中药单体通过上皮间充质转化抗乳腺癌的研究进展

杜丙秀 张庆镐 曲 鹏

大连大学医学院慢性病研究中心 辽宁 大连 116000

乳腺癌(breastcancer,BC)是全球女性最常见的恶性疾病,近年来其发病率呈现上升趋势。近年来中药单体抗乳腺癌在国内外多有研究,越来越多的中药单体被证明具有抗乳腺癌作用,并进行了其机制研究,而上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymaltransition,EMT)过程是乳腺癌转移重要机制之一,今对中药单体通过EMT抗乳腺癌的研究做一综述如下。

1 引言

乳腺癌是一种常见于女性人群的恶性癌症,具有较高发病率和死亡率,并且给人们的生活带来很大的困扰,现治疗手段主要是利用手术切除,化疗,药物治疗等,国家也采取了措施,比如乳腺筛查,新的积极疗法,减少使用激素,以此降低了死亡率,但乳腺癌依然是人们共同面对的重大挑战。中医中药在治疗乳腺癌方面具有较大潜能,越来越多中药单体被提取分离并通过体外细胞实验证明具有抗乳腺癌作用,中药单体作用于乳腺癌的机制各有不同,其中EMT是一个重要途径。

2 上皮间质转化

EMT是正常胚胎发育所必需的一种生物学过程。在EMT过程中,细胞会失去上皮特性,向成纤维细胞样细胞的形态和功能转变;这种转变会导致细胞间连接的松动和细胞活动性的增加[1,2],同时还会促进原癌细胞转移[3]。EMT已被证明在癌细胞侵袭和转移中起着重要作用,通过EMT,癌细胞最大限度地发挥其生长、迁移、侵袭、转移和抗药性的能力[4]。与EMT有关的生物标志物有E-钙粘蛋白(E-cadherin)、N-钙粘蛋白(N-cadherin)、纤维结合蛋白(Fibronectin)和波形蛋白(vimentin)[4,5]等。其中,上皮标志物E-cadherin和闭合蛋白(claudins)在EMT期间表达降低,间质标志物vimentin、N-cadherin和Fibronectin表达升高。E-cadherin[6]是一种肿瘤抑制蛋白,位于细胞膜上,可改善细胞与细胞之间的粘附性,从而抑制肿瘤转移,且认为E-cadherin表达的下调是癌细胞转移的第一阶段[7]。Snail基因是胚胎发育过程中EMT的重要调控因子,是E-cadherin基因转录的强抑制因子[8]。Twist-2是E-cadherin体外和体内的直接抑制因子[9]。据报道,基质金属蛋白酶家族(MMPs)关键基因MMP9的敲除可导致EMT下调,从而抑制侵袭性乳腺癌细胞的转移和侵袭[10]。在肿瘤进展过程中,EMT是乳腺癌转移的主要机制之一。

3 中药单体通过EMT作用于乳腺癌的运用

目前中药单体通过EMT发挥抗乳腺癌的作用的研究越来越多,不同的中药中所含的单体化合物在这以抗乳腺癌的方式中存在相同和差异的作用靶点。诸如和厚朴酚、木犀草素A、黄芩苷、黄芩素、姜黄素、白花丹素、马钱子碱、党内酯、大黄素、苦参碱、氧化苦参碱、川芎嗪以及五味子乙素等中药单体可通过EMT途径抗乳腺癌细胞的增殖等。通常这些中药单体是以上调上皮标志物的表达,下调间充质标志物的表达来发挥它们的抗乳腺癌作用,部分中药单体作用时还伴随其他信号通路参与。现将其主要作用研究包括在以下几点。

3.1 和厚朴酚 从厚朴中提取的和厚朴酚(Honokiol,HNK))是一种已经被证实的抗癌药物。Wang[11]等人用30和40μmol/L的HNK处理MDA-MB-231,MCF-7和4T1细胞,检测到其细胞内vimentin表达下调,E-cadherin表达上调,另外HNK在12小时到24小时内降低了内源性Snail和Slug的表达水平。HNK通过调节Snail/Slug蛋白翻译来阻断EMT,从而抑制乳腺癌细胞的转移。

