人蔘皂苷rh2抗腫瘤研究進展

理的研究進展

郭志廷, 禇秀玲, 付本懂, 韋旭斌

(吉林大學畜牧獸醫學院, 吉林長春　130062)

摘要: 論述了從人蔘中提取的有效成分人蔘皂苷-Rh2 ( G-Rh2) 的抗腫瘤機理的研究進展,並探討了G-Rh2 在調節腫瘤細胞信號通路系統、逆轉腫瘤細胞的異常分化與耐藥性、降低腫瘤細胞端粒酶活性、增強機體免疫力、提高抗腫瘤能力以及阻斷腫瘤細胞某些重要成分的合成與代謝等方面的抗腫瘤活性及其作用機理。

關鍵詞: 人蔘皂苷-Rh2 ; 抗腫瘤; 端粒酶

中文分類號：S 853.74 文獻標識碼：A 文章編號：1000-6419（2005）09-0742-04

腫瘤是一種嚴重威脅人類和動物健康甚至危及生命的疾病。在中醫學文獻中,很早就有關於中草藥防治腫瘤的記載。人蔘作為傳統中草藥,早在二千多年前就被用於防治疾病。目前已從人蔘中分離出40 余種人蔘皂苷單體成分,其中人蔘皂苷2Rh2 (ginsenoside Rh2 ,G-Rh2) 是從人蔘中提取的天然活性成分之一,研究證實,該成分具有很強的抗腫瘤活性。近年來,G2Rh2 的抗腫瘤作用備受國內外科研人員的重視。筆者僅就G-Rh2 的抗腫瘤作用機理加以綜述。

1 　調節腫瘤細胞信號通路系統

細胞信號通路系統是指細胞接受外界信號,通過一整套特定的機理,將胞外信號傳導為胞內信號, 最終調節特定基因表達,並引起細胞的應答反應。信號系統的研究是細胞生物學研究範疇的前沿,因此,從細胞信號通路的角度來研究人蔘皂苷Rh2 的抗腫瘤機理有著十分重要的意義。

1. 1 蛋白激酶C( PKC) 和胰島素樣生長因子( IG2 Fs) 、胰島素樣生長因子I 受體( IGF IR) 信號通路

P KC 是一類依賴於Ca2 + / 磷脂的ser/ Thr 蛋白激酶,參與細胞多種生理功能的信號傳導,被認為是眾多胞外刺激物誘導產生多種脂類第二信使的「經典信號傳遞物」。曾小莉等報道,G-Rh2 可能通過降低細胞內Ca2 + 濃度來抑制P KC 的轉位和激活,並通過抑制細胞內P KCα蛋白的表達,最終阻礙P KCα介導的增殖信號傳導過程。

對於許多惡性腫瘤細胞而言,外源性和自分泌性IGFs 是很強的絲裂原,IGFs 及IGF IR 介導的信號傳導不僅可以促使惡性腫瘤細胞增殖,同時還在細胞的轉化、腫瘤的發生髮展過程中起關鍵作用[。研究認為,G-Rh2 可能通過降低肝癌細胞IGF IR 的表達來阻斷IGFs-IGF IR 增殖信號傳導通路,進而抑制肝癌細胞增殖和誘導其分化。此外,在G-Rh2 誘導的人成纖維母細胞瘤SK-N-BE (2) 細胞凋亡過程中, P KC的3種類型——α、β、γ均隨處理時間的延長而逐漸增加,而在C6Bu-1 細胞中,α、γ、δ、ε 型的P KC 變化不太明顯。結果提示,G-Rh2 作用不同的含有或不含有P KC 類型的細胞可能經由不同的旁路途徑和相互影響來誘導細胞的凋亡。

1. 2 　Caspase 和Bcl-2 的信號通路

Caspase 蛋白家族是一組與細胞因子成熟和細胞凋亡有關的蛋白酶,在腫瘤的信號傳導過程中發揮重要作用,通過調節其在腫瘤細胞中的表達水平, 可有效提高腫瘤的治癒率。在G-Rh2 作用SK-N- BE(2) 的早期,p53 的量迅速積累,促進細胞發生凋亡。根據結果推斷,Caspase-1 和Caspase-3 的激活及Bax 的上調參與了G-Rh2 誘導的細胞凋亡。G-Rh2還可以通過誘導細胞凋亡，抑制離體A375-S2細胞的增殖，其誘導的細胞凋亡部分依賴Caspase-8和Caspase-3的旁路途徑。

