以细胞凋亡通路为靶点的抗肿瘤中药研究进展

丁大伟 章永红

(南京中医药大学附属医院，江苏 南京 210023)

肿瘤的发生发展与细胞失控性增殖有密切联系，多种恶性肿瘤细胞存在凋亡逃逸，以此获得无限增殖的能力〔1〕。因此，从参与凋亡信号传导的通路着手，靶向性调控细胞凋亡，是肿瘤研究的热门领域。传统中药包含诸多抗肿瘤活性成分，寻找高效低毒、靶向清晰的诱导凋亡药物必将是中药抗癌研究的新目标。

1 细胞凋亡途径

1.1死亡受体介导的凋亡通路 正常情况下，细胞通过膜表面的受体与外周环境之间进行信号交流，并传递至细胞内影响其代谢生长。凋亡亦是如此，凋亡信号传递至细胞膜，与特定的死亡受体结合并将信号传递至胞内，启动凋亡程序的过程，称为受体依赖型凋亡途径，即外源性通路〔2〕。死亡受体(DR)属肿瘤坏死因子(TNF)受体超家族的亚型。该家族成员众多，但它们都含有与TNF受体同源的富含半胱氨酸的胞外区，其胞质部分还含有一个能自身联合的结构域，称为死亡结构域(DD)〔3〕。以经典的DR Fas为例，在Fas信号途径中参与信号转导的分子主要包括Fas、FasL和Fas-相关死亡结构域蛋白(FADD)。当Fas与FasL结合后，Fas的DD聚集形成三聚体，募集连接蛋白FADD并与之结合；同时借助于死亡效应结构域(DED)的相互作用，Fas-FasL-FADD与含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase)-8酶原串联结合形成死亡信号诱导复合体(DISC)，DISC的自身切割活化Caspase-8，被激活的Caspase-8一方面随即激活下游Caspase-3、Caspase-7，执行细胞凋亡〔4〕；另一方面可将促凋亡蛋白Bid剪切，其产物tBid从胞质转移到线粒体外膜，形成线粒体膜通道，诱导释放细胞色素(Cyt)C，激活Caspase-9，有效地放大凋亡信号〔5〕。

1.2线粒体参与的凋亡通路 线粒体是细胞的能量供应中心，对维持细胞生长和分裂具有重要的作用。线粒体通路与凋亡的发生密切相关，因某些凋亡信号在不依赖于细胞膜表面受体的传递下，直接影响线粒体结构和功能促发凋亡，故又称内源性通路。线粒体作为通路诱导凋亡的控制中心，维持跨膜电位稳定是发挥正常功能的必要条件〔6〕。研究发现位于线粒体内外膜之间的膜通透性转变孔(PTP)是影响跨膜电位的因素之一。接受凋亡信号后，PTP孔道开放，直接导致跨膜电位下降甚至丧失，由此破坏内外膜结构，最终崩解线粒体〔7〕。线粒体的释放反应是诱导凋亡的关键步骤，位于膜间隙的CytC转移至胞质内，并与凋亡激活因子(Apaf)-1结合，活化Caspase-9前体，进而激活Caspase-3，CytC的释放与Caspase-3的激活还可形成互助反馈性自我放大回路，如激活的Caspase-3可特异性地切割Bcl-2，使其失去对PTP的抑制作用，从而释放更多的CytC，通过CytC来活化其他Caspase，触发级联反应，启动并加速凋亡程序〔8〕。因此CytC是凋亡的“致命伤”，是凋亡发生的重要环节。此外，线粒体还释放其他一些凋亡反应相关分子，如凋亡诱导因子、Smac/Diablo蛋白、活性氧(ROS)、钙离子(Ca2+)等，协同参与凋亡级联反应的调节〔9〕。

2 激活凋亡通路的抗肿瘤中药

2.1作用于死亡受体通路

2.1.1青蒿 青蒿素最初是从解毒截疟中药青蒿中提取分离的倍半萜内酯类化合物，其衍生物众多，凭借低毒高效的抗疟疾作用被广泛研究开发。近年来报道〔10〕青蒿素与其衍生物具有明确的体内外抗肿瘤活性，其中尤以二氢青蒿素为代表成分。研究发现二氢青蒿素可通过诱导凋亡抑制多种恶性肿瘤细胞的增殖，具有广阔的应用前景。He等〔11〕证实二氢青蒿素体外抑制胰腺癌LNCaP细胞增殖的作用，并上调DR5蛋白表达，活化Caspase-8从而诱导凋亡；与DR5配体肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)协同作用可增强促凋亡功效，由此推测死亡受体通路是二氢青蒿素诱导肿瘤细胞凋亡的作用途径之一。

