中藥單體通過上皮間充質轉化抗乳腺癌的研究進展

杜丙秀 張慶鎬 曲 鵬

大連大學醫學院慢性病研究中心 遼寧 大連 116000

乳腺癌(breastcancer,BC)是全球女性最常見的惡性疾病,近年來其發病率呈現上升趨勢。近年來中藥單體抗乳腺癌在國內外多有研究,越來越多的中藥單體被證明具有抗乳腺癌作用,并進行了其機制研究,而上皮-間充質轉化(epithelial-mesenchymaltransition,EMT)過程是乳腺癌轉移重要機制之一,今對中藥單體通過EMT抗乳腺癌的研究做一綜述如下。

1 引言

乳腺癌是一種常見于女性人群的惡性癌癥,具有較高發病率和死亡率,并且給人們的生活帶來很大的困擾,現治療手段主要是利用手術切除,化療,藥物治療等,國家也采取了措施,比如乳腺篩查,新的積極療法,減少使用激素,以此降低了死亡率,但乳腺癌依然是人們共同面對的重大挑戰。中醫中藥在治療乳腺癌方面具有較大潛能,越來越多中藥單體被提取分離并通過體外細胞實驗證明具有抗乳腺癌作用,中藥單體作用于乳腺癌的機制各有不同,其中EMT是一個重要途徑。

2 上皮間質轉化

EMT是正常胚胎發育所必需的一種生物學過程。在EMT過程中,細胞會失去上皮特性,向成纖維細胞樣細胞的形態和功能轉變;這種轉變會導致細胞間連接的松動和細胞活動性的增加[1,2],同時還會促進原癌細胞轉移[3]。EMT已被證明在癌細胞侵襲和轉移中起著重要作用,通過EMT,癌細胞最大限度地發揮其生長、遷移、侵襲、轉移和抗藥性的能力[4]。與EMT有關的生物標志物有E-鈣粘蛋白(E-cadherin)、N-鈣粘蛋白(N-cadherin)、纖維結合蛋白(Fibronectin)和波形蛋白(vimentin)[4,5]等。其中,上皮標志物E-cadherin和閉合蛋白(claudins)在EMT期間表達降低,間質標志物vimentin、N-cadherin和Fibronectin表達升高。E-cadherin[6]是一種腫瘤抑制蛋白,位于細胞膜上,可改善細胞與細胞之間的粘附性,從而抑制腫瘤轉移,且認為E-cadherin表達的下調是癌細胞轉移的第一階段[7]。Snail基因是胚胎發育過程中EMT的重要調控因子,是E-cadherin基因轉錄的強抑制因子[8]。Twist-2是E-cadherin體外和體內的直接抑制因子[9]。據報道,基質金屬蛋白酶家族(MMPs)關鍵基因MMP9的敲除可導致EMT下調,從而抑制侵襲性乳腺癌細胞的轉移和侵襲[10]。在腫瘤進展過程中,EMT是乳腺癌轉移的主要機制之一。

3 中藥單體通過EMT作用于乳腺癌的運用

目前中藥單體通過EMT發揮抗乳腺癌的作用的研究越來越多,不同的中藥中所含的單體化合物在這以抗乳腺癌的方式中存在相同和差異的作用靶點。諸如和厚樸酚、木犀草素A、黃芩苷、黃芩素、姜黃素、白花丹素、馬錢子堿、黨內酯、大黃素、苦參堿、氧化苦參堿、川芎嗪以及五味子乙素等中藥單體可通過EMT途徑抗乳腺癌細胞的增殖等。通常這些中藥單體是以上調上皮標志物的表達,下調間充質標志物的表達來發揮它們的抗乳腺癌作用,部分中藥單體作用時還伴隨其他信號通路參與。現將其主要作用研究包括在以下幾點。

3.1 和厚樸酚 從厚樸中提取的和厚樸酚(Honokiol,HNK))是一種已經被證實的抗癌藥物。Wang[11]等人用30和40μmol/L的HNK處理MDA-MB-231,MCF-7和4T1細胞,檢測到其細胞內vimentin表達下調,E-cadherin表達上調,另外HNK在12小時到24小時內降低了內源性Snail和Slug的表達水平。HNK通過調節Snail/Slug蛋白翻譯來阻斷EMT,從而抑制乳腺癌細胞的轉移。

