中医药调控肿瘤细胞凋亡的治法与方药探析*

陆乾人 周庆华 顾翔华 鲍玉芳 王煜莹 审校 朱卫红 王晓军 王 林 房滢熙 厉 娜

上海市浦东新区人民医院中医科(上海 201200)

细胞凋亡是生命科学研究的热点,是中医中药领域研究的重要课题。中药诱导肿瘤细胞凋亡是中医药抗肿瘤的分子机制之一。中医药在现代肿瘤治疗中具有一定的优势和特色。探析中医调控肿瘤细胞凋亡的治法与方药研究,对于肿瘤防治临床应用具有重要的价值。

1 肿瘤的形成是细胞凋亡内控机制被打破所造成的

肿瘤是一种基因病。至今已分离出了一百多种癌基因。癌基因在基因水平的突变导致其功能异常活化,从而促使细胞持续生长和增殖,致使细胞发生恶性转变。许多人类恶性肿瘤是其细胞的死亡过程严重受阻,而使肿瘤细胞在数量上无限制恶性增生的结果。因此,肿瘤的发生不仅与肿瘤细胞的增殖有关,而且与肿瘤细胞死亡受抑制密切相关。细胞凋亡(apoptosis)是个体生物自身固有的内在生理性机制,是一种由基因调控的自主性死亡,是按一定的机制和程序进行自我消亡——“细胞自杀”,这对于细胞增殖、分化、死亡的动态平衡维持着多细胞生物的自身稳态,无疑是至关重要的。细胞中癌基因与抑癌基因原本是对调控正常细胞增殖、分化而起到不可或缺的正、负阴阳调节作用。当癌基因受到物理、化学或病毒等生物因素的作用被“活化”而失控时,才会导致正常细胞恶性转化;当抑癌基因如发生碱基突变、丢失、染色体分离或重组,造成功能丧失或异常时,也会引起细胞增殖、分化失控,形成肿瘤。因此,肿瘤的形成是固有的细胞凋亡内控机制被打破所造成的。

2 肿瘤细胞凋亡失控所造成的重要病理学基础病变

细胞增殖和凋亡的平衡维持着机体自身结构的稳定和整个功能活动的协调,一旦增殖与凋亡平衡紊乱则出现偏盛偏衰病证。当细胞凋亡受抑,如凋亡抑制基因 bcl-2高表达、凋亡诱导基因 P53失活等,原本在正常鉴控下应被机体加以清除的恶变细胞在体内不协调增殖,从而发生肿瘤。《素问◦六节藏象论》:“变至则病,所胜则微,所不胜则甚”。如果细胞增殖太过强盛,则变至凋亡为其所胜而减退、微弱。因此,机体细胞异常增殖(偏盛)为不正,不正为邪,伴生之病理产物湿、痰、瘀、毒凝聚结积为有余,邪有余为实、为标;而凋亡严重减退(偏衰)为正不足,正不足为虚、为本,故肿瘤形成的重要病理学基础病变为本虚标实、虚实夹杂。

3 诱导肿瘤细胞凋亡的中医药治则治法与方药探析

人类恶性肿瘤形成的重要病理学基础既是肿瘤细胞异常增殖(偏盛)、而凋亡严重减退(偏衰)所致的结果造成的,就细胞内控调节机制而言,既须拮抗、抑制肿瘤细胞增殖,亦当诱导、促使肿瘤细胞凋亡。在细胞的发生发展过程中,细胞表达的凋亡相关基因如 bcl-2、c-myc、P53等基因起到重要的调控作用。中医药调控肿瘤细胞凋亡,体现了虚实兼顾、标本同治、平调气血之中医上海浦东新区黄楼社区医疗服务中心 (上海 2012000)疗法的神髓,从而达到在细胞分子基因水平治愈肿瘤的目的。分述如下。

3.1 盛者夺之 《素问◦真至要大论篇》:“盛者夺之”,“寒热温凉,衰之以属,随其攸利,谨道如法”。肿瘤细胞异常增殖而形成有形的癌瘤实体,乃为痰湿瘀毒聚结所致之症积,应首先辨别肿瘤患者之不同偏盛病证,采取或清、或泻、或祛、或散、或削等诸法,依据药性寒、热、温、凉之属性与功效作用,在细胞分子基因水平抑制肿瘤细胞异常增殖,“随其攸利”而巧夺之[1]。

