苦參堿在肝癌治療中的生物學和逆轉多藥耐藥作用機制研究進展

黃思玲，周喜漢，楊煥珍，黃丹妮，梁俏，馬伏艷

1右江民族醫學院研究生學院，廣西百色533000；2右江民族醫學院附屬醫院

肝癌占全世界癌癥病死率的第三位，而且發病率不斷攀升［1］。由于大多數患者就診時間晚，肝功能受損嚴重，且合并全身多處轉移，失去了手術治療的最佳時機。因此，綜合治療已成為肝癌晚期主要的治療方法。近年中藥制劑在治療腫瘤上取得較好的療效，其優點體現在預防腫瘤發生，減少復發及不良作用等方面。所以中藥治療逐漸成為國內研究的熱點。苦參堿是從中藥苦豆子和苦參中提取的生物堿之一。研究表明，苦參堿能升高白細胞和輔助性T淋巴細胞水平，提高機體免疫力，具有良好的抗腫瘤［2］、抗病毒［3］、保肝、抗肝纖維化作用；能抑制肝癌細胞增殖、促進凋亡，并能調節免疫功能及降低放化療毒副等作用［4］。目前苦參堿治療肝癌的作用機制目前仍未明確，但近年在肝癌治療中苦參堿的生物學和逆轉多藥耐藥作用機制的研究取得一些成果，現綜述如下。

1 苦參堿在肝癌治療中的生物學作用機制

1.1 抑制肝癌細胞增殖肝癌細胞增殖是指由于某些致癌因素引起的細胞異常增殖。細胞的異常增殖可以直接侵入人體其他正常組織，甚至通過循環系統或淋巴系統轉移到身體其他部位。因此，肝癌細胞的無限生長和轉移會對機體造成嚴重損害，而阻斷肝癌細胞的增殖是治療肝癌的有效途徑。

研究表明，苦參堿能通過多途徑來抑制肝癌增殖，可通過影響腫瘤相關蛋白表達、干擾肝癌細胞系HepG2細胞能量代謝、作用于多個信號通路來抑制肝癌增殖，且不同濃度與時間呈時間—劑量相關性。首先，細胞增殖依賴于蛋白質的翻譯和表達，α胎兒蛋白（AFP）、增殖細胞核抗原（C-myc）基因和B淋巴細胞瘤-2基因（Bcl-2）等腫瘤相關因子的高表達是細胞增殖的關鍵蛋白。QIN等［5］研究發現，用苦參堿處理HepG2細胞時，發現這些蛋白的表達均顯著下降，表明苦參堿主要通過影響腫瘤相關基因蛋白的表達來抑制HepG2細胞的增殖，且抑制HepG2細胞增殖效果具有時間—劑量相關性。另外，HepG2細胞的增殖和轉移需要能量供應。王淑靜等［6］研究表明，苦參堿能抑制HepG2細胞增殖，且能量代謝相關酶活性和乳酸含量顯著降低，表明苦參堿可通過干擾HepG2細胞的能量代謝而抑制肝癌的增殖。除此之外，信號通路是細胞間信號轉導的必須過程，通過影響通路中相關蛋白表達來影響肝癌增殖，目前認為苦參堿可能通過作用于多個信號通路來抑制腫瘤細胞的增殖，如抑制胞外調節激酶（ERK）［7］、AKT/GSK3β/β-catenin信號通路［8］從而抑制HepG2和Huh7細胞的增殖。

1.2 抑制端粒酶活性端粒酶特異性表達可發生在肝癌的增殖過程中，端粒酶是無限增殖所必需的酶。端粒酶活性在正常細胞中受到密切控制。研究表明，端粒酶活化是腫瘤細胞無限增殖的必要途徑，因此端粒酶抑制劑成為治療肝癌的新方向。

