随着三叶青抗肿瘤活性研究的深入,研究者们对三叶青抗肿瘤活性的作用机制进行了深入研究,其可通过多靶点、多途径抑制肿瘤细胞生长,促进肿瘤细胞凋亡。
1、三叶青诱导肿瘤细胞凋亡
细胞凋亡是在特定时空中发生的、受机体严密调控的细胞“自杀”现象。细胞凋亡涉及多种细胞信号传导通路,线粒体凋亡途径( Mitochondrial apoptoticpathway)和死亡受体凋亡途径( Death receptor apoptotic pathway)是肿瘤细胞凋亡的两条重要途径。线粒体凋亡途径又称为内源性凋亡途径( Intrinsic apoptotic
pathway),是由于线粒体膜通透性增强,线粒体膜完整性遭到破坏而引发的一种凋亡途径。Bcl-2蛋白酶家族是线粒体凋亡通路上的关键蛋白,主要分为两类,类是促凋亡蛋白如Bax和Bid等,另一类是抑凋亡蛋白如Bc-2等。促凋亡蛋白在凋亡信号作用下,启动凋亡过程,开放线粒体膜孔道( Permeability Transition,PT),导致线粒体膜电位降低或耗散,膜通透性增加,最终导致发生破裂,使得位于膜间隙的细胞色素c( Cytochrome-c,Cyt-c)、凋亡诱导因子等释放于细胞质内,释放到胞质中的Cy-c与凋亡激活因子( Apoptotic Protease Actiting Facter-1,APAF-1)结合形成多聚体,激活 Caspase-9蛋白酶,进而活化下游凋亡执行酶如 Caspase-3等,最终导致细胞发生凋亡。相反,抑凋亡蛋白可抑制PT的开放,阻止Cyt-c的释放,抑制 Caspase酶活力,从而阻止细胞凋亡的发生。
李华美研究发现三叶青乙酸乙酯提取物可下调Be-2蛋白的表达、促进Bax蛋白的表达,促进 Caspase-3的表达而促进小鼠Lewis肺癌移植瘤的凋亡;丁小鸽发现三叶青乙酸乙酯提取物对人胰腺癌PANC-1细胞同样具有促进凋亡作用,其机制可能与上调促凋亡蛋白p53和Bax的表达,下调抑凋亡蛋白Bcl-2的表达有关;
刘跃银发现三叶青对人结肠癌HT-29细胞的促凋亡作用则是通过上调Bax表达水平和细胞质中Cyt-c的水平,从而激活线粒体凋亡诱导途径。编者研究团队发现人肝癌HepG2细胞通过三叶青乙酸乙酯提取物处理后表现为细胞收缩、染色质凝集和DNA片段化,这种促凋亡作用的机制与上调 Bax/ bel-2比率和p53的表达有关,进一步研究发现,三叶青乙酸乙酯提取物可引起HepG2细胞的线粒体膜电位( Mitochondrial Membrane potenia,MMP)降低、细胞内Ca2浓度升高、Cyt-c从线粒体中的释放、 Caspase-9活化和聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶(Poly-ADP- Ribose Polymerase,PARP)的裂解,这些经典的信号通路均作用于下游效应器 Caspase-3,最终导致了HepG2细胞的凋亡。王静等研究发现三叶青提取物可通过增强胞浆Cyt-c的表达,降低 Caspase-3前体蛋白(Po- Caspase-3)表达而诱导人肝癌HCCC9810细胞凋亡;
