人参皂苷Rh2抗白血病作用机理的研究进展

图1人参皂苷Ｒh2的化学结构LISHIZHENMEDICINEANDMATEＲIAMEDICAＲESEAＲCH2014VOL．25NO．9时珍国医国药2014年第25卷第9期人参皂苷Ｒh2抗白血病作用机理的研究进展夏婷1，2，许吕宏2，方建培2*(1．吉林大学珠海学院，广东珠海519041;2．中山大学第二附属医院，广东广州510120)摘要:目的将人参皂苷Ｒh2对白血病的抗肿瘤作用机理作以综述。方法查阅国内外相关资料并对人参皂苷Ｒh2对白血病的抗肿瘤作用机理进行整理、归纳。结果人参皂苷Ｒh2是人参中抗肿瘤的主要有效成分。能抑制白血病细胞增殖、促进凋亡、诱导分化、增加化疗药物的敏感性和逆转耐药等作用，而且具有毒副作用小，能提高机体免疫力，不易产生耐药性等优点。结论随着人参皂苷Ｒh2对白血病细胞的作用机制的不断阐明，为白血病治疗提供新的思路。关键词:人参皂苷Ｒh2;白血病;作用机理DOI标识:doi:10．3969/j．issn．1008-0805．2014．09．069中图分类号:Ｒ285．5文献标识码:A文章编号:1008-0805(2014)09-2209-03ＲesearchProgressofmechanisminducedbyGinsenosideＲh2inleukemiaXIATing1，2，XULü-hong2，FANGJian-pei1*(1．ZhuhaiCollegeofJilinUniversity，Zhuhai，519041，China;2．SunYat－senMemorialHospitalofSunYat–senUniversity，Guangzhou，510120，China)Abstract:ObjectiveToreviewtheantitumormechanisminducedbyGinsenosideＲh2inleukemia．MethodsLookedthroughtherelatedinformationandreferencesfromdomesticandabroad，analyzedandreviewedtheantitumormechanismofGinsenosideＲh2．ＲesultsGinsenosideＲh2isachiefeffectiveanti－tumoringredientsinginseng．Ithasbeenreportedtohavevariousbio-logicaleffectsincludinganti－tumoractivityondifferentmammaliantumorcells，meanwhileithastheadvantagesoflittlesideeffects，immunitypromotionandnoteasytoproducedrugresistance．ConclusionFurtherresearchshouldbecarriedouttofullyinvestigatethesemechanismsandprovideanewwayforthetreatmentofleukemia．Keywords:GinsenosideＲh2;Leukemia;Mechanism人参(PanaxginsengC．A．Meyer)为五加科(Araliaaeae)人参属(PanaxLinn)植物，作为中草药目前在全世界广泛应用［1］。人参皂苷Ｒh2(ginsenosideＲh2，GＲh2)是人参的主要活性成分之一。近年来，经国内外学者的研究发现GＲh2是人参中的主要抗肿瘤有效成分，对黑色素瘤、肺癌、肝癌、白血病等多种肿瘤组织细胞［2，3］，均表现出明显的药理活性，被认为是一种非器官特异性的抗肿瘤药物。目前临床上使用的白血病化疗药物不仅作用于白血病细胞，同时也作用于正常细胞，毒副作用较强，严重抑制正常骨髓造血细胞及机体免疫功能，影响病人的生活质量［4］。