Bcl-2作為一種信號轉導物質，具有抑制多種形式細胞凋亡的作用，主要通過增加線粒體膜的通透性,使細胞生長停留在G0 期,從而達到介導腫瘤細胞信號通路之目的。在G-Rh2 處理過的鼠膠質瘤C6Bu-1 細胞中觀察到凋亡細胞的一系列特徵性形態學變化,如細胞萎縮、染色質凝聚、核固縮,但作者認為,所引發的細胞凋亡不是通過Bcl-2 、Bcl-xL 和Bax 的旁路途徑,而是通過別的途徑。Jin 等在考察G-Rh2 對SK-H EP-1 細胞的作用時,發現細胞周期蛋白A-Cdk2 的活動急劇上調,這些上調效應被Cdk2 的一種顯性負效等位基因的複合表達所阻斷,從而促進細胞發生凋亡。有人認為,G-Rh2 是通過產生活性氧( ROS) 來誘導細胞凋亡的。

人蔘皂苷Rh2 主要通過降低細胞中P KC 的水平和介導Caspase 、Bcl-2 等信號旁路途徑來達到抗腫瘤的作用,但是這種調節作用往往不是單純通過某一個途徑來發揮的,而是幾個途徑相互影響共同調節,但具體機理尚不太清楚,有待於進一步研究證實。

2 　影響細胞端粒酶的活性

端粒酶( telomerase) 是一種RNA 反轉錄酶, 它能以自身RNA 為模板,反轉錄合成端粒的重要序列。端粒酶是腫瘤的特異標誌物, 端粒酶在正常體細胞為陰性,而絕大多數腫瘤細胞呈陽性表達。檢測端粒酶有助於腫瘤的診斷,有助於對惡性腫瘤的惡性程度和預後進行判斷,也可作為衡量各種抗腫瘤治療效果的評價指標。Zeng 等在G-Rh2 對SMMC-7721 肝癌細胞系分化的體外誘導試驗中發現,G-Rh2 能夠通過扭轉端粒酶對轉錄酶mRNA 的轉錄水平而促使細胞向正常情況分化,並且有效抑制了端粒酶的活性。這種抑制作用呈時間依賴性關係:處理1d 後其活性從1. 105 降到了0. 765 ( P

3 阻斷腫瘤細胞重要成分的合成與代謝

研究證實，在防治腫瘤的過程中，通過阻斷腫瘤細胞的某些重要成分的合成或抑制它們的表達是一種有效的抗腫瘤途徑。Jun N末端激酶1（JNK1）是細胞的重要組成成分之一，具有明顯促使腫瘤細胞發生凋亡的作用。Ham 等報道,在G-Rh2 誘導的SK-H EP-1 細胞凋亡過程中,JN K1 的活動被迅速上調和延長,而在細胞表達為顯性負效的突變體- DN-JN K1 或JN K1 的一種抑制性蛋白JBD 則被明顯地抑制。而且,G-Rh2 介導的JN K1 的活化在開始10～30 min 內與SAPK/ ERK 激酶1 (SE K1) 的活動有關,而此後持續不變的活化卻和SE K1 的活動無關。可見, SE K1 對於JN K1 的活化有著非常重要的作用,但並不存在簡單的相關關係。G-Rh2 還可以通過誘導p21 蛋白質表達和降低細胞周期蛋白D 的水平來抑制MCF-7 細胞增殖,結果下調了cyclin/ Cdk 複合激酶的活動,減弱了視網膜神經膠質瘤蛋白(p Rb) 的磷酸化作用和抑制了E2 F 的釋放。磷脂酶C 在抗腫瘤進程中佔據重要地位,對於P KC 的活化是必需的。G-Rh2 可以有效降低磷脂酶C 的活性,結果降低了P KC 的一種內生性激活劑—甘油二酯在細胞內的水平,從而發揮抗增殖作用。Hyun-Eui 等[16 ] 在研究G-Rh2 對腦瘤的潛在作用時發現,經G-Rh2 處理後,特異性的多聚酶(ADP-核糖) 卻沒有像在其他凋亡試驗中出現的那樣斷裂成85 ku 的蛋白,Bcl-2 和Bax 的表達水平也沒有發生變化,其過度表達的抗氧化蛋白質Bcl-Xl 也與親本細胞相類似。已有研究證實,c-myc 是一種致癌基因,在人類很多腫瘤組織中發現有c-myc 基因的擴增或高表達。有人報道,G-Rh2 還可降低c-myc 基因的表達。上述結果表明,G-Rh2 主要通過阻斷生物反應體系中一些重要酶類的合成與代謝來發揮抗腫瘤作用,按此途徑治療惡性腫瘤,治療效果一般比較徹底,不易複發。

