卵巢癌耐药问题有新解,中医药逆转大肠癌多药

2019-11-22 13:29栏目:生命科学
TAG:

探究卵巢癌的耐药机制,寻找有效的靶点和药物,提高卵巢癌细胞对化疗药物的敏感性,对于改善治疗和提高卵巢癌患者的5年生存率具有重要意义。

大肠癌是临床常见的消化道恶性肿瘤之一,包括结肠癌和直肠癌。大肠癌是高度异质性的恶性肿瘤,具有高发病率、致死率和低生存率。据全球肿瘤患者数据统计显示,全球男性大肠癌发病率和病死率分别位居第3位和第4位,女性分别居第2位和第3位。早期大肠癌患者的5年生存率可高达92%,而进展期的大肠癌患者的5年生存率仅为7%。目前临床治疗大肠癌以手术和化疗为主。但几乎所有临床大肠癌化疗患者会产生肿瘤的多药耐药。MDR是指肿瘤的耐药性由一种药物诱发,并且对其他结构和功能无关的一系列化疗药物甚至患者从未使用过的药物也具有耐药性,即发生交叉耐药的现象。在这个过程中涉及的蛋白称为多药耐药蛋白(MDR proteins)。MDR是导致大肠癌化疗失败和复发的主要原因之一。因此防治大肠癌转移及耐药,提高大肠癌患者5年生存率,是亟待解决的问题。近年来对大肠癌MDR的机制有了进一步研究,中医药对大肠癌MDR的逆转取得了较好的效果,并广泛探究了其逆转的具体机制途径。本文对中医药逆转大肠癌MDR的进展进行综述如下。1 大肠癌MDR产生机制大肠癌MDR的生物学机制较复杂,具有多基因、多阶段及多因素的特性。常与以下一个或多个机制相关。1.1 抑制细胞凋亡大肠癌组织或细胞中促细胞凋亡基因的缺失和抗细胞凋亡基因(Survivin、BCL-2等)的过度表达,可抑制肿瘤细胞发生凋亡。另外肿瘤凋亡相关因子如核因子NF-κB、肿瘤坏死因子等也可引起肿瘤细胞MDR。结直肠癌组织中NF-κB表达的阳性率明显高于正常结直肠黏膜,差异有统计学意义。1.2 诱导DNA修复机制肿瘤细胞可通过激活自身的DNA修复机制,修复许多抗肿瘤药物损伤的DNA,产生耐药性。研究表明,DNA多功能修复中心可以参与多种常规的DNA修复途径,但在肿瘤中改变频繁。多功能的DNA修复通路的缺陷是肿瘤治疗的理想靶点,可以成为靶向治疗肿瘤制定个性化治疗方案的目标。研究显示,结直肠癌中DNA错配修复蛋白MLH1、MSH2、MSH6和PMS2高表达,且与肿瘤的分化程度和部位有关。1.3 改变药物靶点DNA拓扑异构酶Ⅱ与肿瘤多药耐药密切相关。TopoⅡ的活性降低、含量减少、或基因突变,使化疗药物的靶点减少,肿瘤细胞对化疗药物敏感性降低,导致MDR的产生。安海莲等研究显示,在结直肠癌中的阳性表达率为43.3%,耐药率为75%,提示结直肠恶性肿瘤对TopoⅡ蛋白存在广泛的耐药性。1.4 降低药物的吸收谷胱甘肽S-转移酶是一组多功能的药物代谢酶,与谷胱甘肽结合参与细胞内解毒。一方面GST与铂类等亲脂性细胞毒化疗药物结合,增强水溶性并把化疗药物产生的过氧化物还原为无毒物质,促进其排泄降低药物有效浓度。另一方面,谷胱甘肽S -转移酶P1能使亚硝基脲类药物去亚硝基,抑制烷化剂类药物引起的肿瘤细胞DNA交联,降低化疗药抗肿瘤效力,从而产生耐药性。GST-π是谷胱甘肽转移酶GSTs基因家族成员之一,其与恶性肿瘤的关系密切。研究显示,GST-π在大肠癌组织的表达率高于肿瘤旁组织及正常组织,差异有统计学意义,且与组织学类型有关,在高、中分化腺癌中的表达高于低分化腺癌。1.5 药物外排泵表达水平增高MDR的肿瘤细胞对广谱抗肿瘤药物产生耐药性,敏感度低是导致化疗失败的重要因素。其主要机制是通过降低肿瘤细胞内药物蓄积,使药物外排泵表达水平增高。这种经典的多药耐药机制常被认为是ATP结合盒ABC超家族成员膜转运蛋白(ABC transporters)表达升高,介导肿瘤细胞毒性药物外排。目前,P-糖蛋白和多药耐药相关蛋白的分子机制被广泛研究。结直肠癌中P-gp的mRNA及蛋白的表达偏高,在缺氧条件下更显著。此外,肺耐药相关蛋白和乳腺癌多药耐药相关蛋白在肿瘤耐药中起着重要的作用。大肠癌细胞分化越差, 恶性程度越高,MRP和LRP的阳性表达越明显, 化疗疗效越差。