中藥砷劑（三氧化二砷）抗肝癌作用的研究進(jìn)展

1、中藥砷劑（三氧化二砷）抗肝癌作用的研究進(jìn)展         08-05-17 14:58:00     作者：黃贊松    編輯：studa20【摘要】  實(shí)驗(yàn)與臨床研究已證實(shí)中藥砷劑(As2O3)能有效治療急性早幼粒細(xì)胞性白血病，有關(guān)As2O3抗實(shí)體瘤的研究已成為目前抗腫瘤的研究熱點(diǎn)之一，抗肝癌作用的研究報告日益增多，本文參考國內(nèi)外文獻(xiàn)，就As2O3抗肝癌作用的實(shí)驗(yàn)研究和臨床應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。 【關(guān)鍵詞】  三氧化

2、二砷 肝癌 抗肝癌作用 細(xì)胞凋亡Advances in Antihepato Eellular Carcinoma of Arsenic TrioxideAbstract：Clinical trials have demonstrated that arsenic trioxide is effective in the treatment of acute promyelocytic leukemiaBased on this fact，more and more studies have been carried out to study its role in the treatment

3、 of human hepatocarcinoma cells Thus we review overseas and domestic literature and summarize treatment of hepatocellular carcinoma with arsenic trioxide for experiments and clinical studyKey words：Arsenic trioxide；  Hepatocarcinoma;  Antihepatocellular carcinoma；  Cellular apoptosis&

4、#160;   人類最早用于治療惡性腫瘤的化學(xué)藥物可能就是砷劑(三氧化二砷As2O3)， 砷劑是中國傳統(tǒng)中藥砒霜的主要有效成分，長期以來被認(rèn)為是有毒和致癌物，但作為藥物應(yīng)用已有二千四百多年歷史,作為抗腫瘤藥在我國至少有百年的歷史1。近年研究發(fā)現(xiàn)，As2O3對急性早幼粒細(xì)胞性白血病(APL)具有誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用，進(jìn)一步證實(shí)砷劑能夠抑制胃癌、肺癌、前列腺癌、肝癌等實(shí)體瘤的瘤細(xì)胞生長，提示砷劑是廣譜抗腫瘤藥物2。自發(fā)現(xiàn)該藥對腫瘤細(xì)胞有誘導(dǎo)分化和促進(jìn)凋亡作用以來，圍繞其抗癌機(jī)制進(jìn)行了大量的研究，特別是抗實(shí)體腫瘤的研究目前仍是方興未艾，并取得了突破性進(jìn)展。原發(fā)性肝癌是我國最常見的惡

5、性腫瘤之一, 預(yù)后較差, 病死率逐年增高, 是影響我國人民健康的重大疾病，故加強(qiáng)對肝癌的研究具有重大意義3?，F(xiàn)就砷劑抗肝癌作用的基礎(chǔ)與臨床研究進(jìn)行綜述。1  砷劑抗肝癌作用機(jī)制研究1.1  砷劑誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡可能是As2O3 抗肝癌主要作用之一。細(xì)胞凋亡(apoptosis)是多基因調(diào)控的細(xì)胞程序化主動死亡，包括誘導(dǎo)期、效應(yīng)期和降解期。誘導(dǎo)期細(xì)胞接受許多信號發(fā)生多種效應(yīng)，效應(yīng)期受調(diào)控分子作用細(xì)胞主動進(jìn)入程序化死亡，降解期最后可見凋亡結(jié)果。凋亡對機(jī)體保持自身穩(wěn)定，調(diào)控細(xì)胞增殖和腫瘤發(fā)生、預(yù)防及治療有著重要作用，因此促進(jìn)細(xì)胞凋亡是治療腫瘤的有效途徑，能夠改善腫

6、瘤患者的預(yù)后。實(shí)驗(yàn)研究表明，As2O3誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡是多路徑、多靶點(diǎn)的復(fù)雜過程，包括激活Caspase酶，活化凋亡基因，影響巰激酶活性，促進(jìn)融合蛋白降解，作用線粒體膜降低跨膜電位等4 。砷劑引起細(xì)胞凋亡的機(jī)理可能是砷與蛋白質(zhì)和氨基酸分子中的巰基具有較強(qiáng)的親和性，能影響巰基酶的活性或直接與蛋白質(zhì)的巰基結(jié)合，使蛋白質(zhì)滅活，引起細(xì)胞代謝異常，發(fā)生細(xì)胞凋亡5。國外研究報道：As2O3藥物敏感性與凋亡率、藥物效果與腫瘤細(xì)胞凋亡閾值有一定關(guān)系；As2O3通過影響不同基因，實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)多個肝癌細(xì)胞株凋亡的作用。因此As2O3誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡是其抗肝癌作用的重要機(jī)制之一。劉湘國等5 發(fā)現(xiàn)經(jīng)As2O3作用后的BEL-