为了克服化疗药物带来的毒副作用，人参皂苷Ｒh2由于其毒性低，安全可靠，受到国内外学者的关注［5］。本文将GＲh2对白血病的抗肿瘤作用机理综述如下。1GＲh2的概述人参作为传统的名贵中药材，在国内外广泛应用，素有“百草药王”的美誉。近年来，随着国内外学者对人参的深入研究，发现其抗肿瘤有效成分主要是人参多糖和人参皂苷。人参皂苷(ginsenoside)是人参的主要活性成分，目前己分离出六十余种人参皂苷单体［6］。生晒参经98～100℃加热蒸馏加工制得红参，GＲh2是由于在制备过程中某些原人参二醇组人参皂苷受热分解，配基上的糖收稿日期:2013-10-21;修订日期:2014-05-01基金项目:国家自然科学基金(No．81100370)作者简介:夏婷(1979-)，女(汉族)，河南濮阳人，吉林大学珠海学院讲师，中山大学在读博士研究生，主要从事药物对白血病作用机制研究工作．*通讯作者简介:方建培(1962-)，男(汉族)，广东广州人，中山大学第二附属医院教授，博士研究生导师，博士学位，主要从事小儿血液病研究工作．链烃断链降解而产生的次皂苷。其在红参中的含量约十万分之一左右［7］。GＲh2的化学名为原人参二醇－3－氧－B－D－吡喃葡萄糖苷［protopanaxadio1－3－O－β－D－glucopytanoside］，是在苷元环烷烃的C3上只连接着一个葡萄糖。其化学结构如图1所示。GＲh2作为近年从人参中提取的一种天然活性成分，属于小分子脂溶性物质，可溶于乙醇，容易通过血脑屏障。近年研究发现GＲh2具有较强的抗肿瘤活性，而且对正常细胞无毒副作用［8，9］。因其高效、安全的抗肿瘤作用引起了众多国内外学者的密切关注，成为研究热点。2GＲh2的抗肿瘤作用20世纪60年代人们已经认识到人参对某些恶性肿瘤具有一定的抑制作用。人参抗肿瘤作用的有效成分为人参皂苷Ｒh2、Ｒg3和Ｒg5。其中Ｒh2的抗肿瘤活性最强，Ｒg3次之。近年来国内外学者研究发现GＲh2对黑色素瘤、肺癌、肝癌、神经胶质瘤、乳腺癌、前列腺癌、大肠癌、白血病等多数肿瘤组织细胞均表现出明显的药理活性。其抗肿瘤作用机制主要有抑制肿瘤细胞的增·2209·时珍国医国药2014年第25卷第9期LISHIZHENMEDICINEANDMATEＲIAMEDICAＲESEAＲCH2014VOL．25NO．9殖、诱导肿瘤细胞的凋亡、抑制肿瘤的转移、逆转肿瘤细胞多药耐长、侵袭和转移，促进肿瘤细胞凋亡。过表达PTEN可以抑制白药性、诱导细胞分化、对肿瘤直接杀伤作用和提高机体的免疫力。血病细胞增殖，促进细胞凋亡，并导致细胞周期阻滞在G0/G1并证明其对正常细胞的毒性甚低，被认为是一种非器官特异性的抗肿瘤药物。Guo等［10］用12μM的GＲh2体外处理肝癌SK－HEP－1细胞，结果发现通过Bax/Bak移位到线粒体，引起线粒体膜电位的降低和细胞色素C的释放，接着活化Caspase－9、Caspase－8和Caspase－3，从而促进人肝癌SK－HEP－1细胞凋亡。Choi等［11］观察GＲh2对人乳腺癌MCF－7和MDA－MB－231细胞在体外和小鼠模型中的影响，结果发现在体外GＲh2给予0－80μM的和给小鼠口服5mg/kg的GＲh2均能明显抑制这两种细胞的增殖，并呈浓度依赖性;GＲh2是通过下调抗凋亡基因Bcl－2，Bcl－xL和Mcl－1，诱导促凋亡成员Bak、Bax和Bim转位到线粒体来刺激Caspase的活化，从而发挥促凋亡作用的，提示GＲh2可能成为一种有潜力的治疗和预防乳腺癌的口服药物。Park等［12］在体外用0～50μMGＲh2处理表皮样癌A431细胞0－36h，结果发现GＲh2能减少细胞膜上的膜脂，增加其的内化，引起Akt的激活减少，使Akt依赖的抗凋亡蛋白Bad磷酸化的降低，而促凋亡蛋白Bax和Bim增加，最终促进细胞凋亡。3GＲh2的抗白血病作用白血病是最常见的恶性血液系统疾病之一。调查报道:0－14岁儿童白血病的发病率为2/10万～3/10万，居儿科各种恶性肿瘤的发病首位［13］。