4 　逆轉腫瘤細胞的異常分化及耐藥性

4. 1 　逆轉腫瘤細胞的異常分化

由於腫瘤細胞分化異常在腫瘤發病學上佔有重要地位,因此,有學者提出使用藥物對腫瘤細胞的異常分化進行逆轉,即將腫瘤細胞誘導分化為正常細胞或近似正常細胞,作為抗腫瘤藥物研究的新途徑, 而從天然化合物中尋找分化誘導劑為當前的研究熱點。研究發現,G-Rh2 能夠誘導人早期幼粒細胞白血病HL60 細胞向正常粒細胞分化,使細胞阻滯於G1/ S 期,且誘導作用較強,在此過程中有P KC 參與。一般認為,形態學上的分化成熟是表明惡性腫瘤細胞分化的標誌。試驗證實,20μg/ mL 的G-Rh2 對SMMC-7721 細胞形態上的分化作用表明為細胞器發育狀態改變，其形態結構明顯向正常方向轉變，甲胎蛋白（AFP）的生成量明顯減少（p＜0.05），γ-谷氨醯轉肽酶（γ-GT）和耐熱性鹼性磷酸酶（ALP）的比活明顯降低（p＜0.01），而白蛋白和AL P 活動明顯增強( P

4. 2 　逆轉腫瘤耐藥性

在治療腫瘤的過程中,發現臨床化療失敗常與腫瘤細胞對化療藥物產生耐藥性有關。研究證明, G-Rh2 可以作為腫瘤耐葯逆轉劑提高化療藥物的抗腫瘤活性。G-Rh2 在體外可以促進白血病耐葯細胞系P388/ ADM 發生耐葯逆轉,從而提高了柔毛黴素和長春鹼的細胞毒作用。

一般認為,G-Rh2 在針對癌細胞的化療藥物中扮演兩種角色,即可加性或增效性。有人報道它可以使對紫衫醇產生耐藥性的多種乳腺癌細胞致敏。G-Rh2 具有較強的抗腫瘤活性,可用於對多種抗腫瘤藥物產生耐藥性的癌症的治療,尤其和傳統的化療藥物聯合應用時效果更好。當劑量為15. 0 mg/ L 的G-Rh2 與0.4 mg/L 的順鉑(DDP) 聯合使用時,對PC-3M 的抑制率與十倍劑量DDP (4. 0 mg/ L) 的抑癌效果相同,說明G-Rh2 能提高PC-3M 。其機理可能是二者通過不同途徑誘導腫瘤細胞凋亡,產生協同作用,從而提高了低劑量DDP 誘導細胞凋亡的能力。

5 　增強機體免疫力,提高抗腫瘤能力

G-Rh2 可提高機體免疫力, 從而達到抑癌作用,也是其優於其他抗癌藥物的一大特點。G-Rh2 作為免疫調節因子,可促進白蛋白、γ-球蛋白的合成,提高T 細胞和巨噬細胞的功能,因而能抑制腫瘤細胞的增殖,同時還能抑制正常淋巴細胞染色體突變,穩定免疫系統,達到抑癌效果[。研究證實,G-Rh2 注射液能顯著提高荷瘤小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬功能,促進荷瘤小鼠血清中紅血球抗體生成，如荷肝癌（H22）模型組小鼠的NK細胞活性處於嚴重低下狀態時，注射高、中劑量G-Rh2高劑量組顯著提高了IL-2的活性。還有人報道，G-Rh2經腸道細菌代謝的人蔘萜二醇20-O-β-D-Glucopyrano-道細菌代謝的人蔘萜二醇20-O-β-D-Glucopyrano- sy-20 (s)-人蔘萜二醇可通過誘導機體的免疫調節機制阻斷腫瘤細胞向細胞外基質和基底膜轉移。

6 　展望

G-Rh2 的抗腫瘤作用機理比較廣泛,而且往往呈現多部位、多環節、多靶點的特點,既能使藥物長時間地持續發揮效力, 又能延長患者帶瘤生存時間。但由於G-Rh2 的生產工藝複雜、得量少、價格昂貴、水溶性差等因素的限制,目前只限於實驗室研究,遠不能進行大面積的推廣使用,若能對G-Rh2 糖鏈上的某些結構進行適當的化學修飾,進一步提高其抗腫瘤活性,將是非常有意義的課題。

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