何松等［9］研究發現，c-Myc、Bcl-2、p53凋亡基因表達可影響端粒酶活性，苦參堿作用于肝癌后，通過影響凋亡基因表達而抑制端粒酶活性，且與劑量和時間呈相關性。陳偉忠等［10］研究結果表明，一定濃度的苦參堿可抑制端粒酶的活性，且750μg/mL的苦參堿通過調節端粒酶逆轉錄酶的表達，從而降低端粒酶活性。此外，LI等［11］研究還發現，苦參堿可能影響跨膜糖蛋白的表達從而抑制端粒酶活性，導致腫瘤細胞生長受限和凋亡。目前研究苦參堿對端粒酶活性的抑制作用報道較少，端粒酶對于腫瘤的診斷極為重要，相信在不久的將來，對端粒酶活性抑制可成為開發抗肝癌藥物的重要手段。

1.3 誘導肝癌細胞凋亡細胞凋亡是因細胞的環境條件變化，產生生理和病理刺激或細胞損傷的死亡過程。誘導肝癌細胞凋亡對肝癌治療具有重要意義。ZHANG等［12］研究表明，苦參堿能誘導HepG2細胞發生凋亡，其機制是通過上調Beclin 1和Bax蛋白的表達。謝軍等［13］研究表明，苦參堿能通過下調Bcl-2蛋白和上調Caspase-3蛋白表達促進細胞凋亡，呈劑量和時間相關性。XIE等［14］發現，苦參堿參與p53/活化蛋白激酶信號通路誘導人肝癌細胞中的自噬，從而促進其凋亡。同時，ZHANG等［15］研究發現，苦參堿不僅通過激活p53途徑，而且還能阻礙MLCK過表達來誘導細胞凋亡，苦參堿通過下調二乙基亞硝胺誘導的肝癌大鼠肝臟中MLCK的過表達來激活p53、Bax依賴性Caspase-3，并阻斷ECM整合素介導的細胞存活途徑，以此阻止癌細胞存活。

ERK信號通路在肝癌細胞凋亡中具有重要作用，其通過影響凋亡基因的表達來影響細胞凋亡。何星星等［16］研究發現，苦參堿能抑制肝癌細胞ERK的磷酸化，從而促進凋亡信號轉導通路，促進凋亡相關基因的表達，從而誘導細胞凋亡。還有研究發現，苦參堿還可通過影響其他信號通路來誘導肝癌細胞凋亡，如阻斷Akt/GSK/mTOR信號轉導通路，抑制PI3K/Akt/mTOR通路，上調beclin-1，誘導肝癌細胞凋亡［17］。WEI等［18］研究還發現，用不同劑量的苦參堿處理肝癌細胞，呈劑量依賴性地降低細胞活力并增加HepG2細胞的凋亡率，其原理為苦參堿通過抑制線粒體自噬和利用PINK1/Parkin途徑促進HepG2細胞凋亡。CAO等［19］也發現，苦參堿通過激活Mst1-JNK途徑介導的線粒體裂變在體外促進HepG2細胞的凋亡。因此認為，苦參堿可通過抑制線粒體自噬、介導線粒體在體外裂變，促進HepG2細胞凋亡。

此外，還有研究發現，苦參堿可在轉錄水平上通過時間和劑量依賴性方式抑制微小雙突變體2的基因表達，并促進Hep3B細胞凋亡［20］。GAO等［21］研究發現，苦參堿可誘導HepG2細胞凋亡，可能與抑制HepG2細胞的NF-κB活化有關。由此可見，苦參堿可通過多途徑誘導肝癌細胞的凋亡。

1.4 誘導肝癌細胞分化逆轉腫瘤細胞并誘導其分化為正常細胞是治療腫瘤的重要方法之一，也是醫學界研究的熱點。研究表明，苦參堿能逆轉肝癌細胞的異常表型，破壞了肝癌細胞正向分化的條件，并誘導肝癌細胞逆分化［22］。