3.2 姜黃素 從姜黃根莖中提取的姜黃素在臨床上廣泛應用于各種炎癥性疾病和癌癥。Hu[12]等人用30μmol/L的姜黃素處理MDA-MB-231細胞24小時降低了vimentin、Fibronectin和β-catenin的mRNA水平,上調了E-cadherin的mRNA水平,暗示姜黃素抑制乳腺癌可能與調節EMT過程有關。

3.3 馬錢子堿 從馬錢子中提取的馬錢子堿曾被用于癌癥的治療。LI[13]等用馬錢子堿處MDA-MB-231和Hs578-T細胞,發現EMT生物標志物vimentin、Fibronectin、MMP-2和MMP-9的蛋白和mRNA表達降低,E-cadherin、β-catenin蛋白和mRNA水平升高,證明馬錢子堿可能通過EMT逆轉和MMP-2、MMP-9的抑制作用抑制三陰性乳腺癌細胞的轉移。

3.4 黨內酯 從白術中提取的黨內酯(Cdonolacone,CLT)具有抗過敏、抗炎、抗癌、胃保護和神經保護等一系列活性。CLT也可以從黨參、金蓮花中提取。FU[14]等人發現CLT增強了MDA-MB-231和MDA-MB-468細胞中E-cadherin和CK19的表達,能顯著抑制EMT過程中間質標志物N-cadherin和vimentin的表達。阻斷轉錄因子Snail,Slug和twist1的表達,并進行體內成瘤實驗,證明CLT在體外和體內都抑制了EMT,還抑制TGF-β信號轉導介導EMT抑制。

3.5 大黃素 從掌葉大黃中分離出來的大黃素是一種活性蒽醌衍生物。SONG[15]等人發現大黃素抑制CCL-5和AKT的磷酸化,下調βcatenin、vimentin和snail的表達,上調E-cadherin的表達,認為大黃素通過抑制趨化因子受體5(CCR-5)和EMT相關標記的下游信號通路來抑制癌細胞入侵和遷移。

3.6 苦參堿與氧化苦參堿 從槐屬植物中分離出來的苦參堿是一種活性生物堿,具有抗增殖,抗炎、免疫、抗肝纖維化、抗癌等作用。L[16]等人發現苦參堿通過靶向整合素β和EMT來抑制MDA-MB-231和MCF-7細胞的運動。Chen[17]等人發現氧化苦參堿下調MDA-MB-231和4T1細胞中N-cadherin、vimentin和Snail的表達,上調4T1細胞中E-cadherin的表達來逆轉MDA-MB-231和4T1細胞的EMT,同時發現氧化苦參堿通過抑制αⅤβ3整/FAK/PI3K/Akt信號轉導,有效逆轉乳腺癌細胞的EMT。

3.7 川芎嗪 從中藥川芎中提取的川芎嗪在近幾年被研究發現有抗腫瘤活性。吳騰飛[18]等人發現川芎嗪作用與MDA-MB-231細胞后,可在體內體外對乳腺癌細胞的生長呈抑制作用,并且可以上調E-cadherin,下調N-cadherin,Vimentin和Snail蛋白表達,抑制了EMT過程并抑制PI3K/Akt信號通路的激活。

4 結語

目前中藥單體通過EMT的抗乳腺癌作用被越來越多人研究。中藥單體抗乳腺癌作用與EMT的抑制有關,因此也可以通過EMT的特點來篩選抗乳腺癌的中藥單體。中藥單體是從傳統中草藥里面分離提取的單體化合物,通過實驗研究來確定其藥理作用,從而開發出低毒高效的新藥。各項研究顯示出中藥單體在體外抗乳腺癌方面具有較大的潛能,其中EMT是一個重要的途徑。但目前研究多以體外細胞實驗為主,體外實驗如小鼠荷瘤實驗或臨床實驗等有待學者進一步研究。