P—gp轉運蛋白在腫瘤耐藥方面研究進展

張雨 黃桂林

【摘要】化療耐藥是腫瘤化療治療中的一大問題，其中，多藥耐藥是一重要方向。作為ABC轉運蛋白家族的關鍵因子，多藥耐藥蛋白（P-gp）的過表達，對靶目標藥物濃度有著較大影響，導致耐藥的產生。因此，本文主要就P-gp的結構、組織表達、藥理機制以及對其抑制劑的研究進展進行簡要綜述。

【關鍵詞】多藥耐藥；ABC轉運蛋白；P-糖蛋白，抑制劑

【中圖分類號】R969【文獻標識碼】B【文章編號】1005-0019（2015）01-0578-01

口腔惡性腫瘤中80%以上為鱗狀細胞癌，口腔癌的治療是以手術為主，以放化療，中醫，生物治療等為輔的綜合治療。化療是其中一種主要治療方法。近年來隨著化療藥物種類的增加，以及給藥途徑方式的多樣，使得化療效果得到有效提高，但在不同個體間觀察療效仍不理想[1]，研究發現癌細胞對多種化學藥物的耐藥性（multidrugresistance，MDR）是一個重要原因[2]，MDR是惡性腫瘤細胞在出現對一種抗腫瘤藥物耐藥的同時，對其他一些結構及作用機制不同的抗腫瘤藥物，也產生耐藥[3]。MDR包括天然性耐藥和獲得性耐藥兩種[4]，多藥耐藥問題是目前一個研究重點。其中ABC轉運蛋白家族（ATP-bindingcassettetransportersuperfamily）與MDR密切相關。ABC跨膜蛋白可分為7個亞家族（ABCA-ABCG），其中參與腫瘤多藥耐藥的主要成員為ABCB、ABCC、ABCG等亞家族。多藥耐藥蛋白P-糖蛋白（P-gp），多藥耐藥相關蛋白（MRP），乳腺癌耐藥蛋白（BCRP）都是重要的與藥物相關ABC轉運蛋白，他們家族中其最具有代表的是P-gp、MRP其過表達或活性增加可導致MDR的產生[5]。其中，目前國內外對P-gp的研究數量最多，范圍最廣。本文重點就P-gp在腫瘤耐藥方面的最新相關研究進展做簡要介紹。

1P-gp的相關研究

1.1. P-gp的發現及結構

1976年，Juliano等研究觀察到腫瘤細胞株細胞膜上的一種膜蛋白過度表達，通過調節細胞膜的通透性。導致細胞內藥物含量減少。隨后，Kartner等對其進行證實，發現這種膜蛋白會影響細胞膜通透性，可以導致細胞內藥物濃度降低，并產生細胞耐藥。對該蛋白命名為P-糖蛋白。研究發現，它一種跨膜糖蛋白，是由人類第7號染色體上的Mdr1基因編碼，起始密碼子為AUG[6]，其翻譯的氨基酸殘基組成的140KD的單鏈跨膜蛋白，加上30KD的修飾糖鏈，總分子量為170KD，所以又稱P-gp170蛋白；其結構由TMD1和TMD2（trans-membranedomain）兩個疏水性跨膜結構域和兩個核苷酸結合結構域NBD1和NBD2（nucleotide-bindingdomain）交叉排列組合。[7]

1.2. P-gp的組織表達

P-gp在多種腫瘤組織中都有不同程度的表達[8]，高表達的腫瘤有結腸癌、腎上腺腫瘤、腎癌、肝癌以及胰腺癌組織，在神經母細胞瘤、乳腺癌和急性髓細胞性白血病中呈現中度表達。低表達的是卵巢癌、食道癌、肺癌等。在口腔鱗癌組織中P-gp也有適度表達。P-gp不僅分布于腫瘤組織中，在正常組織中有清除異物、代謝物的功能，多分布于靠近臟器腔面[9]，在腎上腺、肝臟、空腸、回腸、結腸等正常組織中有高表達；位于血腦屏障組織的P-gp，能夠防止化療藥等外源性藥物進入腦組織，對正常組織有保護作用。[10，11]

1.3. P-gp的功能和藥理機制

P-gp可以與目標藥物結合，借ATP釋放出的能量，直接或間接將藥物泵出細胞，或依靠其蛋白本身，作為運輸通道，將藥物從細胞內泵出細胞外，最終導致降低細胞內藥物濃度，降低或喪失目標藥物的藥效。研究發現P-gp它對天然的疏水性藥物有較強的作用，包括長春堿、蒽環類、依托泊苷、紫杉醇等?？偨Y其作用方式[12]：①當藥物被動擴散進入細胞后，在胞漿面與P-gp結合并被泵至細胞外。這是一種最常見的方式，還有其他兩種機制是：②一些親脂性藥物，在其穿過細胞膜所需的時間較長，在胞膜的脂質雙分子層之間就與P-gp相結合，藥物在還未進入細胞內就被泵出細胞外，這是就是一種“疏水真空泵”的作用方式，③細胞質內膜上也存在P-gp，使進入細胞內的藥物進行再分布，將藥物富集于藥物作用無關的細胞器內，從而降低靶細胞器部位的藥物濃度。通過以上這些藥理機制，達到細胞內的藥物蓄積減少；造成細胞內靶器官藥物濃度減低，致使藥物的毒性作用下降甚至完全喪失，使細胞產生耐藥性。最終提高腫瘤細胞存活率，延遲凋亡級聯反應。