近年来联合化疗仍然是目前治疗白血病的主要手段.然而化疗药物毒副作用较强，严重抑制正常骨髓造血细胞及机体免疫功能，影响病人的生活质量.GＲh2作为天然中草药提取物对白血病细胞具有明显的抗肿瘤活性，研究表明Gh2能抑制白血病细胞增、促进凋亡、诱导分化、增加化疗药物的敏感性和逆转耐药等作用［14］，同时其毒副作用低，能提高机体免疫力，不易产生耐药性，是近年来研究的热点。以下具体介绍GＲh2对白血病细胞的抗肿瘤作用机理。3．1GＲh2抑制白血病细胞增殖的作用正常情况下细胞增殖与细胞凋亡之间保持一种动态平衡，细胞增殖失控或细胞凋亡受阻均可导致肿瘤发生。GＲh2对肿瘤细胞增殖周期的调控及诱导凋亡是抗肿瘤机制中最基本的途径。GＲh2主要杀伤处于增殖期的肿瘤细胞，特别是对S期和M期细胞最为敏感。有实验报道GＲh2和GＲh3能够诱导人早幼粒白血病HL－60细胞分化为粒细胞，抑制细胞增殖，同时阻滞细胞周期于G1/S期。有学者研究表明，GＲh2能显著抑制人早幼粒白血病HL－60细胞增殖，引起HL－60细胞G1期阻滞。GＲh2对HL－60细胞生长的抑制作用呈浓度和时间依赖性效应。另有学者采用四甲基偶氮唑盐法观察GＲh2抑制K562白血病细胞的能力，结果显示GＲh2能抑制K562细胞生长，且这种抑制作用具有一定的剂量依赖性和时间依赖性。GＲh2对K562细胞的半数抑制浓度为25．0mg/L。随着GＲh2浓度增加和作用时间长，K562细胞的存活率逐渐下降。刘艺等［15］探讨体外用0．040g/L的GＲh2对人急性髓系白血病细胞株KG1α的作用48h，结果发现GＲh2对KG1α细胞具有明显的增殖抑制作用，其机制可能抑制wnt/β－catenin/TCF4/CyclinD1信号通路有关。另有报道癌基因与抑癌基因调控失常也可引起细胞增殖失控，导致肿瘤发生。在白血病细胞中，这些基因表达水平的异期［16］。3．2GＲh2诱导白血病细胞凋亡的作用细胞凋亡(apoptosis)，又叫细胞程序性死亡(programmedcelldeath，PCD)，是机体细胞在正常生理或病理状态下发生的一种自发的、程序化的死亡模式。其形态学特点为细胞内出现凋亡小体，即细胞受体外各种刺激后出现细胞核固缩、染色质浓聚、细胞膜皱折、细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸外翻，最后裂解成许多有膜包裹的颗粒一凋亡小体。细胞凋亡受到一系列相关基因的严格调控。根据凋亡信号的来源可以将细胞凋亡信号转导通路分成两条:外源性通路(死亡受体通路)和内源性通路(线粒体通路)，两条通路均伴随着caspase家族蛋白的激活。caspases蛋白家族直接参与凋亡早期启动、凋亡信号的传递以及凋亡晚期作用于不同凋亡底物(主要是一些DNA酶和一些细胞骨架蛋白)，其中caspase3的活化起核心作用，是细胞凋亡发生的关键步骤［17］。调节其在肿瘤细胞中的表达水平，可有效提高肿瘤的治愈率。另外，Bcl－2家族蛋白位于线粒体的上游，通过增加线粒体膜通透性，来抑制多种形式的细胞凋亡，使细胞生长停留在G0期对线粒体诱导的细胞凋亡具有重要的调节作用［18］。研究发现GＲh2能够诱导HL－60细胞中TNF－a的过表达，证明TNF－α是介导GＲh2抗肿瘤作用的主要信号转导途径之一，G－Ｒh2能明显诱导HL－60细胞蛋白表达谱的改变。汪凌昊［19］用25μM的GＲh2可以特异诱导TNF－α过表达，进而激活Caspase8/Caspase3外源性凋亡通路及Caspase9/Caspase3内源性凋亡通路，诱导HL－60细胞凋亡。同时GＲh2通过激活TNF－α，上调钙网蛋白表达，进而改变细胞内Ca2+稳态，发挥促进肿瘤细胞凋亡的作用;但p21蛋白不参与GＲh2诱导的HL－60细胞凋亡及TNF－a信号转导通路。侯毅鞠等［20］研究用5，10，20，40mg/L的GＲh2体外处理HL－60细胞48h后，GＲh2能有效抑制体外培养HL－60细胞的增殖，并诱导其凋亡，干预效果呈时间和