張彬等［23］通過顯微鏡下觀察苦參堿對HepG2細胞形態學的影響，發現HepG2細胞生長受限，形態規則，細胞核變小，核仁明顯減少，細胞形態與正常肝細胞相似，結果表明HepG2細胞某些惡性增殖表型減弱或消失。WANG等［24］研究發現，苦參堿是一種良好的誘導分化劑，能抑制人肝癌細胞系（SMMC-7721）的增殖，誘導其形態異常分化為正常分化。30 mg/L苦參堿作用6 d后，SMMC-7721細胞代謝能力下降，細胞的增殖受到抑制，AFP和γ谷氨酸表達下降。

1.5 阻滯細胞周期進展細胞周期是指從一個細胞分裂結束時開始，到下一個細胞分裂結束時的整個過程。它可分為兩個階段：間期和分裂期。細胞周期的傳遞是極為有序的，當這種秩序被打亂時，細胞周期會發生紊亂和癌變。

G1/S、G2/M細胞周期是腫瘤生長周期的關鍵環節。研究表明，苦參堿能阻滯這兩個調控點。FENG等［25］發現，苦參堿能阻斷細胞周期停滯在G1期，并且抑制細胞DNA的合成，從而抑制其增殖。ZHANG等［12］研究也發現，苦參堿不僅能抑制肝癌G2細胞的增殖，而且同樣能阻斷細胞周期停滯在G1期，導致肝癌細胞凋亡。ZHOU等［26］研究發現，苦參堿可以通過特異性上調肝miR122a，阻滯細胞周期進展，誘導細胞凋亡。還有學者研究發現，苦參堿的衍生物亦可通過抑制某些信號通路，阻滯肝癌細胞的細胞周期，抑制其增殖。YIN等［27］發現，苦參堿衍生物之一WM-127是一種強力的Survivin抑制劑，可抑制Survivin/β-catenin信號通路的活性及Bax蛋白的表達，阻礙裸鼠的細胞增殖，阻滯肝癌細胞的細胞周期和引起細胞凋亡。SUN等［28］發現，苦參堿衍生的WM622（C26H35ON3S2）對體內移植瘤抑制作用明顯，而且體內外均可誘導細胞凋亡，通過阻斷細胞周期和抑制PI3K/Akt信號通路抑制肝癌細胞增殖。

1.6 抑制肝癌新血管生成腫瘤新生血管將氧氣和營養物質主動轉運至腫瘤細胞，使腫瘤細胞無限生長，使免疫系統無法控制腫瘤細胞。因此，阻斷血管與腫瘤細胞的連接或抑制腫瘤血管的形成，可以抑制腫瘤生長。

研究表明，苦參堿可通過抑制血管內皮細胞（VEC）增殖、下調血管內皮生成因子（VEGF）和MMP-9蛋白表達來抑制腫瘤血管生成。王兵等［29］研究證實，苦參堿能抑制肝癌細胞VEC增殖，在一定濃度范圍內，苦參堿對肝癌細胞血管內皮細胞的抑制率明顯，苦參堿濃度為1.25～10.00 g/L時，對SMMC-7721細胞的抑制率為7.7%～38.5%。此外，趙海亮等［30］研究發現，苦參堿可通過下調VEGF和基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）蛋白的表達來抑制肝癌血管生成，從而達到抗肝癌的作用。

1.7 調節宿主免疫功能免疫系統猶如人體的堡壘。當它發現“非我”時，會將其攻擊以保護機體。進入人體的抗原物質在免疫系統抵抗下被排斥及排除，或將人體產生的受損細胞和惡性腫瘤細胞清除，從而保護人體。多數肝癌患者合并免疫力下降，特別是中晚期患者，因此維持相對良好的免疫功能，利于抗擊肝癌。