熊艳的研究证实三叶青石油醚提取物可导致人宫颈癌Hea细胞的线粒体膜电位下降, Caspase-9和 Caspase-3蛋白活化,且程伟发现三叶青还可通过降低Bl-2基因的表达而对肺癌A549细胞发挥体外抑制作用表明其可触发Hela细胞和A549细胞的线粒体凋亡途径。死亡受体途径又称为外源性凋亡途径( Extrinsic apoptotic pathway),该途径诱发凋亡的主要过程是死亡受体( Death receptor)与相应配体结合,激活死亡结构域( Death domain),传递一系列凋亡信号,从而诱导细胞凋亡。与细胞凋亡密切相关的另一个重要蛋白酶家族是半胱氨酸蛋白酶家族,它又被称为 Caspase蛋白酶家族,家族中成员众多,它们在细胞凋亡过程中扮演关键角色。 Caspase蛋
白酶家族分为两类,一类被称为启动子,如 Caspase-2、 Caspase-8、 Caspase9和 Caspase-10,另一类位于凋亡路径的下游,如 Caspase-3和 Caspase-6等,被称为效应子。张胜强等4研究发现三叶青黄酮可增强 Cleaved- Caspase-3蛋白的表达而诱导体外培养的肺癌人肺腺癌SPC-A-1细胞的凋亡。钟良瑞等s31发现三叶青乙酸乙酯提取物可增强 Cleaved- Caspase-3、9蛋白的表达而促进人肺癌H1299细胞凋亡;林霜等4发现三叶青乙酸乙酯提取物还可通过上调活化的 Caspase-3蛋白的表达而诱导结肠癌H29细胞皮下移植瘤凋亡。ROS是氧化应激的主要产物,不仅是细胞凋亡的“参加者”,也是细胞凋亡通路的“调控者”,在肿瘤细胞凋亡进程中的发挥着重要作用。ROS可产生多种自由基,造成细胞应激反应,从而触发细胞凋亡。因而,通过调控抗氧化酶如SOD、CAT和GSH-PX等进行,可调节并控制ROS自由基,进而调控肿瘤细胞的增殖生长。熊艳的研究发现三叶青石油醚提取物可通过降低SOD、CAT和GSH-Px的活性,提高MDA的水平而增强Hela细胞的氧化应激反应,从而促进细胞凋亡。钟良瑞发现三叶青黄酮在体外可通过增加肺癌A549细胞p-p38和p-ERK蛋白表达而激活Ros-MAPK途径和胞外信号调节激酶( Extracellular Signal- Regulated Kinase,ERK)途径,最终促进A549细胞的凋亡。
2、三叶青抑制肿瘤细胞增殖与迁移
“肿瘤血管新生假说”是抗肿瘤治疗领域的另一热门方向,正常组织细胞离不开血管生成。新生血管的发展主要包括以下几个方面:首先在血管生长因子的作用下,血管内皮细胞活化并分泌基质金属蛋白酶( Matrix Metalloproteinase,MMPs),该酶可特异性降解血管基底膜( Basement Membrane,BM)以及细胞外基质( Extracellular matrix,ECM);然后,血管内皮细胞增殖并发生局部的迁移;接着,新生血管细胞成形,并形成新的形同管腔状精密结构,建立血液循环。通常情况下,血管生成是可调控的正常生理过程,当这种正常的生理过程发生改变时,通常会引起肿瘤等多种重大疾病的发生。MMPs与肿瘤血管的生成有着密不可分的关联,主要表现在血管基底膜BM和ECM被MMPs降解之后,肿瘤血管获得了快速成长的能量,肿瘤细胞得以进一步迁移、侵袭。在此过程中,血管内皮细胞生长因子( Vascular Endothel Growth Factor,VEGF)的表现尤为突出,它可促进血管通透性增加和细胞的增殖,是维持肿瘤血管生长的关键。基质金属蛋白酶组织抑制因子( Tissue Inhibi tor of Matrix- metallo Proteinase,TMPs)是内源性抑制剂,可阻断MPs的活性。钟良瑞等研究发现三叶青黄酮可通过降低MMP-2和MP-9蛋白表达,并增加TMP-2蛋白表达,从而抑制肺癌A549细胞的侵袭转移;冯正权研究发现三叶青黄酮也可通过下调MMP-2蛋白的表达而显著抑制人胃癌SGC-790细胞的侵袭和转移。汪珍等发现三叶青乙酸乙酯提取物可通过下调人结肠癌RKO细胞的ⅤEGF的水平为抑制肿瘤细胞的增殖。以上研究结果表明三叶青可通过抑制肿瘤血管生成而发挥抗肿瘤作用。
