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- 低分子柑橘果膠在腫瘤治療中的研究進(jìn)展
- 發(fā)布時間: 2019/4/24 點擊次數(shù):3886
低 分 子 柑 橘 果 膠 在 腫 瘤 治 療 中 的 研 究 進(jìn) 展
汪峰,劉海鷹!
廣州醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院胃腸外科( 廣州 510095 )手術(shù)與放、化療結(jié)合的綜合治療是目前惡性腫瘤治療的標(biāo)準(zhǔn)模式。傳統(tǒng)化療藥物的缺點在于缺乏對正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的選擇性,藥物不良反應(yīng)限制了其治療強(qiáng)度和頻率,又存在耐藥問題,故使大多數(shù)患者的治療難以為繼。與之相比,實踐已證明分子靶向治療具有高選擇性、低毒性和高治療指數(shù),可長期用藥。它以腫瘤細(xì)胞的某些特殊分子為作用靶點,通過使用小分子化合物、單克隆抗體、多肽等物質(zhì),特異性干預(yù)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為的信號通路,從而達(dá)到抑制 腫瘤發(fā)展的目的。在表現(xiàn)出更強(qiáng)抗腫瘤活性的同時,亦減少對正常細(xì)胞的毒副作用。這種有的放矢的治療方法為腫瘤治療指明了新的方向。尋找新的作用靶點和針對這種靶點的高 效、特異性化合物是目前抗癌工作者的迫切渴望和受到廣泛重視的研究課題。低分子柑橘果膠(low-molecular-weight-citruspectin,LCP)是一種從柑橘類水果的果皮及果漿中提取出的水溶性多糖類化合物,在經(jīng)過高pH及高溫處理后,能與惡性表型的細(xì)胞親和黏附,特異性殺傷并清除突變細(xì)胞[1]。它可以作為體內(nèi)半乳糖凝集素-3(Galectin-3,Gal-3)配體的競爭性抑制劑,封閉腫瘤細(xì)胞表面的Galectin-3 位點,阻止腫瘤細(xì)胞的形成與發(fā)展[1]。而它所針對的Galec-tin-3被稱為“腫瘤相關(guān)蛋白”,廣泛分布于正常細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞,參與調(diào)節(jié)細(xì)胞生長與分化,它幾乎與腫瘤形成、發(fā)展與轉(zhuǎn)移的全過程密切相關(guān)[2]。
1.LCP與失巢凋亡(anoikis)
腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,首先必須穿過基底膜(basementmem-brane,BM)和細(xì)胞外基質(zhì)(extracellularmatrix,ECM),脫離原發(fā)部位進(jìn)入血液。在這一過程中,腫瘤細(xì)胞必須面對因失去與基質(zhì)黏附、錨定而產(chǎn)生的失巢凋亡,并且在隨血轉(zhuǎn)運的過程中保持存活。研究顯示,Galectin-3是腫瘤細(xì)胞對抗失巢凋亡的關(guān)鍵抑制蛋白[3]。它主要通過調(diào)節(jié)周期蛋白及其抑制因子的表達(dá)促使細(xì)胞快速通過對凋亡刺激敏感的G1早期,使細(xì)胞周期停滯在對失巢凋亡不敏感的G1后期。
HSIEH等[4]研究顯示,LCP影響人前列腺癌細(xì)胞JAC-1的細(xì)胞周期,下調(diào)其cyclin-B及cdc2,使細(xì)胞積累于G2/M 期,誘導(dǎo)產(chǎn)生凋亡。證實LCP可明顯抑制Galectin-3對失巢凋亡的抵抗作用隨后,在乳腺上皮細(xì)胞癌研究中得到類似的報道[5]。但目前尚無LCP直接作用于細(xì)胞失巢凋亡的證據(jù)。
2.LCP與腫瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)移靶器官的“著床”