2.1.2云芝 云芝糖肽具有增强机体免疫的功能，是肿瘤综合治疗中的生物效应调节剂〔12〕。云芝糖肽还可通过诱导肿瘤细胞凋亡的方式直接抑制肿瘤生长。李丽美等〔13〕实验表明云芝糖肽在诱导急性粒细胞白血病(HL-60)细胞凋亡过程中Fas表达上调，伴随着Caspase-8激活，考虑Fas受体依赖的凋亡途径是其诱导凋亡的靶点之一。

2.1.3蟾皮 干蟾皮是由中华大蟾蜍的皮炮制而成，有清热解毒、利水消胀之功效，主治痈疽肿毒，民间用之治疗各类癌肿，常收良效。现代药理研究表明蟾蜍皮的化学成分种类较多，其中蟾毒内酯类化合物是其主要活性成分，如蟾毒灵、华蟾毒精等〔14〕。研究发现华蟾毒精体外抑制肝癌HepG2细胞的生长，使细胞呈明显凋亡改变。Qi等〔15〕认为华蟾毒精诱导凋亡的作用可能与DR介导的外源性通路有关，研究证实华蟾毒精处理肝癌细胞后，蛋白检测发现pro-Caspase-8表达减弱，而Caspase-8表达增强，提示Caspase-8被激活；结果还表明Fas蛋白表达水平与华蟾毒精浓度呈正相关。

2.2作用于线粒体通路

2.2.1西洋参 西洋参性温和，补益肺阴、清热生津，具有抗肿瘤、抗衰老、增强免疫等广泛的药理学作用〔16〕。西洋参皂苷是西洋参的主要活性成分，作为从皂苷中分离的单体之一，研究发现20(S)-原人参二醇(PPD)能诱导A549细胞凋亡，检测到线粒体膜电位明显降低，ROS产生，随着处理时间的延长，CytC、Smac 和凋亡诱导因子(AIF)的蛋白表达量逐渐增加，说明 PPD在诱导 A549 细胞凋亡的过程中，发生了凋亡相关因子由线粒体向细胞质的释放，Western印迹检测亦证实Bax、Bad蛋白表达上调，伴随着Bcl-2蛋白表达下降，实验表明西洋参诱导肺癌细胞凋亡的机制可能与线粒体通路密切相关〔17〕。

2.2.2姜黄 姜黄主行气活血，亦是肿瘤等疾病的常用药物，具有抗感染、抗氧化、抗肿瘤、降血脂等多重药理学作用〔18〕。近年来研究发现经线粒体通路诱导肿瘤细胞凋亡是姜黄素抗肿瘤作用的有效靶点。王伟章等〔19〕证实姜黄素能显著促使肝癌Huh7细胞中Bcl-2家族促凋亡蛋白Bad表达上调，并诱导CytC从线粒体释放至胞质中，活化Caspase-3蛋白，最终诱导肝癌细胞凋亡，为其运用于肝癌的临床治疗提供良好的参考。

2.2.3冬凌草 冬凌草为清热解毒类中药，具有良好的抗肿瘤功效，对食管癌、贲门癌、原发性肝癌、膀胱癌等诸多癌瘤都有明显的抑制作用。冬凌草甲素是其抗肿瘤的主要活性成分〔20〕。谢晓原等〔21〕将冬凌草甲素处理食管癌SHEEC细胞后发现细胞核呈明显的染色质凝块边集的凋亡现象，而线粒体的形态已先一步发生改变，伴随着作用时间的延长，由最初的肿胀、内部结构模糊进展至最后伴随核染色质凝块边集同步出现的空泡化、内部结构消失，同时膜电位下降，蛋白电泳可见CytC表达增加，Caspase-9活化，由此表明冬凌草甲素可通过线粒体通路诱导食管癌细胞凋亡，从而抑制肿瘤生长。

综上，细胞凋亡的调控是一个综合并且复杂的体系，不同的诱导因素存在着不同的信号传导途径，各信号传导途径彼此也不孤立存在，而是紧密联系和相互作用的。随着生命科学的发展，细胞凋亡机制在肿瘤领域的深入，筛选新的细胞凋亡诱导剂将是研究的主流方向。传统抗肿瘤中药简便高效、价格低廉、资源丰富，在不断阐明其凋亡通路靶向性的基础上具有良好的应用前景。

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