五味子乙素与TRAIL诱导胶质瘤细胞凋亡研究

　　细胞凋亡论文（期刊推荐范文8篇）之第三篇

　　摘要：胶质瘤是最为多见的颅内肿瘤,其发病率逐年上升。目前抗癌新药肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)存在耐药。研究发现,五味子乙素在细胞凋亡途径中通过影响部分胱天蛋白酶家族诱导细胞凋亡,有望与TRAIL联用逆转TRAIL耐药性进而达到抗肿瘤的作用。

　　关键词：五味子乙素,TRAIL,细胞凋亡

　　肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(tumor necrosis factor related apoptosis-inducing ligand,TRAIL)作为正在新开发的抗肿瘤药物,它可以诱导多种肿瘤细胞发生凋亡,但其存在明显的耐药性[1]。五味子乙素(Schisandrin B,Sch B)是从中药五味子中提取出来的,能促进肿瘤细胞胱天蛋白酶8(caspase-8)、caspase-3和caspase-9等多种细胞凋亡因子的表达,进而发挥抗肿瘤作用。同样的,TRAIL作用细胞后与死亡受体5(death receptor 5,DR5)反应活化caspase-8,caspase-8通过转运和自催化裂解产生,导致临近分子的相互接近,继而引发细胞凋亡[2]。因此,下面就Sch B与TRAIL单独和联合应用诱导胶质瘤细胞凋亡进行综述。

　　1 TRAIL抗肿瘤的作用机制

　　TRAIL也称为凋亡素2配体,是人体天然的抗肿瘤药物,也是体内最好的抗癌分子之一[3]。它通常可由人体的免疫系统表达,并引起多种肿瘤细胞的凋亡。与肿瘤坏死因子家族其他成员有所差异的TRAIL对肿瘤细胞具特异性,能诱导肿瘤细胞凋亡,且对正常细胞没有显着影响。作为临床开发的抗肿瘤新药,它已进入到临床Ⅱ期试验阶段[4]。

　　TRAIL作用于细胞,TRAIL蛋白通过受体-配体与DR4或DR5相互作用结合,使受体三聚化,DR5胞内的死亡结构域(deathdomain,DD)募集特异性的死亡域蛋白FADD,FADD上的死亡效应域再募集caspase-8形成死亡诱导信号复合体(death-inducing signaling complex,DISC),因此,DISC是由DR5、FADD与caspase-8在蛋白水平上共同组成的[5]。成功组装DISC后,就会活化caspase-8进而激活下游的caspases蛋白酶级联反应,从而特异性诱导肿瘤细胞发生凋亡[6]。Caspase-8因结构中含有两个DED而具备强大的死亡效应启动和传递功能,因此,它在细胞凋亡途径中起着关键作用[7]。而水蓟宾具有能增强TRAIL对三阴乳腺癌细胞的诱导能力,是通过上调FADD的表达促进TRAIL依赖的受体相互作用蛋白的去泛素化,诱导三阴乳腺癌细胞中caspase-8的活化引发细胞凋亡[8]。

　　2 Sch B通过影响caspases家族抗肿瘤的作用机制

　　2.1 Sch B对caspase-8的影响

　　Caspase-8参与多种细胞功能,最常见的就是控制细胞死亡[9]。在非线粒体途径中,caspase-8通过配体的作用被活化后激活下游的caspase分子。存在于细胞质中的Bid被活化的caspase-8分解为tBid,tBid被转移至线粒体上,刺激细胞色素c,使它从线粒体中释放到胞质中,将线粒体途径和非线粒体途径联系起来可增强凋亡信号[10]。有研究发现,Sch B作用后,caspase-8发生转运和自催化裂解现象,导致附近分子相互接近,引发细胞凋亡[11]。

　　2.2 Sch B对caspase-9的影响

　　在线粒体途径中,细胞色素c从线粒体中释放出来,启动细胞凋亡程序[12]。细胞色素c作为一种凋亡诱导因子,在dATP的作用下,可与凋亡相关因子连结形成多聚体,与caspase-9形成凋亡小体,从而激活caspase-9。细胞色素c、凋亡相关因子和caspase-9所组成的凋亡复合物称为凋亡体。凋亡体可切割并激活下游的caspase-3,caspase级联反应发生,使细胞凋亡继续[13]。Sch B不仅可以通过激活caspase-8诱导细胞凋亡,Sch B可增强阿霉素诱导SMMC7721细胞凋亡,与caspase-8的活化无关而是通过活化caspase-9达到这一效果[14]。

