天花粉蛋白抗腫瘤

天花粉蛋白抗腫瘤

【關(guān)鍵詞】天花粉蛋白；抗腫瘤；抗病毒；免疫調(diào)節(jié)

天花粉蛋白是從葫蘆科科植物栝蔞的塊根中分離純化得到的一種堿性蛋白，屬于Ⅰ型核糖體失活蛋白。TCS成熟肽是由247個氨基酸殘基組成，分子量約24000，pⅠ=，為不含糖的單鏈核糖體失活蛋白。天花粉蛋白一直以來多用于引產(chǎn)臨床治療婦科疾病，如宮外孕，葡萄胎，絨癌等。另外，因其具有N2糖苷酶活性,能水解真核細(xì)胞核糖體的28SrRNA的4324位上的腺苷酸的N-C糖苷鍵,使核糖體不可逆失活,從而抑制蛋白質(zhì)的合成,使得其應(yīng)用范圍已涉及抗腫瘤、抗病毒,免疫調(diào)節(jié)等方面。鑒于其越來越重要的研究地位，本文將對其作用機(jī)制展開綜述，為天花粉蛋白的進(jìn)一步研究和臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1治療婦科疾病

天花粉自古在民間用來墮胎和治療胞衣不下，其有效成分TCS不但可以用于引產(chǎn)，還能治療葡萄胎，宮外孕，死胎，過期流產(chǎn)等婦科疾病。其原理是TCS可迅速引起胎盤的滋養(yǎng)層細(xì)胞變性壞死，壞死細(xì)胞的崩解碎片充斥在絨毛間隙，導(dǎo)致了血循環(huán)障礙，然后加速了絨毛組織退化壞死，造成胎兒死亡；同時，TCS引起的滋養(yǎng)葉細(xì)胞壞死,導(dǎo)致HCG和甾體激素迅速降低,絨毛及蛻膜組織變性及進(jìn)一步壞死,激發(fā)內(nèi)源性前列腺素的合成與釋放,繼而觸發(fā)宮縮、誘發(fā)流產(chǎn)［1］。

2抗腫瘤

腫瘤是全世界范圍內(nèi)死亡率最高的疾病之一，目前的各種治療手段，效果不甚令人滿意。在世界范圍內(nèi)，中草藥在抗腫瘤的研究中越來越受關(guān)注。近年來通過對天花粉蛋白結(jié)構(gòu)和功能的深入研究，發(fā)現(xiàn)其對腫瘤也具有抑制作用,現(xiàn)就天花粉蛋白抗腫瘤的作用機(jī)制綜述如下。

抑制腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡凋亡是細(xì)胞在正常發(fā)展過程中或做出應(yīng)激反應(yīng)時表現(xiàn)出的生理性死亡過程。Caspase-3是這個死亡程序的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。研究人員發(fā)現(xiàn)天花粉蛋白可以通過抑制PKC和激活Caspase途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。李潔等［2］將天花粉蛋白作用于人慢性髓性白血病細(xì)胞株K562，然后分別觀察了PKC和Caspase-3的激活劑和抑制劑的狀態(tài)與細(xì)胞凋亡的關(guān)系，得出TCS是通過抑制PKC和激活Caspase-3來誘導(dǎo)K562細(xì)胞凋亡。李潔等［3］還進(jìn)一步對天花粉蛋白誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡進(jìn)行了研究。他們把TCS作用于白血病HL-60細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)首先Caspase-9依賴的線粒體途徑和Caspase-4依賴的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力激發(fā)途徑被激活，接著依賴Caspase-9和Caspase-4的Caspase-8被激活，以上一系列級聯(lián)反應(yīng)最終直接或間接激活Caspase-3途徑，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

周欣陽等［4］觀察了天花粉蛋白對黑色素瘤凋亡的影響，結(jié)果顯示，天花粉蛋白可使黑色素瘤B-16細(xì)胞內(nèi)Ca2+，NO,ROS增加。Ca2+可以激活鈣依賴性酶活性和蛋白激酶PKC，引起離子通道改變G蛋白磷酸化，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。NO增加，可抑制三羧酸循環(huán)，使ATP產(chǎn)生減少或可直接抑制線粒體呼吸，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ATP水平降低，從而誘導(dǎo)B-16細(xì)胞凋亡。ROS作為細(xì)胞內(nèi)第2信使,在細(xì)胞內(nèi)酶的激活、細(xì)胞生長和分化及細(xì)胞凋亡中起著非常重要的作用。

Bcl-2基因家族在程序性細(xì)胞死亡的調(diào)控方面具有十分重要的作用，其結(jié)構(gòu)中包含一個可以控制其表達(dá)水平的轉(zhuǎn)錄因子-CREB。王平等［5］的研究發(fā)現(xiàn)CREB介導(dǎo)的單信號途徑調(diào)控Bcl-2的表達(dá)，TCS能夠通過抑制CREB的活性從而降低Bcl-2的表達(dá)，最終使hela細(xì)胞凋亡。王平實(shí)驗(yàn)小組［6］又對TCS抑制細(xì)胞增殖的信號途徑進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TCS抑制Hela細(xì)胞增殖與細(xì)胞內(nèi)cAMP水平有關(guān)，它可以通過PKA介導(dǎo)的PKC/MAPK信號途徑來抑制Hela細(xì)胞增殖。