肿瘤细胞的迁移和侵袭还与Noch信号通路有关, Notchl高表达可促进肿瘤细胞的迁移和侵袭,张胜强的体外实验证实三叶青黄酮可能通过下调Notchl的表达,从而抑制食管癌EC9706细胞的迁移和侵袭能力。蒋维尔发现三叶青的有效部位可抑制人乳腺癌MCF-7细胞的迁移距离,并将细胞周期阻滞于S和C2/M期,提示三叶青对MCF-7细胞的增殖和迁移有抑制作用。余纳发现三叶青黄酮可抑制结肠腺癌的原位肿瘤HT29细胞株及腹腔淋巴结转移肿瘤SW620细胞株的增殖能力,并将细胞周期阻断于G0/G1期,减少肿瘤细胞从G1期向S期转化,其作用机制可能是通过降低Wnt/β-catenin信号通路活性,降低Wnt通路的靶基因细胞周期素Dl( Cylin D)和原癌基因c-mye的表达,进而阻断肿瘤细胞的有丝分裂进程,抑制结肠肿瘤细胞的增殖。
3、三叶青增强免疫功能
在患病期间或放化疗治疗过程中,肿瘤患者免疫力较低下,三叶青既可抗肿瘤又可调节机体免疫系统、增强免疫能力,达到“扶正祛邪”治疗抑瘤的目的。三叶青提取物可从细胞免疫、体液免疫等多方面增强实验小鼠的免疫力。袁雨的研究证实三叶青水提取物在体外可促进人NK细胞的增殖,NK细胞是固有免疫应答中最主要的效应细胞群,具有识别与溶解肿瘤细胞和病毒感染细胞及产生免疫调节性细胞因子的功能,三叶青水提物可促进NK细胞释放细胞毒性物质颗粒酶B( Granzyme B,CraB)和穿孔素( Perforin,PP)来杀伤胃癌BGC-823细胞。刘军权研究发现三叶青水提取作用于共刺激T细胞后可通过促进GraB和PFP的表达而增强其对胰腺癌SW-1990、胃癌SCC-7901、肝癌HepC2和乳腺癌MCF-7细胞的杀伤活性。徐彩菊发现三叶青提取物对Sm荷瘤小鼠具有一定的抑瘤作用,可使荷瘤小鼠血液中CD3′、CD3细胞数明显降低,CD4‘细胞数明显升高,CD4/CD8值升高,提示三叶青提取物可改善荷瘤小鼠的免疫抑制状态,提高机体的免疫功能从而发挥抗肿瘤作用。Tes是一类调控机体免疫功能的细胞群,在肿瘤局部抑制免疫、促进肿瘤生长起到关键作用,冯正权发现Treg比例随肿瘤增长而升高,三叶青与人参配伍可以显著降低荷胃癌MFC61细胞株小鼠肿瘤体积,脾脏及外周血Treg比例,其作用机制可能是通过降低模型小鼠外周血PGE2、COX-2的表达水平,减少脾脏和外周血Theg细胞转化,从而发挥一定的抑瘤作用。
另外,Feng2Q发现三叶青黄酮可降低荷 Lewis肺癌小鼠外周血中免疫抑制性的细胞因子转化生长因子-β(Transforming Growth factor-β,TGF-β),PGE2和COX-2的表达水平,提高机体免疫力,从而发挥抗肿瘤作用。王明仪“和李华美分别证实三叶青乙酸乙酯提取物对裸鼠人肝癌细胞HepC2皮下移植瘤、Lewis肺癌移植瘤均具有抑制作用,其作用机制与保护实验动物的免疫器官(脾脏和胸腺)、提高小鼠体内INF-y和TNF-a水平,从而调节机体免疫功能的作用有关。
网友评论