7、7402細(xì)胞，在瓊脂糖電泳中出現(xiàn)了典型的DNA凋亡條帶，用流式細(xì)胞儀檢測出了典型的凋亡峰，電鏡下觀察到了典型的凋亡細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變：如細(xì)胞核仁消失，染色質(zhì)濃縮、碎裂，聚于核膜邊緣并形成凋亡小體。    有關(guān)砷劑誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的途徑有多種報道。蘇穎等6研究發(fā)現(xiàn)一定濃度As2O3可影響細(xì)胞周期動力學(xué)，使SMMC-7721肝癌細(xì)胞阻滯于G-M期，阻止細(xì)胞有絲分裂，從而延長細(xì)胞周期時間，使細(xì)胞發(fā)生凋亡。王晨龍等7研究認(rèn)為As2O3可能通過啟動凋亡基因bcl家族、caspase-3蛋白表達(dá)、提高細(xì)胞活性氧水平等方面的機(jī)制而促使肝癌細(xì)胞凋亡。細(xì)胞凋亡相關(guān)基因的表達(dá)水平改變也是

8、As2O3誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡的主要途徑之一。張霞等8研究發(fā)現(xiàn)As2O3在誘導(dǎo)SMMC-7721肝癌細(xì)胞發(fā)生凋亡的同時，p21蛋白表達(dá)水平增高，而抑制細(xì)胞凋亡的基因cyclin D1，cyclin A蛋白表達(dá)水平明顯下降。吳順華等9提出As2O3下調(diào)抑凋亡基因Bc1-2，增加促凋亡基因Bax的表達(dá)以及改變兩者之間的比例，促使促凋亡基因Fas基因的表達(dá)增強(qiáng)，促進(jìn)其凋亡。而李江濤等10認(rèn)為bax基因與細(xì)胞凋亡有關(guān)，Bcl-2與As2O3誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡過程無關(guān)。熱休克蛋白的改變在細(xì)胞凋亡中也起一定作用，張宇陽等11研究發(fā)現(xiàn)As2O3，作用于BEL-7402細(xì)胞后，細(xì)胞應(yīng)激產(chǎn)生Hsp70和Hsp40，二

9、者形成復(fù)合體，可以防止細(xì)胞凋亡；但As2O3同時又刺激Hspl05 B的大量表達(dá)，后者對Hsp40和Hsp70復(fù)合體進(jìn)行負(fù)向調(diào)節(jié)，使細(xì)胞向凋亡方向發(fā)展。目前有關(guān)As2O3 促肝癌細(xì)胞凋亡的機(jī)制報道較多，實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在較大差異，哪種機(jī)制起主要作用，是否多種機(jī)制共同參與 ，還有待進(jìn)一步研究。1.2  砷劑抑制肝癌細(xì)胞的增殖細(xì)胞生長周期有G1/S和G2/M 兩個轉(zhuǎn)換限制點(diǎn)，其中G1/S轉(zhuǎn)換決定細(xì)胞周期時間。細(xì)胞周期素cyclinD1，激酶CDK4 和P16，Rb等CDK抑制蛋白在G1/S轉(zhuǎn)換調(diào)控中起重要作用，CDK4 與cyclinD1 結(jié)合而被激活，使Rb蛋白磷酸化，促進(jìn)E2F等轉(zhuǎn)錄因子釋

10、放，結(jié)果G1/S轉(zhuǎn)換促進(jìn)因子表達(dá)增加，細(xì)胞通過G1/S限制點(diǎn)進(jìn)入S期。砷劑能夠影響細(xì)胞周期兩個轉(zhuǎn)換限制點(diǎn)G1/S和G2/M，抑制肝癌細(xì)胞增殖。任瑋瑋等12研究As2O3對肝癌BEL-7402細(xì)胞生長作用時發(fā)現(xiàn)，在0.52.0molL As2O3作用下，肝癌細(xì)胞BEL-7402的生長受到抑制，且有時間和劑量依賴性。隨著As2O3 濃度的增加，其對BEL-7402細(xì)胞的生長抑制作用越明顯，產(chǎn)生作用所需時間也越短。Makoto等13研究As2O3對SK-Hep-1，Hep-G2， HuH7肝癌細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，As2O3對3種肝癌細(xì)胞均有抑制作用，且呈時間-劑量依賴關(guān)系，尤其對HuH7肝癌細(xì)胞抑制作用較強(qiáng)，