3.1.1 清热解毒:肿瘤临床表现为热毒羁留盛实,“实者泻之”,阳盛则热,“热者清之”,可用清热解毒治法和方药来化解。小檗科植物八角莲根茎提取物鬼臼叉甙(又名足叶乙甙)对多种瘤细胞株有明显的细胞毒作用。如在鬼臼叉甙的诱导下,人早幼粒白血病 HL-60细胞早期表现为 DN A降解,bcl-2基因表达下调在 HL-60细胞凋亡中起一定作用。苦参根提纯的苦参碱有效抑制 HepG2肝癌细胞增殖,诱导其分化、凋亡,与上调 G1细胞周期负调节因子的表达,下调 G1期正调节因子 cyclinD1表达有关[4]。

3.1.2 化痰散结:肿瘤细胞结聚,瘤体症积坚硬,“结者散之”,“坚者削之”,可用化痰散结的治法与方药来削解。有研究消肿散结剂对人类肺癌细胞株(SMM C7721)、前列腺癌细胞株(LN Cap、PC-3)、乳腺癌细胞株 (MCF-7、T47-D)、黑素癌细胞株(MOCT-4)、淋巴细胞(U937)具有显著抑制增殖,诱导凋亡和协同放疗的作用。中药化痰散结方诱导人肺癌细胞(SPC-A-1)凋亡,经含药兔血清作用,由贴壁生长而逐渐脱落,外形变圆,体积缩小,折光性增强,细胞核破碎、裂解为大小不等的凋亡小体[5]。

3.1.3 温阳散结:肿瘤临床表现为寒痰凝结之症积,“客者除之”、“寒者温之”,可采用温阳散结的治法方药来消除。如温阳散结中药诱导 BEL-7402细胞可见细胞凋亡呈形态学特征性改变,在非凋亡二倍体峰(G1)之前出现典型的 Ap凋亡峰,标明温阳散结中药可能是诱导肝癌细胞凋亡的机制之一[6]。

3.1.4 活血化瘀:肿瘤临床表现为瘀血留滞结聚之症积,“留者攻之”,可用活血化瘀的治法与方药来攻症逐积。如唇形科植物丹参含有的丹参酮 IIA能诱导 HL-60细胞凋亡,bcl-2基因的表达显著降低,而 P53基因的表达增强[7];经丹参酮 IIA处理的人肺癌 SPC-A-1细胞,其促凋亡基因 P53、bax、Fas表达水平显著升高,而凋亡抑制基因 bcl-2表达水平则显著降低[8]。从姜黄中提取的酚性色素姜黄素(curcumin)可诱导急性髓性白血病HL-60细胞凋亡,其中 bcl-2基因家族成员 Bax、Bak、Mcl-1蛋白参与了姜黄素诱导 HL-60细胞凋亡的调控过程[9]。中药莪术的挥发油提取物揽香烯(elemene)可诱导 bcl-2蛋白下调引起人肝癌 7402细胞、宫颈癌 Hela细胞凋亡[10]。β-揽香烯对小鼠肝癌HcaF细胞内游离 Ca2+水平先升后降,其诱导肿瘤细胞凋亡可能是钙依赖性的[11]。莪术醇能影响核酸的合成,抑制人胃酸 SGC-7901细胞增殖,使 S和 G2/M期肿瘤细胞比例减少,G0/G1期肿瘤细胞比例增加,其中 100ug/mL浓度的莪术醇诱导凋亡作用最强[12]。

