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葫蘆素B(cucurbitacin B)是從葫蘆科等植物中分離得 到的一類四環(huán)三萜類化合物,是葫蘆素家族中含量最豐富的 成員,具有廣泛的藥理活性?,F(xiàn)代研究表明,葫蘆素B具有保 護肝、消炎和抗腫瘤等多種生物學活性。20世紀70—80 年代,國內(nèi)已研發(fā)出葫蘆素片(含葫蘆素B和葫蘆素E) 用于肝炎和原發(fā)性肝癌的輔助治療M1。近年來,國內(nèi)外學者 對葫蘆素B的抗腫瘤作用進行了較為系統(tǒng)的研究,發(fā)現(xiàn)葫蘆 素B具有較強的抑制STAT3轉(zhuǎn)錄因子活化的作用,并認為其 抗腫瘤活性與抑制STAT3轉(zhuǎn)錄因子的活化有關(guān)。然 而,也有不少研究報道,葫蘆素B的藥理活性與抑制STAT3 轉(zhuǎn)錄因子的活化無關(guān)。目前較多研究表明,葫蘆素B 可導致肌動蛋白細胞骨架的快速破壞,這種作用與其抗腫瘤 作用密切相關(guān)。由此可見,葫蘆素B抗腫瘤作用機 制還存在爭議,待深入研究。
葫蘆素B對多種白血病和淋巴瘤細胞具有明顯抑制作用。 葫蘆素B對5種白血病細胞CCRF—CEM,K562,MOLT-4, RPMI-8226和sR的Ic。值為15.6~35.3 nmol·L-1,并可引起 G2/M期阻滯和凋亡。此外,葫蘆素B對人淋巴瘤U937細胞 的Ic。值為9.2 nmol·L-1,與抗癌藥物喜樹堿相近。Haritu-nians等報道,葫蘆素B對多種白血病和淋巴瘤細胞生長具 有抑制作用。這些研究表明,體外培養(yǎng)的血液系統(tǒng)腫瘤細胞對 于葫蘆素B的作用具有較高的敏感性。
葫蘆素B對源自實體瘤的貼壁腫瘤細胞也表現(xiàn)出廣泛 的抗腫瘤活性,其敏感性與白血病細胞相似。葫蘆素B對多 種人乳腺癌細胞。、多形性膠質(zhì)母細胞瘤細胞、結(jié)腸癌 SW480細胞¨“、喉鱗狀細胞癌Hep-2細胞、肝癌BEL-7402 和HepG2細胞、胰腺癌細胞和皮膚鱗癌細胞等體外增殖具有濃度依賴性抑制作用,其IC50值為10-8 ~10-7 mol·L-1,敏感性與血液系統(tǒng)腫瘤相似。此外,一些含葫 蘆素B的植物提取物也具有廣泛的抗腫瘤作用。值 得注意的是,在葫蘆素B的作用下,這些腫瘤細胞往往快速 發(fā)生細胞形態(tài)的變化,導致細胞周期阻滯于G2/M期,并可 誘發(fā)多核細胞的形成和腫瘤細胞凋亡。上述研究結(jié)果提示, 葫蘆素B作為一種潛在的細胞骨架靶向藥物,可通過破壞細 胞骨架尤其是微絲的結(jié)構(gòu),導致細胞變形等現(xiàn)象的發(fā)生。
Wakimoto等用乳腺癌動物模型研究發(fā)現(xiàn),ip給予葫 蘆素B 6周后,腫瘤體積較對照組縮小55%,器官和組織并 未見明顯損傷。Thoennissen等研究表明,葫蘆素B可明顯 抑制胰腺癌生長(用藥組腫瘤體積較對照組減少69.2%)及 限制腫瘤轉(zhuǎn)移,且小鼠未呈現(xiàn)體質(zhì)量減輕等不良反應。Liu 等Ⅲ1報道,葫蘆素B可顯著抑制喉鱗癌裸鼠移植瘤的生長。 Chan等研究表明,葫蘆素B亦可抑制人肝癌BEL-7402移 植瘤的生長。Sun等報道,葫蘆素B對人肺腺癌A549裸 鼠移植瘤的抑制率為53.6%。上述研究表明,可耐受劑量的 葫蘆素B具有抗腫瘤作用,提示該藥物具有潛在的抗腫瘤臨 床應用價值。
腫瘤是一類細胞信號轉(zhuǎn)導失調(diào)的疾病,這也使得基于信 號轉(zhuǎn)導的腫瘤靶向治療成為腫瘤研究領(lǐng)域的重要方向。目 前,葫蘆素B抗腫瘤的相關(guān)研究多集中在STAT3轉(zhuǎn)錄因子和 絲裂原活化蛋白激酶(mitogen—activated protein kinase, MAPK)信號轉(zhuǎn)導通路。