LRP可以介导铂类药物的耐药,检测大肠癌中LRP的表达能够预测大肠癌细胞对铂类药物的耐药及化疗效果。随着肿瘤全基因组测序技术及表观遗传学测序组学技术的发展,有观点认为可从表观遗传学的角度阐述MDR的机制, 认为肿瘤细胞耐药不仅与基因突变有关,染色质的重塑、DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控的异常也可引起MDR。2 大肠癌MDR相关通路研究发现一些信号通路也参与大肠癌MDR的形成。2.1 PI3K/Akt通路磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信号通路是抑制凋亡的经典信号通路,有化疗耐药和放疗抗拒作用。转录因子蛋白家族NF-κB是PI3K/Akt信号通路下游的核转录因子。研究者在直结肠癌中发现NF-κB的激活, 引起P-gp过表达从而导致MDR。PI3K信号通路特异性的抑制剂作用于人结肠癌奥沙利铂耐药细胞株HCT-116/L-OHP后可能通过阻断该途径,而增强耐药细胞对化疗药物的敏感性。2.2 Notch-1信号通路Notch-1作为肿瘤基因时可维持结肠癌细胞的增殖和未分化状态。Notch-1信号通路与肿瘤耐药密切相关。Notch-1受体在多种肿瘤包括结肠癌中均有表达,通过促进EMT、调节miRNA等途径,导致MDR。Notch-1受体与结肠癌的化疗敏感性具有相关性,用Notch-1通道阻断剂γ分泌酶抑制剂下调或抑制Notch-1信号能增加结肠癌细胞对化疗的敏感性,高表达Notch1-ICD可提高结肠癌细胞对化疗的抵抗性。2.3 C-Jun氨基末端信号通路c-Jun氨基末端激酶是一类在中枢神经系统和周边神经系统中发挥重要作用的调节蛋白。研究发现抑制JNK信号转导途径可以降低P-gp的蛋白质表达,从而逆转人结肠癌多药耐药细胞MDR。2.4 丝裂原活化蛋白激酶信号通路丝裂原活化蛋白激酶信号通路分为细胞外信号调节激酶、c-Jun氨基末端激酶、p38丝裂原活化蛋白激酶、ERK/5大丝裂素活化蛋白激酶,均与MDR有关。此外,STAT3、Wnt、PTEN、ERK等多种信号通路与大肠癌MDR均有一定关联。3 中医药逆转大肠癌MDR现状中医药逆转大肠癌MDR的机制多从对肿瘤细胞凋亡及耐药相关基因、蛋白及因子的调节等方面进行阐释。3.1 中药复方逆转大肠癌MDR的研究中医药可联合化疗药物或者单独使用逆转大肠癌MDR。近年对中药复方逆转大肠癌MDR的研究较中药提取物多,部分复方如健脾解毒方、肠胃清等已有较广泛研究,近期又有了不同逆转耐药机制的研究成果。同时,又对新的逆转耐药复方如益气复生方等进行了探索研究。3.1.1 效方肠胃清方由黄芪、党参、白术、八月札、薏苡仁、野葡萄藤等组成,具有健脾理气、化湿解毒的功效。把人大肠癌耐长春新碱细胞株HCT8/VCR进行裸鼠皮下接种,采用苏木精-伊红染色法和末端转移酶标记技术观察裸鼠移植瘤的病理改变及凋亡指数,结果显示肠胃清联合化疗组凋亡指数最高,肠胃清在一定程度上能诱导结肠癌细胞凋亡,与化疗药有协同作用。7.5%肠胃清药物血清联合奥沙利铂对人结肠癌奥沙利铂耐药细胞HCT116/L-OHP细胞的耐药指数达2.74。健脾解毒方由生黄芪、生白术、党参、猪苓、八月札、薏苡仁、野葡萄藤、红藤组成,具有健脾益气解毒的作用。其联合化疗药物后可逆转HCT-8/V细胞对VCR的耐药,提高HCT-8/V细胞G1期细胞比例,降低S期细胞比例,抑制多药耐药细胞的增殖周期。并可通过减少耐药肿瘤细胞内Akt磷酸化,从而降低P13K/Akt信号通路活性,逆转MDR-1,从而使VCR对大肠癌细胞的敏感性增强。益气复生方由党参、黄芪、茯苓、炒白术、肉豆蔻、八月札、沙棘、苦豆子、红豆杉组成, 是在以中医“顾护胃气”为理论指导,为临床治疗大肠癌的经验方。隋华等研究显示,益气复生方可以抑制人肠癌皮下移植瘤的生长,延长荷瘤裸鼠的生存期,诱导肿瘤细胞凋亡,并可通过增加5-氟尿嘧啶在肿瘤组织内积聚,增强化疗药物在大肠癌裸鼠体内的抑瘤效果。