五味子乙素與TRAIL誘導膠質瘤細胞凋亡的研究進展

方爽爽,韓 冰綜述,齊 玲審校

(吉林醫藥學院:1.2016級醫學檢驗技術本科班,2.病理學教研室，吉林 吉林 132013)

腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體(tumor necrosis factor related apoptosis- inducing ligand，TRAIL)作為正在新開發的抗腫瘤藥物，它可以誘導多種腫瘤細胞發生凋亡，但其存在明顯的耐藥性[1]。五味子乙素(Schisandrin B，Sch B)是從中藥五味子中提取出來的，能促進腫瘤細胞胱天蛋白酶8(caspase- 8)、caspase- 3和caspase- 9等多種細胞凋亡因子的表達，進而發揮抗腫瘤作用。同樣的，TRAIL作用細胞后與死亡受體5(death receptor 5，DR5)反應活化caspase- 8，caspase- 8通過轉運和自催化裂解產生，導致臨近分子的相互接近，繼而引發細胞凋亡[2]。因此，下面就Sch B與TRAIL單獨和聯合應用誘導膠質瘤細胞凋亡進行綜述。

1 TRAIL抗腫瘤的作用機制

TRAIL也稱為凋亡素2配體，是人體天然的抗腫瘤藥物，也是體內最好的抗癌分子之一[3]。它通常可由人體的免疫系統表達，并引起多種腫瘤細胞的凋亡。與腫瘤壞死因子家族其他成員有所差異的TRAIL對腫瘤細胞具特異性，能誘導腫瘤細胞凋亡，且對正常細胞沒有顯著影響。作為臨床開發的抗腫瘤新藥，它已進入到臨床Ⅱ期試驗階段[4]。

TRAIL作用于細胞，TRAIL蛋白通過受體- 配體與DR4或DR5相互作用結合，使受體三聚化，DR5胞內的死亡結構域(deathdomain，DD)募集特異性的死亡域蛋白FADD，FADD上的死亡效應域再募集caspase- 8形成死亡誘導信號復合體(death- inducing signaling complex，DISC)，因此，DISC是由DR5、FADD與caspase- 8在蛋白水平上共同組成的[5]。成功組裝DISC后，就會活化caspase- 8進而激活下游的caspases蛋白酶級聯反應，從而特異性誘導腫瘤細胞發生凋亡[6]。Caspase- 8因結構中含有兩個DED而具備強大的死亡效應啟動和傳遞功能，因此，它在細胞凋亡途徑中起著關鍵作用[7]。而水薊賓具有能增強TRAIL對三陰乳腺癌細胞的誘導能力，是通過上調FADD的表達促進TRAIL依賴的受體相互作用蛋白的去泛素化，誘導三陰乳腺癌細胞中caspase- 8的活化引發細胞凋亡[8]。

2 Sch B通過影響caspases家族抗腫瘤的作用機制

2.1 Sch B對caspase- 8的影響

Caspase- 8參與多種細胞功能，最常見的就是控制細胞死亡[9]。在非線粒體途徑中，caspase- 8通過配體的作用被活化后激活下游的caspase分子。存在于細胞質中的Bid被活化的caspase- 8分解為tBid，tBid被轉移至線粒體上，刺激細胞色素c，使它從線粒體中釋放到胞質中，將線粒體途徑和非線粒體途徑聯系起來可增強凋亡信號[10]。有研究發現，Sch B作用后，caspase- 8發生轉運和自催化裂解現象，導致附近分子相互接近，引發細胞凋亡[11]。

2.2 Sch B對caspase- 9的影響

在線粒體途徑中，細胞色素c從線粒體中釋放出來，啟動細胞凋亡程序[12]。細胞色素c作為一種凋亡誘導因子，在dATP的作用下，可與凋亡相關因子連結形成多聚體，與caspase- 9形成凋亡小體，從而激活caspase- 9。細胞色素c、凋亡相關因子和caspase- 9所組成的凋亡復合物稱為凋亡體。凋亡體可切割并激活下游的caspase- 3，caspase級聯反應發生，使細胞凋亡繼續[13]。Sch B不僅可以通過激活caspase- 8誘導細胞凋亡，Sch B可增強阿霉素誘導SMMC7721細胞凋亡，與caspase- 8的活化無關而是通過活化caspase- 9達到這一效果[14]。

2.3 Sch B對caspase- 3的影響

研究認為caspase- 3是一種“死亡蛋白酶”，處于凋亡級聯反應的下游，在不同的凋亡途徑中作為細胞凋亡的執行者，也能將眾多凋亡刺激信號聚集在一起[15]。在正常情況下，caspase- 3作為無活性的酶原存在，當藥物作用后，被caspase- 8或caspase- 9活化進而使凋亡的級聯反應進行下去。Sch B單獨作用對胃癌SUN- 1細胞有抑制作用，當與順鉑聯用后作用更加明顯。研究發現，增加caspase- 3級聯通路可誘導胃癌SUN- 1細胞凋亡[16]。除此之外，田妮[17]發現Sch B可抑制腦膠質瘤細胞生長，與增加細胞caspase- 3、Bax和Bcl- 2的表達有關。因此可以說，Sch B通過調節caspase- 3的表達而誘導細胞凋亡。在細胞凋亡過程中，caspases家族發生一定的作用，無論是caspase- 3、caspase- 8還是caspase- 9等都起著重要作用,它們相互作用，通過影響其中一個而產生連續性的影響。Sch B可促進caspase- 8、caspase- 3和caspase- 9在腫瘤細胞中的表達增加，能有效降低人神經膠質瘤細胞增殖，發揮抗腫瘤作用[18]。

3 Sch B聯合TRAIL抗腫瘤細胞的作用機制

實驗證明，Sch B和TRAIL均能使腫瘤細胞發生凋亡，但腫瘤對TRAIL的耐藥性限制了它的臨床治療效果[19]。越來越多的證據表明caspase- 8 mRNA甲基化降低caspase- 8的表達，導致對TRAIL的耐藥[20]。Sch B與TRAIL有相同的作用位點——caspase- 8，通過Sch B上調DISC水平增加caspase- 8的表達，增強TRAIL誘導細胞凋亡，逆轉TRAIL抗性，發揮更好的抗腫瘤作用。

王東東等[21]研究表明TRAIL與Sch B均可以抑制腦腫瘤干細胞的增殖,這兩者可以發揮重要的協同作用，TRAIL與Sch B聯合應用可抑制腫瘤細胞的生長。雖然將兩者結合使用的實驗并不多，但通過TRAIL與穿心蓮內酯聯用的實驗發現，通過誘導caspase- 8依賴的細胞凋亡和DNA損傷來使腎癌細胞凋亡，聯用增強了對腎癌細胞的殺傷能力[22]。蛇床素通過提高DR5的表達和caspase- 3、caspase- 8、caspase- 9的活性能增強TRAIL誘導白血病HL- 60細胞的凋亡[23]，Sch B也具有同樣的效果。這都說明了Sch B和TRAIL兩者聯用會具有協同效應。

TRAIL能殺死對傳統化療有抵抗力的癌細胞，而對正常細胞沒有太大的負面影響，因為它的DR幾乎只存在于癌細胞上。如何能進一步研發出高效、安全、低毒抗腫瘤藥物將成為更為重要的任務。Sch B與TRAIL的聯用可為開發區域特色中藥材五味子尋找新的研究方向，提供新的理論依據，可進一步開闊市場前景。