研究發(fā)現(xiàn),多種惡性腫瘤存在STAT3通路的活化,抑制 STAT3通路可能會抑制腫瘤生長和引起腫瘤細胞凋亡,因此 篩選STAT3的抑制劑正日益受到重視。研究表明,葫蘆 素B及其他葫蘆素家族成員可抑制腫瘤STAT3通路的活 化,如對多種腫瘤細胞,葫蘆素I(JSI-124)10 umol·L。 作用4 h后,均可在不影響STAT3蛋白水平情況下顯著降低 STAT3的磷酸化,提示抑制STAT3活化可能是葫蘆素抗腫瘤作用的重要機制。然而,最近一些研究并不支持這一觀點。 有學者報道,高濃度葫蘆素B(50 umol·L-1可抑制K562細 胞STAT3的磷酸化,而較低濃度葫蘆素B(5 umol·L-1對 STAT3的磷酸化水平并無影響,但仍可抑制細胞生長。葫 蘆素E的作用也表現(xiàn)出類似的現(xiàn)象。此外,目前公認的 STAT3抑制劑葫蘆素I對STAT3基因敲除的成纖維細胞和正 常細胞生長的抑制作用相似,提示葫蘆素I對細胞生長的抑制 作用可能與抑制STAT3的活化無關(guān)。據(jù)報道,葫蘆素B也 不影響人肝癌BEL-7402細胞STAT3的磷酸化水平。
Tannin-Spitz等發(fā)現(xiàn),葫蘆素B/E糖苷可引起乳腺癌細胞 STAT3的活化。值得關(guān)注的是,葫蘆素B對STAT3信號通路 的影響晚于細胞形態(tài)和其他一些信號通路的變化。可 見,葫蘆素B對STAT3活化的影響因細胞和藥物濃度而異, 其抗腫瘤活性可能涉及其他更為上游的作用靶點。
MAPK信號轉(zhuǎn)導通路控制細胞增殖、分化和凋亡等多種 生理過程,在細胞信號網(wǎng)絡(luò)中起重要作用。已往研究表明,葫 蘆素B對該信號轉(zhuǎn)導通路的影響因細胞而異。如葫蘆素B對 腦瘤細胞細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal—regulated kinase,ERK)1/2磷酸化有抑制作用¨“,并在短時間內(nèi)明顯 抑制K562細胞中c—Raf、絲裂原活化蛋白和ERKl/2的磷酸 化,其影響早于對STAT3的抑制Ⅲ1。然而,在人肝癌BEL一 7402細胞中,葫蘆素B抑制c—Raf活化而促進ERKl/2的磷 酸化,這種矛盾現(xiàn)象可能歸因于信號通路間的交聯(lián)舊“。此 外,在人肺腺癌A549和喉鱗癌細胞中,葫蘆素B可引起 ERKl/2的活化。同樣,葫蘆素B對JNK的影響也有類 似現(xiàn)象。在人肺腺癌A549細胞中,葫蘆素B用藥4 h后,可 抑制JNKl的磷酸化,而在腦瘤細胞中葫蘆素B卻可誘導 JNK,c—JUN和P38 MAPK的磷酸化,并且在抑制JNK活化后 可減弱細胞形態(tài)的變化程度,提示JNK/c—Jun信號轉(zhuǎn)導通 路在葫蘆素B的抗腦瘤作用中可能發(fā)揮一定作用。因此,葫 蘆素B對MAPK信號轉(zhuǎn)導通路的影響比較復雜,而且因細胞 而異,其作用機制仍需進一步研究。
葫蘆素B對磷酸肌醇.3激酶/磷酸酶及張力蛋白同源的 基因蛋白/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB)/哺乳動物雷 帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)和 NF.KB信號轉(zhuǎn)導通路的影響也有報道。葫蘆素B/E糖苷引 起乳腺癌細胞PKB降低,而在人肺腺癌A549細胞中葫蘆 素B不影響PKB活化M1。研究表明,ERK和mTOR可磷酸 化S6激酶從而誘導缺氧誘導因子1d表達;而在人肝癌 Hep3B細胞,葫蘆素B可抑制缺氧誘導因子1d表達,其對 NF-KB的抑制作用甚至超過已知NF—KB抑制劑雷公藤紅 素Ⅲo。這些研究表明,葫蘆素B可能影響相當廣泛的細胞 轉(zhuǎn)導通路。
展望
葫蘆素B作為葫蘆素家族的重要成員,其抗腫瘤作用日 益受到重視。雖然其抗腫瘤活性可能與抑制STAT3活化有 關(guān),但越來越多的研究表明,葫蘆素B的抗腫瘤作用與其破 壞肌動蛋白細胞骨架的活性關(guān)系密切。因此,深入研究其干 擾肌動蛋白細胞骨架的作用,將為葫蘆素B以肌動蛋白骨架 為靶點的抗腫瘤治療奠定實驗基礎(chǔ)。