11、在2.0 molL As2O3時抑制率達(dá)50以上。劉駿達(dá)等14研究認(rèn)為As2O3對肝癌細(xì)胞線粒體跨膜電位m 的損傷可能是其引起肝癌細(xì)胞的增殖抑制和凋亡的作用機(jī)制之一。1.3  砷劑抑制血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的生成腫瘤血管生成是腫瘤惡性生長、浸潤和轉(zhuǎn)移的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)，且與預(yù)后密切相關(guān)。血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)是作用最強(qiáng)、特異性最高的可溶性血管增生因子，廣受重視。國內(nèi)外研究表明VEGF與肝癌生長關(guān)系密切，可作為一項(xiàng)反映肝癌復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移潛能的生物學(xué)指標(biāo)。腫瘤組織中，由于內(nèi)皮和血管生成障礙，使腫瘤細(xì)胞缺少營養(yǎng)和氧氣供給，生長變緩，直至凋亡和壞死，腫瘤新生血管能夠提供豐富的營養(yǎng)來滿足腫瘤細(xì)

12、胞迅速生長的需要，因此腫瘤內(nèi)皮和血管生成可促進(jìn)細(xì)胞增殖。研究發(fā)現(xiàn)砷劑能夠抑制腫瘤新生血管形成，直接誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞和白血病細(xì)胞凋亡，或者干擾兩者間互相促進(jìn)的環(huán)式作用，以劑量及時間依賴方式，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，使細(xì)胞血管生成因子(VEGF)表達(dá)下降，最終腫瘤細(xì)胞生長受抑。國外學(xué)者報道：As2O3作用于肝癌細(xì)胞，使VEGF和bcl-2表達(dá)降低，誘發(fā)癌細(xì)胞凋亡。國內(nèi)文獻(xiàn)顯示在大鼠肝癌移植瘤As2O3治療中，可見細(xì)胞VEGF合成減少，腫瘤血管生成障礙，腫瘤細(xì)胞增殖受抑，中劑量As2O3效果顯著且無不良反應(yīng)15。華海清等16的雞胚尿囊膜實(shí)驗(yàn)研究表明：無論是正常雞胚絨毛尿囊膜的血管生長還是接種腫瘤細(xì)胞后的血管生

13、長， As2O3均有較顯著的抑制作用，且療效略優(yōu)于目前認(rèn)為有抗腫瘤血管形成作用的國家一類新藥人參皂苷 ，其抑制腫瘤血管形成可能是通過抑制VEGF的表達(dá)和破壞內(nèi)皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)的。崔永安等17研究表明SMMC-7721肝癌細(xì)胞未加藥組，VEGF基因表達(dá)較強(qiáng)(+)，經(jīng)As2O3，作用后VEGF表達(dá)受到抑制。說明As2O3 通過下調(diào)VEGF的表達(dá)，影響VEGF的信號通路來抑制腫瘤血管形成，控制腫瘤細(xì)胞的生長。1.4  砷劑抑制端粒酶活性端粒酶與腫瘤發(fā)生發(fā)展的密切關(guān)系已經(jīng)使其成為當(dāng)今腫瘤防治領(lǐng)域最受重視的新靶點(diǎn)之一。端粒酶是細(xì)胞增生所必須的，端粒酶在腫瘤細(xì)胞中起重要作用，其功能是添加重

14、復(fù)序列于DNA端粒末端，促進(jìn)癌細(xì)胞無限增生。Kobayashi等18發(fā)現(xiàn)端粒酶在原發(fā)性肝癌組織中的陽性率明顯高于癌旁組織。任瑋瑋等19研究發(fā)現(xiàn)0.5mol/L As2O3作用于BEL-7402細(xì)胞時，可顯著抑制其端粒酶的活性，而對于SMMC-7721肝癌細(xì)胞則需較高濃度(1.02.0mol/L)才能抑制其端粒酶活性。并指出As2O3對這兩種細(xì)胞的差異性是由于兩種細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽(GSH)含量不同所致。樓芳等20通過研究也發(fā)現(xiàn)經(jīng)As2O3作用后的肝癌細(xì)胞株SMMC-7721和QGY-770肝癌細(xì)胞的端粒酶活性顯著降低，端粒酶活性抑制程度存在時間量效關(guān)系。1.5  提高機(jī)體的細(xì)胞免疫功能抗