3.2 姜黄素 从姜黄根茎中提取的姜黄素在临床上广泛应用于各种炎症性疾病和癌症。Hu[12]等人用30μmol/L的姜黄素处理MDA-MB-231细胞24小时降低了vimentin、Fibronectin和β-catenin的mRNA水平,上调了E-cadherin的mRNA水平,暗示姜黄素抑制乳腺癌可能与调节EMT过程有关。

3.3 马钱子碱 从马钱子中提取的马钱子碱曾被用于癌症的治疗。LI[13]等用马钱子碱处MDA-MB-231和Hs578-T细胞,发现EMT生物标志物vimentin、Fibronectin、MMP-2和MMP-9的蛋白和mRNA表达降低,E-cadherin、β-catenin蛋白和mRNA水平升高,证明马钱子碱可能通过EMT逆转和MMP-2、MMP-9的抑制作用抑制三阴性乳腺癌细胞的转移。

3.4 党内酯 从白术中提取的党内酯(Cdonolacone,CLT)具有抗过敏、抗炎、抗癌、胃保护和神经保护等一系列活性。CLT也可以从党参、金莲花中提取。FU[14]等人发现CLT增强了MDA-MB-231和MDA-MB-468细胞中E-cadherin和CK19的表达,能显著抑制EMT过程中间质标志物N-cadherin和vimentin的表达。阻断转录因子Snail,Slug和twist1的表达,并进行体内成瘤实验,证明CLT在体外和体内都抑制了EMT,还抑制TGF-β信号转导介导EMT抑制。

3.5 大黄素 从掌叶大黄中分离出来的大黄素是一种活性蒽醌衍生物。SONG[15]等人发现大黄素抑制CCL-5和AKT的磷酸化,下调βcatenin、vimentin和snail的表达,上调E-cadherin的表达,认为大黄素通过抑制趋化因子受体5(CCR-5)和EMT相关标记的下游信号通路来抑制癌细胞入侵和迁移。

3.6 苦参碱与氧化苦参碱 从槐属植物中分离出来的苦参碱是一种活性生物碱,具有抗增殖,抗炎、免疫、抗肝纤维化、抗癌等作用。L[16]等人发现苦参碱通过靶向整合素β和EMT来抑制MDA-MB-231和MCF-7细胞的运动。Chen[17]等人发现氧化苦参碱下调MDA-MB-231和4T1细胞中N-cadherin、vimentin和Snail的表达,上调4T1细胞中E-cadherin的表达来逆转MDA-MB-231和4T1细胞的EMT,同时发现氧化苦参碱通过抑制αⅤβ3整/FAK/PI3K/Akt信号转导,有效逆转乳腺癌细胞的EMT。

3.7 川芎嗪 从中药川芎中提取的川芎嗪在近几年被研究发现有抗肿瘤活性。吴腾飞[18]等人发现川芎嗪作用与MDA-MB-231细胞后,可在体内体外对乳腺癌细胞的生长呈抑制作用,并且可以上调E-cadherin,下调N-cadherin,Vimentin和Snail蛋白表达,抑制了EMT过程并抑制PI3K/Akt信号通路的激活。

4 结语

目前中药单体通过EMT的抗乳腺癌作用被越来越多人研究。中药单体抗乳腺癌作用与EMT的抑制有关,因此也可以通过EMT的特点来筛选抗乳腺癌的中药单体。中药单体是从传统中草药里面分离提取的单体化合物,通过实验研究来确定其药理作用,从而开发出低毒高效的新药。各项研究显示出中药单体在体外抗乳腺癌方面具有较大的潜能,其中EMT是一个重要的途径。但目前研究多以体外细胞实验为主,体外实验如小鼠荷瘤实验或临床实验等有待学者进一步研究。