腫瘤細(xì)胞成功逃逸后,通過循環(huán)抵達(dá)遠(yuǎn)處靶器官,在其脈管系統(tǒng)中停留。在Galectin-3的幫助下,轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附“著床”。在這里,Galectin-3與腫瘤相關(guān)T抗原(thomson-friederreichglyoantigen)相互作用,先是介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞定位于血管內(nèi)皮細(xì)胞,緊接著又促使腫瘤細(xì)胞之間同型聚集于“著床點”[3,6]。LCP具有強(qiáng)大的抗黏附特性,能有效干擾癌細(xì)胞之間的同型聚集及其與血管內(nèi)皮細(xì)胞相黏附。Lehr等[7]在體外實驗中對11種抗黏附小分子進(jìn)行了測試,證實LCP最能夠阻斷前列腺癌細(xì)胞與骨髓內(nèi)皮細(xì)胞相黏附。體內(nèi)試驗中,LCP抑制乳腺癌細(xì)胞和前列腺癌細(xì)胞在肺、骨組織中形成轉(zhuǎn)移瘤的有效率大于90%[7]。
3.LCP與腫瘤細(xì)胞侵襲性
腫瘤細(xì)胞“著床”于遠(yuǎn)處靶器官后,立即在微血管內(nèi)增殖,進(jìn)而穿透血管壁,侵入實質(zhì)形成轉(zhuǎn)移瘤。在正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞之間,存在由基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)成的“屏障”,后者主要是一些結(jié)締組織成分的混合物,包括膠原、層黏蛋 白、蛋白多糖等許多分子。轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞必須經(jīng)過與細(xì)胞外基質(zhì)間的一系列反應(yīng),才能夠侵襲成功,形成轉(zhuǎn)移瘤。有報道顯示,高表達(dá)Gal-3的前列腺癌細(xì)胞比不表達(dá)的癌細(xì)胞侵襲力高得多,證明Gal-3的表達(dá)與細(xì)胞侵襲性相關(guān)[8]。體外實驗中,LCP成功抑制了人乳腺癌及口腔癌細(xì)胞穿過由 內(nèi)皮細(xì)胞構(gòu)建的人工基底膜模型,并且這種抑制作用呈劑量依賴性[9]。此后的不同細(xì)胞模型中,LCP均顯示出抑制癌細(xì)胞侵襲力的能力[10]。LCP的這種減低腫瘤細(xì)胞侵襲的能力,極可能與抑制Gal-3有關(guān)。
4.LCP與早期轉(zhuǎn)移的克隆數(shù)
隨著腫瘤細(xì)胞停留在遠(yuǎn)處器官并穿出血管,其中的絕大多癌細(xì)胞面臨著凋亡,只有不到2%的細(xì)胞存活,形成微轉(zhuǎn) 移。早期細(xì)胞克隆的存活是形成有效轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵。作為腫瘤細(xì)胞的保護(hù)性機(jī)制之一,Gal-3通過抑制細(xì)胞凋亡,增加早期克隆的存活數(shù)量[8]。最新研究顯示,LCP能夠明顯影響體外血管肉瘤細(xì)胞的克隆形成。這一機(jī)制應(yīng)該與降低Gal-3的抗凋亡能力有關(guān)[2]。
5.LCP與血管生成
自從Folkman發(fā)現(xiàn)腫瘤生長與血管形成密切相關(guān)以來,新生血管生成能力被認(rèn)為是腫瘤侵襲性的標(biāo)志。微轉(zhuǎn)移發(fā)展成為臨床轉(zhuǎn)移瘤有賴于新生血管的生成。這是一系列細(xì)胞和分子正向及負(fù)向調(diào)節(jié)的綜合結(jié)果。Gal-3在這一過程中扮演了極其重要的角色,它表面的糖識別結(jié)構(gòu)域能與細(xì)胞表面的受體結(jié)合促進(jìn)毛細(xì)血管生成[11-12]。LCP影響人內(nèi)皮細(xì)胞對Gal-3的趨化性,降低血管生成能力,并且這種抑制 作用呈劑量依賴性。體外實驗予以濃度0.1%的LCP即能完全抑制血管生成[13]。體內(nèi)試驗中,口服LCP能阻斷多種腫瘤細(xì)胞的生成和轉(zhuǎn)移[14]。本課題組前期試驗亦已證實,在小鼠的結(jié)腸癌模型中,口服LCP能夠減少轉(zhuǎn)移灶的血管生成,有效抑制肝轉(zhuǎn)移[14]。
6.LCP對凋亡的誘導(dǎo)作用