3.1.5 软坚散结:肿瘤细胞聚积坚硬,“坚者削之”,“硬者软之”,可用软坚散结的治法与方药使瘤体逐渐化消除。栝楼中提取的天花粉蛋白(trichosanthin,TCS)可诱导胃癌细胞 M KN-45细胞凋亡,凋亡相关基因野生型 P53蛋白表达增加。八角莲根茎提取物鬼臼毒素的半合成衍生物鬼臼乙叉甙,能抑制人结肠癌(HIC/S)细胞增殖和诱导 HIC/S细胞凋亡,其作用机理可能与增高细胞内 Rb蛋白表达的水平有关[12]。有研究复方中药软坚消肿液可诱导 S180肿瘤细胞和人胃癌细胞凋亡,呈现典型凋亡特征,Narthern杂交显示癌基因 bcl-2表达下调,c-myc和 P53表达增强[13]。从无蹼壁虎(天龙、守宫)中提取的有效成分对人肝癌HepG2肿瘤细胞生长具有显著的抑制作用,且呈与时间和剂量相关性,通过诱导 HepG2细胞凋亡而发挥其抗肿瘤作用[14]。

3.1.6 以毒攻毒:肿瘤毒素留滞积聚,癌毒作祟,可用“以毒攻毒”的治法和方药化解消除癌毒。中药含砷(主要为三氧化二砷,AS2O3)制剂在治疗恶性肿瘤方面具有显著疗效,能诱导胃癌细胞株 MGC-803、人宫颈癌 HEC16/3细胞、结肠癌 Lovo和LS-174细胞及肝癌细胞株 BEL-7402、BEL-7404、SMMC-7721等多种肿瘤细胞产生细胞凋亡[15]。 AS2O3能有效诱导人白血病细胞株 NB4、HL-60、K562细胞凋亡,诱导 NB4细胞凋亡的机制是下调 bcl-2基因的表达,还能诱导胃癌细胞株 M KN-45、SGC-7901和体外培养的人肝癌细胞凋亡[16]。轻粉 (HgCl2)能诱导K562细胞凋亡,可使 G0/G1增高,激活 P53基因可能是诱导凋亡机制之一,能显著抑制 K562细胞增殖[17]。蟾蜍灵对胃癌 M GC-803细胞具有很强的抑制作用,诱导细胞凋亡主要发生在 G1/G0期,细胞凋亡率随药物浓度和作用时间的增加而增高[18]。其对肝癌 SMM C7721细胞的细胞毒作用,通过上调细胞生长相关基因P21waf1/cipl表达,下调增殖细胞核抗原(PCNA)蛋白表达,诱导肝癌细胞凋亡[19]。去甲斑蝥素处理体外人乳腺癌细胞 MCF-7后,凋亡抑制基因 bcl-2表达降低,细胞凋亡百分比随着药物作用时间的延长而逐渐增加[20]。蛇六谷的抗癌活性与其将大量肿瘤细胞阻滞在 S期,减少进入 G2/M期的细胞数目,在 G1峰左侧均出现亚二培体峰(凋亡峰),移植性癌组织出现明显的凋亡特征性改变,干扰肿瘤细胞增值,诱导细胞凋亡,凋亡率随剂量增加而递增[21]。

3.2 微者调之 《素问◦至真要大论篇》:“微者调之”。细胞凋亡严重减退,阴气衰减虚弱,“衰者益之”,“虚则补之”。可养血滋阴、补益肝肾之阴气;“善补阴者,当于阳中求之”,还可益气养阴,扶助阴气。肿瘤的形成,细胞凋亡减退亦为重要的病理学基础原因之一。在细胞分子基因水平,补益阴气、益气养阴,逆转凋亡严重减退,诱导、促使肿瘤细胞凋亡。

3.2.1 养血滋阴:地黄多糖(LRPS)在最适宜抗肿瘤有效剂量 20-40mg/Kg条件下,能使 Lewis肺癌组织内 P53基因的表达明显增加而促使癌细胞凋亡,可能是其抗肿瘤作用的机制。从石斛分离的毛兰素可阻滞人早幼细胞白血病 HL-60细胞于 G2/M期,并伴 bcl-2表达下调,bas表达上调,诱导肿瘤细胞凋亡[22]。阿胶具有补血止血、滋阴润燥之功效,并具有多种抗癌活性成分,阿胶含药血清可促使肺癌细胞凋亡,并可使癌细胞分裂阻滞在 G0期,其抗癌活性作用主要是阻滞细胞分裂,诱导细胞凋亡发挥作用[23]。