15、腫瘤免疫效應(yīng)一般以細(xì)胞免疫為主，淋巴細(xì)胞亞群是機(jī)體的主要抗腫瘤免疫細(xì)胞，它不僅直接介導(dǎo)細(xì)胞免疫功能，而且對機(jī)體免疫的調(diào)節(jié)起關(guān)鍵作用。一般認(rèn)為CD8 T細(xì)胞(細(xì)胞毒T細(xì)胞)在殺傷腫瘤細(xì)胞中起主要作用，CD4 T細(xì)胞(輔助T細(xì)胞)在腫瘤免疫中起重要的輔助作用，CD4+/CD8+比值可直接反應(yīng)出機(jī)體的細(xì)胞免疫功能狀態(tài)。唐印華等21研究證實(shí)As2O3能提高肝癌小鼠的CD4+含量和CD4/CD8 的比值，從而能夠改善和提高機(jī)體的細(xì)胞免疫功能。1.6  砷劑逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥性多藥耐藥是臨床化療治療惡性腫瘤面臨的一個棘手問題，如何逆轉(zhuǎn)惡性腫瘤的多藥耐藥性成為近年來抗惡性腫瘤的研究熱點(diǎn)，而尋找多藥耐

16、藥逆轉(zhuǎn)劑被作為逆轉(zhuǎn)多藥耐藥性的主要突破口。研究發(fā)現(xiàn)As2O3具有體外逆轉(zhuǎn)人肝癌細(xì)胞多藥耐藥性的作用，可能與下調(diào)MDR1表達(dá)、增加細(xì)胞內(nèi)藥物積累有關(guān)。李賀等22研究As2O3逆轉(zhuǎn)人肝癌細(xì)胞多藥耐藥性的作用時發(fā)現(xiàn)As2O3在0.25 mg/L 劑量以下時對HepG2和HepG2/ADM耐藥細(xì)胞株的抑制率均小于15，半數(shù)抑制率(IC50)分別為1.02和1.34 mg/L，無細(xì)胞毒劑量0.2 mg/L的As2O3能部分逆轉(zhuǎn)HepG2/ADM細(xì)胞對阿霉素、順鉑(CDDP)、絲裂霉素(MMC)、5-氟尿嘧啶(5-FU)的耐藥性，逆轉(zhuǎn)倍數(shù)分別為2.92，3.09，2.13 ,2.60倍。同時無細(xì)胞毒劑量0

17、.2 mg/L的As2O3 能使HepG2/ADM細(xì)胞內(nèi)阿霉素濃度明顯增加 MDR1表達(dá)下降。2  砷劑抗肝癌作用的實(shí)驗(yàn)研究    國內(nèi)已有砷劑抗肝癌的動物研究報道。覃筱燕等23研究表明：低，中濃度As2O3治療肝癌實(shí)體瘤小鼠的瘤體重量明顯減小，抑瘤率分別達(dá)：39.3 和24.4 ，與對照組相比有顯著差異(P<001和P<0.05)；高濃度As2O3，治療肝癌實(shí)體瘤小鼠的瘤體重量減小不明顯，與對照組相比無顯著差異(P>0.05), 同時發(fā)現(xiàn)治療量的As2O3對骨髓造血功能無抑制作用。Hong等24研究發(fā)現(xiàn)As2O3，劑量在2.5 mg/

18、kg時對小鼠肝癌腫瘤的抑制率第5天53.42，5 mg/kg劑量時對小鼠肝癌腫瘤的抑制率第5天79.18，第l0天96.58，兩組小鼠用藥后均未出現(xiàn)肝腎功能損害，也無血象的異常改變， AFP在用藥后明顯下降。Bing等25研究表明應(yīng)用As2O3 治療肝癌實(shí)體瘤小鼠的瘤體重量明顯減輕，特別是As2O3劑量在1 mg/kg劑量時(P<0.01)；并證實(shí)在1 mg/kg量時肝癌細(xì)胞生長受到明顯抑制，肝癌細(xì)胞出現(xiàn)廣泛凋亡，G0/G1期腫瘤細(xì)胞明顯增多，VEGF表達(dá)降低等改變。目前有關(guān)As2O3 抗肝癌實(shí)體瘤的實(shí)驗(yàn)研究不是很多，現(xiàn)有資料表明，As2O3 確實(shí)能抑制肝癌腫瘤的生長，但何種劑量能最有效抑制肝癌生長，且不引起嚴(yán)重毒副反應(yīng)，尚無統(tǒng)一認(rèn)識，還有待進(jìn)一步研究。3  砷劑聯(lián)合抗腫瘤藥物的協(xié)同作用研究    有研究表明砷劑與抗腫瘤藥合用有協(xié)同作用，如As2O3與腫瘤壞死因子聯(lián)合應(yīng)用對抑制肝癌細(xì)胞HepG2細(xì)胞的增殖有協(xié)同作用。宋鐵芳等26研究發(fā)現(xiàn)單用As2O3及As2O3加rhTNF-組均可抑制肝癌細(xì)胞HepG2細(xì)胞的增殖，且抑制作用隨濃度的升高和作用時間的延長而增強(qiáng)。但單用rhTNF-a培養(yǎng)初期(24 h內(nèi))有短暫的促HepG2生長的