張明發等［31］發現。苦參堿對機體免疫功能有雙向調節作用，且與苦參堿濃度有關，大劑量可抑制免疫，小劑量可提高免疫。陳晶等［32］研究苦參堿注射液對原發性肝癌根治術后患者療效影響，發現觀察組CD3+、CD4+及CD4+/CD8+水平明顯升高，CD8+水平明顯下降，進一步證明苦參堿能改善免疫系統功能。此外，還有研究發現，苦參堿對晚期腫瘤患者的免疫功能具有一定療效，它能顯著提升腫瘤患者機體的基礎免疫，提高生活質量，亦可一定程度上控制腫瘤增長，延長患者壽命［33］。

1.8 抑制肝癌細胞侵襲和轉移肝臟血運豐富，具有雙重血供，轉移及侵襲力快，是導致肝癌致死率高的主要原因之一。因此我們需要找到一種方法來阻斷肝癌細胞的侵襲和轉移。

倪晨旭等［34］研究表明，苦參堿能抑制肝癌細胞的遷移，隨著藥物濃度的增加，苦參堿對細胞遷移的抑制作用更加明顯，說明苦參堿能抑制肝癌細胞的侵襲和轉移，且與濃度成正相關。ZHANG等［35］為了研究苦參堿對肝癌的潛在藥理作用，發現無毒苦參堿可以顯著抑制PLC/PRF/5和人低轉移肝癌細胞（M肝癌97L）的遷移和侵襲。此外，在原位肝癌小鼠模型中，苦參堿治療顯著降低了肺轉移。WANG等［24］研究發現，苦參堿能抑制SMMC-7721細胞的侵襲轉移相關因子，包括對FN的黏附能力，通過聚碳酸酯過濾器的遷移能力以及通過基質膠的侵襲能力，來抑制SMMC-7721細胞的侵襲和轉移。另外，還有研究發現，苦參堿在無毒濃度下通過抑制PTEN/Akt依賴性的上皮間質轉化抑制肝癌的遷移和侵襲能力。YU等［36］研究發現，苦參堿能通過抑制MMP-9的表達抑制血管生成來抑制人肝癌細胞的侵襲。

2 苦參堿在肝癌治療中的逆轉多藥耐藥作用機制

藥物化療是治療晚期肝癌的主要方法之一，但臨床治療效果并不理想，主要原因之一是耐藥性的出現。因此，逆轉肝癌細胞的多藥耐藥也是治療肝癌的重要手段。苦參堿聯合化療藥物可以降低藥物的毒性，增強藥物的抗癌效果，有效抑制肝癌細胞的耐藥性。

苦參堿能逆轉耐藥性，并且還能增強抗癌藥物對細胞的細胞毒性以及阿霉素誘導的凋亡。無毒濃度的苦參堿可以抑制盒亞家族B成員1藥物的運輸，并通過對NF-κB的抑制作用促進內在的細胞凋亡途徑，并有可能成為有效的抗癌藥敏化劑。胥雄陽等［37］為了探討苦參堿逆轉人肝癌細胞耐藥的可能機制，發現200 mg/L的苦參堿對QGY/CDDP耐藥的肝癌細胞有一定的作用，對其化療藥物的耐藥性產生了一定程度的逆轉。

總之，苦參堿作為一種具有抗腫瘤作用的中藥，在肝癌治療上有顯著療效，其作用機制是多靶點、多方面的，主要通過抑制肝癌細胞的增殖、侵襲、轉移及血管生成，并能誘導細胞凋亡、分化，調節免疫功能等發揮抗癌作用。但是，目前國內研究報道苦參堿治療肝癌多數是在體外和動物模型上研究，缺乏肝癌患者的臨床試驗，因此，在安全合理的條件下，需要進一步進行苦參堿在肝癌患者中應用的臨床試驗研究，總結出可靠的結論。此外，苦參堿治療肝癌的某些機制還不明確，如抑制端粒酶活性、調節宿主免疫功能等方面的研究較少。隨著現代分子技術的飛速發展，可以利用先進的分子技術來了解苦參堿治療肝癌的微觀機制，更合理地評價苦參堿及其衍生物對多種腫瘤疾病的安全性和有效性。