至真方由黄芪、女贞子、薏苡仁、制香附、石见穿、野葡萄藤、藤梨根等组成,有健脾补肾、活血通络、解毒散结的作用。其含药血清对人HCT-8/VCR细胞生长有明显增殖抑制作用,在一定条件下呈时间、浓度依赖性,并可诱导HCT-8/V细胞凋亡。芪竹方由炙黄芪、玉竹等药物组成,具有益气养阴、化痰祛瘀、清热解毒的作用。其浸提液和含药血清均可体外逆转结肠癌耐长春新碱细胞株HCT-8/V的耐药性。片仔癀由三七、麝香、牛黄、蛇胆等组成,具有清热解毒、凉血化瘀止痛的作用。现代药理学研究示其具有抗肿瘤和逆转耐药的作用。黄进明等研究显示,其可显著下调大肠癌HCT-8/5-FU细胞肿瘤细胞膜上的ATP结合盒式跨膜转运蛋白ABCC1在mRNA的表达, 细胞的外排功能降低,这可能是片仔癀逆转大肠癌耐药的机制之一。3.1.2 经方左金丸由黄连和吴茱萸按6:1比例组成,是治疗肝火犯胃、肝胃不和证的常用方。可以显著增加肠癌细胞等对化疗药物的敏感性,促进耐药细胞凋亡。左金丸联合L-OHP干预裸鼠人结肠癌皮下移植瘤耐药模型可抑制其生长。可能是通过抑制耐药细胞中P-gp的表达,降低耐药细胞对化疗药物的外排作用,从而增加肿瘤对化疗药物的敏感性。膈下逐瘀汤由五灵脂、当归、牡丹皮、赤芍、乌药、延胡索、甘草、香附、红花、枳壳、川芎、桃仁等组成,具有活血化瘀,行气止痛作用。现代药理研究表明其具有抗肿瘤作用。崔同建等研究显示,膈下逐瘀汤可抑制大肠癌多药耐药裸鼠移植瘤生长,其机制可能为通过逆转多药耐药基因MDR-1的表达而提高肿瘤细胞对药物敏感度。3.2 中药提取物逆转大肠癌MDR的研究姜黄素是从姜科植物根茎中提取的一种酚类色素,具有促肿瘤细胞凋亡及抑制扩散的作用。近年不乏用姜黄素干预结肠癌多药耐药细胞株或结肠癌裸鼠移植瘤进行多药耐药的研究。最新研究显示,姜黄素作用于结直肠癌耐奥沙利铂细胞SW620/OxR后能够明显抑制细胞增殖,显著增加细胞凋亡率,具有逆转结肠癌耐药细胞株耐药的作用,机制可能与抑制STAT3信号通路,降低P-gp表达有关。白花蛇舌草具有多种抗肿瘤活性成分,其乙醇提取物经研究表明能显著抑制5-FU结肠癌耐药细胞HCT-8/5-FU的细胞活性、细胞迁移和细胞黏附的作用,能显著下调耐药基因ABCG2的mRNA的表达,是白花蛇舌草具有抗结肠癌耐药作用的机制之一。徐长卿的主要成分具有抗肿瘤的作用。褚文希等研究示徐长卿提取物分离部位可显著逆转HCT-8/VCR和人胃癌耐药细胞株SGC-7901/VCR对5-FU的耐药作用。黄芩苷为黄酮类化合物,具有抗肿瘤的作用。吴汪泽等研究显示,黄芩苷以时间和浓度依赖方式抑制结肠癌细胞株SW480的增殖及迁移和侵袭能力,可能与其下调环氧化酶-2及基质金属蛋白酶-9蛋白有关。丹参酮是从中药丹参中提取的脂溶性菲醌化合物,可从中分得10余个单体。其中隐丹参酮和二氢丹参酮作用于大肠癌耐阿奇霉素细胞SW620 Ad300可降低P-gp mRNA和蛋白的表达水平,从而逆转大肠癌耐药,可成为临床治疗大肠癌尤其是产生MDR大肠癌患者的新药物。青藤碱来源于防已科植物青藤的根和茎。其作用于多药耐药的结肠癌细胞MDR-Caco-2中,可下调MDR-1、COX-2 mRNA的表达水平,通过抑制NF-κB信号通路达到逆转结肠癌细胞对化疗药物多柔比星的耐药。4 总结相较其他肿瘤,大肠癌具有较高的患病率和病死率。西医化疗一直是恶性肿瘤治疗过程中的主要手段,但MDR的产生使化疗效果大打折扣或直接导致化疗失败。近年中医药以其低毒、高效、多靶点的优点,在治疗肿瘤方面获得了不可或缺的作用。中医药逆转大肠癌耐药方面也取得了进一步的发展,其耐药机制逐渐明确,增加了其科学性,逐渐得到了中医及西医学界的广泛认可。但是,中医逆转MDR多从西医角度分析,中医理论指导较少,更缺乏中医理论在此方面的归纳和创新。中医研究者可加强从辨证论治角度的系统分析,尝试创建此方面的理论体系,以便对临床耐药患者的准确辨证治疗和更多有效中药的开发。同时可紧跟大数据时代的步伐,脱离低水平的重复实验研究,对其机制进行更系统全面的一体化分析。