　　2.3 Sch B对caspase-3的影响

　　研究认为caspase-3是一种“死亡蛋白酶”,处于凋亡级联反应的下游,在不同的凋亡途径中作为细胞凋亡的执行者,也能将众多凋亡刺激信号聚集在一起[15]。在正常情况下,caspase-3作为无活性的酶原存在,当药物作用后,被caspase-8或caspase-9活化进而使凋亡的级联反应进行下去。Sch B单独作用对胃癌SUN-1细胞有抑制作用,当与顺铂联用后作用更加明显。研究发现,增加caspase-3级联通路可诱导胃癌SUN-1细胞凋亡[16]。除此之外,田妮[17]发现Sch B可抑制脑胶质瘤细胞生长,与增加细胞caspase-3、Bax和Bcl-2的表达有关。因此可以说,Sch B通过调节caspase-3的表达而诱导细胞凋亡。在细胞凋亡过程中,caspases家族发生一定的作用,无论是caspase-3、caspase-8还是caspase-9等都起着重要作用,它们相互作用,通过影响其中一个而产生连续性的影响。Sch B可促进caspase-8、caspase-3和caspase-9在肿瘤细胞中的表达增加,能有效降低人神经胶质瘤细胞增殖,发挥抗肿瘤作用[18]。

　　3 Sch B联合TRAIL抗肿瘤细胞的作用机制

　　实验证明,Sch B和TRAIL均能使肿瘤细胞发生凋亡,但肿瘤对TRAIL的耐药性限制了它的临床治疗效果[19]。越来越多的证据表明caspase-8 mRNA甲基化降低caspase-8的表达,导致对TRAIL的耐药[20]。Sch B与TRAIL有相同的作用位点——caspase-8,通过Sch B上调DISC水平增加caspase-8的表达,增强TRAIL诱导细胞凋亡,逆转TRAIL抗性,发挥更好的抗肿瘤作用。

　　王东东等[21]研究表明TRAIL与Sch B均可以抑制脑肿瘤干细胞的增殖,这两者可以发挥重要的协同作用,TRAIL与Sch B联合应用可抑制肿瘤细胞的生长。虽然将两者结合使用的实验并不多,但通过TRAIL与穿心莲内酯联用的实验发现,通过诱导caspase-8依赖的细胞凋亡和DNA损伤来使肾癌细胞凋亡,联用增强了对肾癌细胞的杀伤能力[22]。蛇床素通过提高DR5的表达和caspase-3、caspase-8、caspase-9的活性能增强TRAIL诱导白血病HL-60细胞的凋亡[23],Sch B也具有同样的效果。这都说明了Sch B和TRAIL两者联用会具有协同效应。

　　TRAIL能杀死对传统化疗有抵抗力的癌细胞,而对正常细胞没有太大的负面影响,因为它的DR几乎只存在于癌细胞上。如何能进一步研发出高效、安全、低毒抗肿瘤药物将成为更为重要的任务。Sch B与TRAIL的联用可为开发区域特色中药材五味子寻找新的研究方向,提供新的理论依据,可进一步开阔市场前景。

　　参考文献
　　[1] 陆佳燕,杨远勤,周立,等.TRAIL耐药产生的机制及逆转耐药的最新策略[J].中国细胞生物学学报,2012,34(11):1175-1181.
　　[2] 綦晓艳,王文武,欧阳学农.DR4、DR5甲基化影响肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体诱导肿瘤细胞凋亡的研究进展[J].实用临床医药杂志,2015,19(1):156-160.
　　[3] DANG T,MODAK C,MENG X M,et al.CCN1 sensitizes esophageal cancer cells to TRAIL-mediated apoptosis[J].Exp Cell Res,2017,361(1):163-169.
　　[4] 李金钱,徐宛婷,李皖豫,等.TRAIL抗癌作用的研究进展[J].现代肿瘤医学,2018,26(12):1938-1941.