3.2.2 补益肝肾:槲寄生碱对人胰腺癌 PC-3细胞增殖有抑制作用,凋亡率明显增加,bcl-2表达明显降低,并呈现剂量-效应关系,其诱导癌细胞凋亡的机制可能下调凋亡相关蛋白 bcl-2的表达有关[24]。淫羊藿甙(ICA)在体外诱导 HL-60细胞凋亡呈典型的凋亡形态学和生化特征,并具有时间和剂量依赖性,使 S期细胞减少和 G0/G1期细胞增多,下调相关基因 bcl-2和 c-myc基因 mRN A蛋白表达水平,可能是其诱导肿瘤细胞凋亡的机制。苁蓉提取物可促进肿瘤坏死因子(TN F)水平升高,具有抗肿瘤功效,通过启动 TNF-α/TNFR1途径导致肿瘤细胞凋亡。

3.2.3 益气养阴:由黄芪、北沙参、天冬、女贞子为主药的益气养阴方能降低 LAX-83人肺癌细胞突变型 P53和 c-myc基因蛋白的表达,从而抑制肺癌细胞增殖,降低凋亡抑制基因的表达,诱导肿瘤细胞凋亡。益气养阴方诱导 FL9611白血病细胞凋亡的重要途径是上调白血病细胞 Caspase-3表达。由太子参、生黄芪、茯苓、炒白术、枸杞子、女贞子、山茱萸、半枝莲、白花蛇舌草、七叶一枝花、莪术组成的益气养阴解毒方含药血清与 5-FU共同作用于肝癌 HepG2细胞 48h-72h后,细胞凋亡指数明显高于 5-FU组,说明含药血清可增强 5-FU对 HepG2细胞的凋亡诱导作用。

3.3 其次平之 《素问◦至真要大论篇》:调气之方,“其次平之”,“气血正平,长有天命”。肿瘤的形成与机体本身气机紊乱、郁结,气运阻滞等方面亦有一定程度的关联。因此,权衡平调,采用疏理肝气,理气健脾的治法方药,使气机畅通,血气平和,阴平阳秘,诱导肿瘤细胞恢复阴阳平衡之生理状态,从而达到在细胞分子水平治愈肿瘤的目的。

3.3.1 疏理肝气:柴胡皂甙 d(SSd)可有效降低 HL-60细胞胸腺嘧啶掺入率,其效应呈剂量和时间依赖关系,可明显抑制HL-60细胞增殖,细胞 G0/G1期增加,S期细胞降低,呈明显的G0/G1阻滞现象,并使糖皮质激素受体 (GR)mRN A表达增加,SSd的抗癌活性可能与上调 GRmRN A表达有关。小柴胡汤水溶液可特异性诱导肝癌 KIM-1细胞凋亡;在低浓度作用于荷瘤鼠 S180时瘤细胞出现凋亡现象,高浓度时为坏死,其抑瘤作用机理包括凋亡和坏死。小柴胡汤诱导肝癌细胞凋亡的作用是特异的,且各药效成分有协同效应。

3.3.2 健脾理气:四君子汤诱导移植性人肾癌细胞凋亡主要与健脾药物有关,可能是抗癌作用的机制之一。从薏苡仁中提取的抗癌新药康莱特在多种癌组织中以阻滞肿瘤细胞核分裂的方式,使癌细胞停止在 G2/M期。薏苡仁酯对人宫颈癌 HeLa细胞通过阻滞细胞周期中 G2/M时相细胞,减少进入 G0、G1时相细胞,导致其细胞分裂下降,减少有丝分裂,抑制肿瘤细胞增殖,从而诱导细胞发生凋亡。白术挥发油能明显降低 S180肉瘤凋亡相关基因 bcl-2的表达,并呈一定的剂量依赖性,促使瘤细胞凋亡,从而起到抑制肿瘤细胞增殖的作用。由党参、白术、茯苓、八月札等组成的健脾理气药血清,使细胞周期阻滞于 S期,并上调 P53蛋白的表达,抑制细胞端粒酶活性,诱导肝癌 SM MC7721细胞凋亡 ;并可诱导 HAC肝癌细胞凋亡,上调肿瘤细胞 box基因蛋白表达,可能是健脾理气方抗癌机制之一。

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