至此,这个调控轴就串起来了。Patrin-2对MGMT有抑制作用,MGMT可转录激活DUB3,而DUB3又与MCL1正相关,起着稳定MCL1的作用,MCL1是抗凋亡的重要蛋白,影响着卵巢癌耐药性。

中科院昆明动物研究所的陈策实教授在接受采访时表示,卵巢癌是一种恶性妇科肿瘤,多年来5年生存率没有改善。“这项研究发现了已知的小分子药物干预蛋白质泛素化修饰可以克服卵巢癌耐药,具有重要的理论意义和应用价值。”

刘芝华课题组对泛素化及去泛素化酶有一定的研究基础。他们希望找到能够调控MCL1的去泛素化酶。

为了验证结果,他们分别进行了体外实验和动物水平实验,结果表明通过RNA干扰技术敲降DUB3可导致卵巢癌细胞发生凋亡、增殖减慢,这种作用能够被MCL1的恢复试验逆转。稳定过表达DUB3可以显著促进卵巢癌细胞的存活及药物抵抗。

“我们的研究揭示了MGMT/DUB3/MCL1调控轴在卵巢癌耐药中的重要作用,并提出联合使用Patrin-2和HDAC抑制剂可以有效的克服卵巢癌的耐药问题,在今后的临床治疗中具有潜在应用前景。”通讯作者刘芝华说。