Gal-3與Bcl-2有明顯的序列相似性。它含有2個抗凋亡的序列,其一可與Bcl-2結(jié)合產(chǎn)生抗凋亡作用;另一個是Ser6位點,該位點為CKI的磷酸化位點(此點突變后,Gal-3失去抗凋亡能力)[14]。有研究表明,胞核Gal-3磷酸化并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞漿是其發(fā)揮抗凋亡功能的關(guān)鍵步驟[15]。在轉(zhuǎn)染Gal-3載體后的前列腺癌LNCaP細(xì)胞中,順鉑誘導(dǎo)細(xì)胞核 Gal-3磷酸化并由轉(zhuǎn)移細(xì)胞漿或核周膜,胞漿中磷酸化Gal-3 進(jìn)一步誘導(dǎo)Bad蛋白磷酸化,調(diào)節(jié)Bcl-2穩(wěn)定線粒體膜電 位,抑制細(xì)胞色素C釋放和caspase-3激活,從而起到抗凋亡作用。轉(zhuǎn)染了野生型Gal-3載體的乳腺癌BT-549細(xì)胞中,經(jīng)順鉑治療后,由胞核轉(zhuǎn)運至胞漿的磷酸化Gal-3,能激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)和Jun氨基末端激酶(JNK),后兩者激活促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)途徑而抑制凋亡[16-17]。實驗證實,LCP能夠有效對抗Gal-3的抗凋亡作用,除此之外,其自身也擁有誘導(dǎo)凋亡的能力[18]。在LCP誘導(dǎo)多發(fā)性骨髓瘤凋亡的試驗中,凋亡信號被證明由caspase-8 傳遞至caspase-3(即外源性凋亡通路),對線粒體膜電位的改變?nèi)狈ψ銐蜃C據(jù)[19]。其誘導(dǎo)凋亡的具體機(jī)制研究尚在進(jìn)行中。
7.LCP對細(xì)胞毒藥物的增敏及化療藥物抵抗后的逆轉(zhuǎn)
腫瘤細(xì)胞對抗腫瘤藥物產(chǎn)生耐藥是導(dǎo)致腫瘤化療失敗的常見因素,也是困擾腫瘤治療的關(guān)鍵性難題。多數(shù)患者在經(jīng)過抗腫瘤藥物治療有效的一定時間后,出現(xiàn)不同程度的藥物抵抗。實驗證明通過抑制Gal-3抗凋亡功能,LCP能顯著增加血管肉瘤細(xì)胞對多柔比星所誘導(dǎo)凋亡的敏感性;增強(qiáng)多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞對地塞米松誘導(dǎo)凋亡的反應(yīng)性;逆轉(zhuǎn)多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞對硼替佐米的耐藥性[19-20]。這種協(xié)同作用在與鉑類、孢堿類、硼替佐米、阿霉素類等細(xì)胞毒藥物共同作用時均有體現(xiàn)[21-22]。LCP的這種特性為臨床抗腫瘤治療的給藥策略提供了新的選擇。
8.結(jié)語
作為醫(yī)學(xué)生物技術(shù)研究的前沿領(lǐng)域,抗腫瘤的分子靶向治療在研究與應(yīng)用中不斷取得新突破。新的靶點和針對該 靶點的藥物研究越來越受到關(guān)注。Gal-3與腫瘤發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。作為其高親和力配體,LCP競爭性抑制體內(nèi)Gal -3,封閉其表面的結(jié)合位點,具有廣泛的抗腫瘤特性。前期的體外與體內(nèi)實驗為進(jìn)一步研究打下了堅實的基礎(chǔ)。雖然 LCP的某些抗腫瘤作用的具體機(jī)制尚未明確,但它已經(jīng)顯示出臨床應(yīng)用的可行性和較大的潛力。與此同時,我們也清楚 地認(rèn)識到,將LCP推向臨床抗腫瘤治療的一線,還有較長的路要走:諸如在不同的腫瘤中,Gal-3的表達(dá)差異很大,LCP 作為依賴前者表達(dá)而產(chǎn)生作用的藥物,是否能夠穩(wěn)定表現(xiàn)出有效的抗癌效應(yīng)尚需證明。腫瘤生物學(xué)行為的復(fù)雜性和細(xì)胞克隆的不均一性,將有可能限制其在臨床的廣泛應(yīng)用。
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