1940年首次从毛叶黎芦(veratrum grandiortua O,Loes)的根部分离得到白藜芦醇(resveratrol,Res),到目前为止已经在12个科、31个属的72种植物中发现Res。Res是植物为抵抗外界刺激如紫外照射、真菌感染等而产生的一种植物抗生素,对植物本身具有保护作用。其化学名称为3,4,5-三羟基-1,2-二苯乙烯。近年大量研究发现,Res可以预防和缓解许多疾病如癌症、心血管疾病等。
侵袭和转移是恶性肿瘤最普遍的一种生物学行为和最本质的特征,分子水平过程将其分成3个步骤:黏附、趋化运动、降解,其中的一个环节受到抑制就可以阻止肿瘤的转移。体内外实验表明,目前,已有体内外实验表明Res具有抑制肿瘤转移的作用。Res对肿瘤转移发生发展的作用及机制的研究有助于寻找治疗恶性肿瘤转移的新靶点。
1 对细胞基质酶的影响
基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)是一类锌离子依赖的细胞外基质水解酶,其中MMP-2能降解基膜的主要成分Ⅳ型胶原,在肿瘤细胞的侵袭转移中起着极其重要的作用,MMP及其抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinase,TIMP)与肿瘤的侵袭及转移关系密切。有报道由癌到癌旁组织MMP-2、MMP-9表达均存在由阳性逐渐转变为阴性的趋势,提示肿瘤细胞可以通过可溶性介质或膜结合分子与间质细胞进行信息交换,协同产生和调节MMP-2、MMP-9,在肿瘤侵袭和转移机制中具有重要意义。Res能够抑制多发性骨髓瘤细胞的MMP-2蛋白表达和活性,通过抑制核转录因子κB(NF-κB)活性来抑制血液系统中肿瘤MMP-9的表达,还能够通过激动过氧化物酶体增生物激活受体抑制细胞外基质金属蛋白酶诱导因子的表达抑制MMP-9的表达。这些现象提示,如果能将Res应用于临床并达到有效血液浓度,有可能抑制癌细胞的侵袭与转移能力,达到一定的临床治疗效果。
2 对血管生成的影响
新生的肿瘤血管增加肿瘤的血液灌注,促进肿瘤生长、浸润和转移,实体瘤直径超过2~3mm(软骨肉瘤除外),细胞数到达107,其继续生长就要靠血管供应保证,否则,细胞静止于休眠状态。肿瘤血管的生成为其发生发展提供了充足的营养,是肿瘤细胞生长和转移的基础,研究表明,Res能通过多种机制影响肿瘤血管的形成。
2.1 对血管生长因子的影响
血管内皮生长因子(VEGF)在血管形成的各个阶段都发挥着重要作用,其主要生物学功能是增加微血管的通透性和特异性与血管内皮细胞受体结合,促进血管内皮细胞的分裂和增殖,导致新生血管的生成。抑制VEGF可以抑制肿瘤的生长和转移。在人乳腺癌裸鼠移植瘤实验中Res可通过下调VEGF的表达而抑制肿瘤血管的生成。常洪波等研究Res对裸鼠U87细胞移植瘤生长及血管生成的影响,选用20只BALB/c裸鼠,背部皮下接种神经胶质细胞瘤U87建立皮下移植瘤模型,应用免疫组织化学法检测瘤细胞中血管密度和VEGF的表达,结果发现瘤组织中血管密度、VEGF的表达明显降低,裸鼠移植瘤的发展明显受到抑制,这可能与Res导致细胞凋亡和血管减少有关。目前认为VEGF-C是唯一的特异性促进淋巴管生成的细胞因子,与肿瘤淋巴结侵犯和转移密切相关,这为抗肿瘤转移治疗找到了新的靶点。叶春祥研究发现食管癌组织中VEGF-C高表达,与食管癌中淋巴管生成和淋巴转移密切相关。上述研究证明Res具有抑制新生血管形成的作用,可望在预防和治疗病理性血管生成的药物开发方面发挥作用。
2.2 对内皮细胞的作用
血管内皮细胞能合成多种血管活性物质,对血管收缩功能和血液流动性有不可替代的调节作用。对维持正常血液循环有重要的生理意义。Bruder等研究发现Res能抑制肺动脉内皮细胞增殖,其机制可能通过诱导一氧化氮合酶(iNOS)的合成、增加P53蛋白及周期蛋白依赖的蛋白激酶抑制因子p21WAFI/CIPI的表达,导致内皮细胞的形态结构发生变化,阻止细胞从S期进入G2期。可见,Res能够直接抑制血管内皮细胞的增生、迁移及诱导其凋亡,抑制血管的生成。
3 对微小RNA表达的影响
微小RNA(miRNA)是由19~25个核苷酸构成的非编码单链RNA分子,在转录后水平负调节靶mRNA表达,广泛存在真核生物体内。参与生物体发育过程中细胞分化、增殖、凋亡等多种生理病理途径的调控。到日前为止,在动植物以及病毒中已经发现4361个miRNA分子。研究发现Res可以通过影响miRNA表达而影响肿瘤转移。徐凌等通过体外实验证明Res能通过下调m1R-151表达,抑制肝癌细胞HepG2增殖并诱导凋亡。Bae等:研究发现Res能够改变miRNA在A549细胞中的表达谱。
4 对相关信号传导通路的干扰
肿瘤恶化转移的演迸最终是由细胞调控机制发生紊乱造成的。研究发现,Res主要通过抑制转录因子激活蛋白1(AP-1)、NF-κB的活化来抑制细胞增殖,还发现Res对白细胞介素、表皮生长因子及VEGF等相关产物的调节都与抑制AP-1或核因子-κB调控信号激酶的信号传导通路有关。
5 结语
Res属非黄酮类多酚化合物,广泛存在于药食两用食物中,其开发和利用备受关注。Res的抗肿瘤作用已被证实,Res不仅可以抑制肿瘤的发生,还能抑制肿瘤细胞增殖,促进凋亡。Res不但对不同肿瘤作用机制不同,对同一肿瘤不同细胞株作用机制也不一样。总之,Res是具有发展潜力的抗癌药物之一,对其抗肿瘤转移的机制尚需深入研究,开发Res及其类似物,对将来临床用药有积极作用。