2P-gp抑制劑的研究

2.1化學藥物逆轉P-gp

自從1981年Tsuruo等發現維拉帕米（verapamil）能降低轉運作用，因其可以與抗癌藥物對ABC轉運蛋白形成競爭關系，最終降低MDR作用。隨后研究，也發現一些非特異性的MDR逆轉劑，如環孢素A、紅霉素等。但這些逆轉劑對目標蛋白的親和力低，且所需藥物劑量大，具有高毒性，在臨床應用中受到限制。如：VX-710可使該藥物對血腦屏障的ABC轉運蛋白進行抑制，降低中樞神經系統的防御力，增加毒副作用[13]，因為它能具有高逆轉率，低特異性，可作用目標組織的同時抑制某些正常組織的ABC轉運蛋白，使正常組織細胞的防御作用降低。隨著科技的發展和對此領域的不斷探索，人們合成出二苯基甾烷類衍生物LY335979，是迄今發現的最強的P-gp抑制劑之一。此后合成的鄰氨苯甲酸的新型衍生物XR9576，具有極強的逆轉活性和對P-gp高度的選擇性，同時還能抑制P-gp的ATP酶活性。體內實驗表明，可顯著增強細胞毒類藥物的療效，并不影響這些藥物的藥代動力學。在臨床試驗中也取得較好效果[14]。

近來研究發現許多小分子酪氨酸激酶抑制劑[15-18]，他們的分子機制可以抑制ABC轉運蛋白的ATP酶活性，干擾轉運蛋白向外泵藥的功能，以此來增加細胞內抗癌藥物濃度。5-溴代漢防己甲素（W198）[19]可抑制ATP酶活性，又可以干擾P-gp的轉運功能，但W198對P-gp的基因表達水平無影響?？蛇_到增加細胞內藥物的濃度，減少P-gp介導的藥物外排。隨著研究的深入，技術的提升，不斷對其進行合成改造，力求合成活性強且毒副作用低的逆轉劑，從而增加化療效果。

2.2植物藥物逆轉P-gp

自然界存在成千上萬種天然物質，其對疾病的治療有著重要的作用，中醫藥就是其重要應用，通過嘗試研究發現，當植物類藥物與P-gp發生作用時，可以影響P-gp編碼基因MDR1的表達，導致P-gp的表達變化；進而影響P-gp參與體內、外源藥物和毒素的吸收、分布和排泄功能。姜黃（Curcuma）是一種傳統的中草藥，近來有研究表明[20]，體外實驗中姜黃素降低P-gp和MDR1基因mRNA表達水平，進而降低P-gp的功能活性。銀杏種子-白果是一味重要的中藥，有化痰、平喘等藥用價值，其提取物白果銀杏，是孕烷X受體的一個新的激動劑，它可通過激動孕烷X受體，和P-gp發生作用。體內試驗中，將白果銀杏與P-pg所介導底物同時服用，其藥峰濃度增加了51%，藥時曲線下面積（AUC）0-24增加了47%。這些都表明了銀杏提取物在人體內可以抑制P-gp功能[21]，中藥五味子提取物五味子素B，它是P-gp的一個新的天然抑制劑，體外實驗顯示，它既能抑制P-gp的特異性過表達，又可抑制P-gp轉運功能，降低胞內藥物外排，提高藥物濃度[22]。白藜蘆醇抗腫瘤活性研究發現，它對干細胞癌，卵巢癌，黑色素瘤等有明顯抑制作用[23]，還可通過拮抗PXR，影響P-gp的基因活性和其蛋白表達[24]。靈芝在中藥中作為滋補強壯、扶正固本類，它可提高機體的免疫力。其主要有效成分靈芝多糖肽（GLPP）具有抗腫瘤作用[25]，可抑制血管內皮細胞增殖和腫瘤細胞的侵襲，誘導腫瘤細胞凋亡[26]，研究發現GLPP可抑制Caco-2細胞上P-gp的功能以及表達水平。相比經典抑制劑維拉帕米，雖GLPP作用稍弱于維拉帕米[27]，但毒副作用明顯小，擁有天然藥物在多靶點，多通路抑制的優點，且副作用小等優勢。通過抑制P-gp的功能可逆轉耐藥細胞的化療抵抗性[28]

3結語

現國內外相關研究發現腫瘤多藥耐藥的分子機制異常復雜，是涉及基因突變、相關蛋白表達、酶類介導、細胞凋亡功能失常等多種因素參與的復雜過程[29]。多年的研究，發現與腫瘤耐藥相關轉運蛋白，從而發現某些藥物可以抑制其基因以及其蛋白的表達，但在多年的研究實踐中，認識到一些P-gp抑制劑，在靶目標作用的同時，可能對正常組織有同樣的抑制，產生副作用。比如，P-gp抑制劑作用體內，可能會抑制肝臟中高表達的P-gp，從而降低肝臟解毒作用[30]。在臨床治療腫瘤中，達到逆轉腫瘤MDR，研究相關抑制劑有著重要的研究意義。我們祖國醫學在腫瘤治療中有著獨到的見解，我們可以使用天然中草藥的特性，運用其在多靶點、多環節、多途徑的藥用價值，達到抑制相關基因表達、降低相關蛋白功能、增加機體免疫力等療效，加之天然藥物作用范圍廣、不良反應低、且不易產生耐藥等優勢，其抗腫瘤作用，已得到越來越多的國內外關注，成為一大研究的熱點[31]。

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