮细胞特异性的肝素结合生长因子，可在体内诱导血管新生，VEGF 刺激肿瘤的新生血管与正常生理作用的血管在结构和功能上差异显著，当供给肿瘤细胞的养料无法满足肿瘤细胞无限增殖需要时，肿瘤乏氧的微环境未能得到改善，缺氧诱导因子 （HIF-1） 表达增加，增强VEGF表达，促进VEGF 对肿瘤内环境稳态的调节，有利于肿瘤血管生成［30-31］。LÜ 等［13］证实Sch B 能通过下调HIF-1、VEGF、MMP-9 和MMP-2 来抑制肺肿瘤细胞A549 的侵袭和迁移。

TGF-β 是癌症转移的重要诱导物，可诱导肿瘤表皮间质细胞转化，从而促进肿瘤细胞向基底膜渗透及远处播散，促进肿瘤的局部浸润及远处转移，研究显示其通过诱导还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶4 （NOX4） 的表达而实现肿瘤细胞迁移，也已证实，NOX4 可作为靶标来干扰癌症转移；有研究表明，Sch B 可抑制乳腺癌细胞中TGF-β 诱导的EMT 和活性氧（ROS） 产生，进而阻止了乳腺癌的肺和骨转移［32-34］，至于是否作用于NOX4，目前还未有文献报道，本课题后续将围绕NOX4 展开新的研究工作。

2 降低抗肿瘤药物毒性和加强机体自身保护的间接抗肿瘤作用

顺铂（cDDP）、ADR、鬼臼毒素等传统抗肿瘤药都有很好的临床效应，但骨髓抑制、心脏毒性、神经毒性、肝肾功能障碍等不良反应严重，加强正常组织的保护能降低毒副作用反应，促进药效发挥。研究发现，Sch B 作为谷胱甘肽氧化还原的增强剂，能维持心脏细胞的谷胱甘肽水平、超氧化物歧化酶活性及一些负责氧化还原反应的关键酶（谷胱甘肽过氧化物酶、还原酶和转移酶） 水平，中和ADR 诱导的氧化应激反应，从而降低ADR 对心脏的损伤［17，35-36］。另有研究表明，Sch B 可减弱由cDDP 诱导的酯类过氧化反应、乙酰胆碱酯酶活性和亚硝酸盐水平，进而保护神经细胞，降低由cDDP 造成的细胞DNA 损伤、记忆力下降等神经系统毒性［37］。

溃疡性结肠炎（UC） 是临床较为常见炎症性肠病，长期炎症刺激会导致UC 相关性结肠癌（CAC） 的发病风险增高，由UC 引起的CAC 要明显高于普通发病人群，因此，治疗UC 对预防CAC 尤为重要［38］，但UC 发病机制仍不清楚，环境、遗传、肠道微生物、免疫等因素与其都密切相关。现已了解，免疫因子与肠道微生物的相互作用会导致UC 迁延不愈，而Sch B 对CAC 的预防作用与T 淋巴细胞相关。T 辅助细胞（Th） 细胞是T 淋巴细胞中重要的亚群，Th17 细胞和Treg 细胞是Th 细胞家族最具代表性的类型，Th17 细胞具有介导炎症反应作用，Treg 细胞具有免疫抑制作用，控制免疫应答的强度，减轻机体组织损伤，Th17／Treg 转化平衡有维持肠道免疫稳态作用，失衡易发结肠炎等多种免疫性疾病［39-40］。Sch B 能显著抑制Th17 相关的细胞因子分泌，如IFN-γ 和IL-17，也能抑制早幼CD4＋T 细胞分化成Th17，而促进其分化成Treg 细胞，显示很好的免疫抑制作用［41］。另外，Li 等［42］认为Sch B 能通过调节肠道菌群失调和激活黏着斑激酶（FAK） 提升对肠内膜的保护，实现对UC 的预防和治疗，具有预防CAC 的潜力。

3 结语

随着现代科学技术的发展，对中医药又有了更深层次的认识，对SchB 自身强大抗肿瘤作用和预防保护作用的研究既是现代科技发展的成果，也是对传统中药使用方法的再认识。面对肿瘤顽疾，要用科学发展的思维来研究中医药，由此必将对其发展产生巨大的推动力。当前，关于Sch B 等中药成分的研究还远远不够，更多能服务于患者的探索还任重道远。