巨噬源性的NO被認(rèn)為是T細(xì)胞增殖強(qiáng)烈的抑制劑。低濃度的NO可以促進(jìn)細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡。機(jī)體內(nèi)細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡處于一種平衡狀態(tài)，NO的升高恰好打破這個平衡，抑制了細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡［7］。

抑制腫瘤細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成TCS能抑制真核細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成，因而抑制細(xì)胞生長。天花粉蛋白是RNAN-糖苷酶型的核糖體失活蛋白，作用于核糖體大亞基rRNA中A4324特定位點(diǎn)，專一性的使真核細(xì)胞的核糖體失活，而阻斷其蛋白質(zhì)合成［8］。

對自然殺傷細(xì)胞及紅細(xì)胞免疫功能的作用實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，天花粉蛋白在6mg/kg和12mg/kg劑量時能明顯促進(jìn)小鼠NK細(xì)胞殺傷活性，提示TCS可通過促進(jìn)小鼠NK細(xì)胞活性提高機(jī)體免疫力，從而增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤能力。另有報(bào)道稱TCS可使血液腫瘤患者的紅細(xì)胞免疫黏附功能明顯上升，其機(jī)理是天花粉蛋白與紅細(xì)胞膜上的糖蛋白受體結(jié)合激活紅細(xì)胞C3b受體活性［8］。

對細(xì)胞因子及補(bǔ)體的作用白細(xì)胞介素在介導(dǎo)機(jī)體腫瘤免疫中發(fā)揮著重要作用。白細(xì)胞介素-2具有廣譜的免疫增強(qiáng)活性,可誘導(dǎo)T、B細(xì)胞的增殖和分化,可促進(jìn)細(xì)胞毒性T細(xì)胞的前體細(xì)胞分化為細(xì)胞毒性T細(xì)胞,并增強(qiáng)其殺傷效應(yīng),還可促進(jìn)NK細(xì)胞的功能及釋放干擾素。白細(xì)胞介素-6能誘導(dǎo)B細(xì)胞分化,促進(jìn)漿細(xì)胞分泌免疫球蛋白,增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。另有報(bào)道稱TCS可通過替代途徑激活補(bǔ)體系統(tǒng)，這個過程中TCS被分解成的兩個羥胺片段依然具有激活補(bǔ)體的作用，并能明顯提高補(bǔ)體介導(dǎo)的免疫復(fù)合物溶解能力，起到抗腫瘤作用。

3抗病毒

天花粉蛋白作為一種單鏈核糖體失活蛋白只有活性鏈而無細(xì)胞結(jié)合鏈，只能選擇性的進(jìn)入病毒感染的異常細(xì)胞內(nèi)，對正常細(xì)胞毒性很小，極具臨床應(yīng)用價(jià)值。TCS除對多種植物病毒有效以外，體外實(shí)驗(yàn)表明它還可以抑制流感病毒，乙腦病毒，科薩奇病毒，麻疹病毒，單純皰疹病毒，脊髓灰質(zhì)炎病毒，肝炎病毒及腺病毒以及T淋巴細(xì)胞內(nèi)HIV病毒的復(fù)制［9］。對單核、巨噬細(xì)胞內(nèi)的HIV也有抑制作用［10］。陳光福等［11］進(jìn)行了TCS對單純皰疹病毒-1DNA復(fù)制的影響的研究，結(jié)果顯示天花粉蛋白對體內(nèi)外HSV-1DNA復(fù)制有抑制作用。其作用機(jī)制可能與抑制病毒DNA聚合酶或具有核酸內(nèi)切酶活性有關(guān)。黃海等［12］研究了天花粉蛋白對HSV-1感染的細(xì)胞的作用，發(fā)現(xiàn)HSV-1感染的細(xì)胞內(nèi)P38MAPK和Bcl-2增加，而TCS可以抑制此二者的增加，從而影響病毒復(fù)制。

天花粉蛋白的抗HIV作用一直是人們關(guān)注和研究的重點(diǎn)。天花粉蛋白可抑制HIV活性,它的抗HIV作用主要表現(xiàn)在:抑制受HIV感染的細(xì)胞合成HIV復(fù)制所需要的酶及蛋白質(zhì),從而干擾HIV的復(fù)制；能選擇性的殺死受HIV感染的細(xì)胞,從而降低機(jī)體的感染程度,并且不易產(chǎn)生抗藥性［13］。TCS的抗HIV活性機(jī)制很可能包含了對絲裂原活化蛋白激酶信號通路下游蛋白的參與,因?yàn)閏-Jun蛋白激酶抑制劑可以中和天花粉蛋白的抗HIV活性［14］。同時TCS還可有效引起HIV-1感染細(xì)胞的凋亡［15］。McGrath等發(fā)現(xiàn)TCS對抑制單核巨噬細(xì)胞內(nèi)HIV復(fù)制特別有效，其原因可能是TCS能選擇性地和HIV感染的巨噬細(xì)胞相結(jié)合并被攝入胞內(nèi)之故。Ferrari等發(fā)現(xiàn),TCS能夠抑制合胞體的生成,從而抑制HIV的復(fù)制。王媛媛等［16］報(bào)道了關(guān)于TCS增加HIV感染細(xì)胞凋亡的行為。其通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明TCS抗病毒活性是通過誘導(dǎo)凋亡實(shí)現(xiàn)的。上海細(xì)胞所的研究小組通過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),天花粉蛋白能與人體細(xì)胞表面的趨化因子受體相互作用,并導(dǎo)致一系列的細(xì)胞反應(yīng),從而達(dá)到抑制HIV病毒的作用［9］。王建華等［15］的研究表明天花粉蛋白抗HIV-1的特性與其核糖體失活活性有關(guān)。核糖體失活蛋白可誘導(dǎo)HIV-1細(xì)胞凋亡，誘發(fā)活性氧的產(chǎn)生及抑制HIV-1整合酶，從而起到抗HIV的作用。