化疗耐药是一个受多因素影响的复杂过程,肿瘤细胞的凋亡逃逸在其中起着非常关键的作用。MCL1是抗凋亡蛋白BCL-2家族中重要成员之一,其在包括卵巢癌在内的多种恶性肿瘤中表达较高,从而导致药物抵抗。

Patrin-2也有其局限,它只在DUB3高表达的细胞中作用明显,作者之一吴晓巍在解释二者关系时说:“DUB3就像小偷,没有小偷的时候,警察Patrin-2也不发挥作用。如果小偷猖獗,警察自然也要全力应战。”

马女士是在中国医学科学院肿瘤医院就诊的卵巢癌患者。仅仅持续化疗一个多月后,她就出现了严重的耐药反应。她的腹腔、盆腔因肿瘤细胞的扩散变得硬梆梆的,还伴随着胸闷、发烧、下肢肿胀等症状。令人遗憾的是,这种耐药反应并不罕见,已经成为制约卵巢癌治疗的一大障碍。

相关论文信息:

“环环相扣”的调控轴

一旦出现耐药,临床治疗就只能退而求次,选择多西他赛、脂质体阿霉素等有效性低的药物治疗。

阻击耐药的罪魁祸首

正规棋牌游戏平台,“如果把Patrin-2和HDAC抑制剂联用,就等于利用了HDAC抑制剂的这种‘副作用’,使小偷的数量增多,这样警察Patrin-2的工作积极性也会变高。这就能够解决因卵巢癌患者的个体差异导致DUB3低表达时,Patrin-2照样起到抑制抗凋亡蛋白MCL1的作用。”吴晓巍说。

卵巢癌是女性最常见的妇科恶性肿瘤之一,5年生存率小于30%,病死率高居妇科肿瘤之首。以铂类为基础的化疗是维持患者生存期的主要手段,但较多患者都会在手术和化疗后出现耐药,肿瘤复发转移的问题。

“小偷与警察”

近日,中国医学科学院肿瘤医院分子肿瘤学国家重点实验室教授刘芝华课题组发现了卵巢癌耐药的一个调控轴,并且据此提出联合使用两种抑制剂克服耐药的方法。相关成果发表在《PNAS》上,吴晓巍和罗擎宇共同为第一作者。

研究人员利用文库筛选的方法,在人胚胎肾细胞中探究66个去泛素化酶对MCL1的调控作用。最终发现,DUB3能够显著上调MCL1蛋白水平,是稳定MCL1的最主要的去泛素酶。在9株卵巢癌细胞系中,DUB3与MCL1的表达水平也有显著的相关性。

实验过程中,他们还得到了一个意外的发现。此前的研究已经表明,抑制剂库中的HDAC家族抑制剂具有诱导肿瘤细胞凋亡的作用,但在此通路外,研究人员发现它也会间接导致化疗耐药的基因DUB3表达升高,这像是个“副作用”。

弄清楚分子机制后,为了解决临床问题,研究人员想要找到一种合适的抑制剂。在分别实验了30多种目前已被临床证明有效的抑制剂对DUB3的调控作用后,他们发现,Patrin-2对DUB3的高表达有抑制作用。而Patrin-2已被证实是甲基转移酶MGMT的抑制剂。MGMT有没有可能与DUB3相关呢?

泛素化和去泛素化都是蛋白的修饰类型,分别会促进和抑制蛋白降解的过程。因为它们能调控许多重要癌基因及抑癌基因的表达,因此是近年来肿瘤研究的热点。

研究人员发现,过表达MGMT能够显著提高DUB3的mRNA水平,同时经过9株卵巢癌细胞系实验验证,也发现MGMT的蛋白水平和DUB3的mRNA水平存在明显的正相关关系,这说明MGMT转录激活DUB3。

这个“副作用”能救命!卵巢癌耐药问题有新解

但因MCL1的分子结构特殊,针对它的特异性抑制剂很少。目前仅有的一种抑制剂只在血液系统中有效,对于卵巢癌等实体瘤的抑制作用不明显。因此,研究人员想要找到它的上游分子,通过对上游分子的调控实现对MCL1的抑制。

版权声明:本文由正规棋牌游戏平台发布于生命科学,转载请注明出处:卵巢癌耐药问题有新解,中医药逆转大肠癌多药