4免疫調(diào)節(jié)

天花粉蛋白對人體免疫系統(tǒng)具有增強(qiáng)和抑制兩方面的作用。目前對其機(jī)理做了如下一些研究。周宏等［17］進(jìn)行的關(guān)于天花粉蛋白的研究表明TCS可以通過激活I(lǐng)L-4/IL-10分泌性T細(xì)胞來誘導(dǎo)HLA相關(guān)的免疫抑制。周曉蓉等［18］進(jìn)行的研究說明天花粉蛋白是通過抗原提呈依賴方式誘導(dǎo)免疫抑制的。樹突狀細(xì)胞是最有效的抗原提呈細(xì)胞，源于樹突狀細(xì)胞的IL-10啟動此免疫抑制。周蕓等［19］還通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)TCS針對體外人體淋巴細(xì)胞增殖的免疫機(jī)制是由CD8Tc2細(xì)胞介導(dǎo)的。

TCS對T淋巴細(xì)胞的增殖具有顯著的抑制作用。其作用機(jī)制可能是TCS作用于核糖體,阻滯蛋白質(zhì)的合成,導(dǎo)致免疫細(xì)胞不能增殖。李芳等的實(shí)驗(yàn)表明,天花粉蛋白可以抑制同種異體抗原和CD3單抗經(jīng)由TCR/CD3復(fù)合結(jié)構(gòu)所介導(dǎo)的T細(xì)胞活化途徑,并檢出其中胞漿鈣離子濃度及PKC轉(zhuǎn)位變化,而對PMA等PKC活化的作用途徑無效,由此明確提示天花粉蛋白是通過干擾TCR/CD3信號傳導(dǎo)途徑發(fā)揮免疫抑制作用［20］。另有學(xué)者認(rèn)為,TCS是通過作用于抗原提呈細(xì)胞來誘導(dǎo)免疫抑制的。王保龍等［21］用低劑量的TCS小鼠各增殖系統(tǒng)，分析結(jié)果低劑量TCS對可溶性抗原OVA誘發(fā)的T增殖具有強(qiáng)烈的抑制作用,對ConA增殖系統(tǒng)抑制較弱;而對CD3聯(lián)合CD28McAb及IL-2增殖系統(tǒng)的T細(xì)胞增殖幾乎無抑制作用。這一現(xiàn)象與4個增殖系統(tǒng)所需的APC量相平行,表明TCS對T細(xì)胞增殖的抑制依賴于APC的參與。天花粉蛋白還可通過改變不同功能的免疫調(diào)節(jié)T細(xì)胞的比例，以增強(qiáng)體液免疫功能，還可通過增大T淋巴細(xì)胞膜上電壓依賴性鉀離子通道電流強(qiáng)度及促進(jìn)PBMC分泌IL-2和IL-6，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能［22］。另外,TCS對T淋巴細(xì)胞的分化具有一定的誘導(dǎo)作用,它能通過影響巨噬細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的格局,來誘導(dǎo)功能性T細(xì)胞亞群向Th2方向分化［23］。

5問題及展望

綜上所述，天花粉蛋白具有治療婦科疾病、抗腫瘤、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)等生物學(xué)作用，其大部分作用機(jī)制尚不完全明確，現(xiàn)在所進(jìn)行的研究都處于探索階段。我國是舉世公認(rèn)的天然藥物大國,用中草藥治病歷史悠久,所以在中草藥中篩選新藥具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。作為一種植物蛋白，有廉價(jià)、易獲得、生物作用廣泛等特點(diǎn)，使其具有了良好的研究前景及實(shí)用價(jià)值。但天花粉蛋白本身具有抗原性，以及在人體內(nèi)半衰期較短［10］,提取效率低等特點(diǎn)，都限制了它的推廣應(yīng)用。機(jī)制的研究是從根本上解決這些問題的關(guān)鍵，本課題對天花粉蛋白的作用機(jī)制做出綜述，將為天花粉蛋白機(jī)制的進(jìn)一步研究及其開發(fā)和臨床應(yīng)用提供有利的依據(jù)。新晨范文網(wǎng)：

【參考文獻(xiàn)】

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