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!堕:堑:№:兰紫杉醇类化合物抗肿瘤作用机制研究王世卿【关键词】柴杉醇类化舍物;抗肿瘤药;作用机制;肿瘤治疗【中图分类号】R979.1【文献标识码】A【文章编号】1008.7044(2008)04-0375-02紫杉醇(Palitaxel,商品名Taxol,PTX)最初是从紫杉(红豆杉)树皮中分离提取的具有高效抗肿瘤活性的天然产物。
现已通过合成、细胞培养、真菌发酵、基因工程等途径获得紫杉醇类化合物。
近年来,紫杉醇类化合物被证实对卵巢癌、乳腺癌、食管癌、肺癌等多种恶性肿瘤具有确切的疗效,是当前国际公认的额型抗肿瘤药。
由于其具有独特的抗癌机理,对其机理的研究一直国际关注的热点。
1阻滞肿瘤细胞有丝分裂微管是真核细胞的一种组成成分,它由两条类似的多肽(d和B)为单位构成的微管蛋白二聚体形成。
微管具有构成细胞网状支架,维持细胞形态,参与细胞运动,参加细胞器的位移及胞内物质运输等功能,尤为重要的是染色体的分裂和位移,均需在微管的帮助下进行。
正常情况下,微管和微管蛋白二聚体之间存在动态平稳,微管在钙离子的作用下解聚,有丝分裂时形成纺缍体和纺缍丝,牵引染色体向两极移动。
紫杉醇结合到p・微管蛋白的N-端第31位氨基酸和217-231位氨基酸位点,促进微管聚合并稳定微管结构。
阻止其解聚成亚单位,进而影响微管聚合与解聚的动态平衡,阻碍纺缍丝的形成,导致细胞周期停滞于G2/M期,快速分裂的肿瘤细胞出现生长抑制而死亡…。
紫杉醇还能抑制有丝分裂所必需的微管网的正常动态再生,防止正常的有丝分裂纺锤体的形成,导致染色体断裂并抑制细胞复制和移行。
紫杉醇也能改变细胞的有丝分裂过程,使有丝分裂持续的时间从0.5h增加到15h,并抑制细胞质分裂旧J。
高浓度的紫杉醇能使细胞形成稳定的微管束,生成大量的微管聚合物,使细胞分裂停滞于G2/M期。
用低浓度(10nmoL/L)的紫杉醇处理HeLa细胞(20h)能诱导90%的细胞停滞于G2/M期,主要是由于抑制了纺缍体的运动而造成的。
当除去培养基中的紫杉醇(10—1000nml/L),被阻滞的细胞不能继续繁殖,这些细胞不能通过分裂后期或胞质分裂期,而是进入一个类似于分裂间期的状态,没有额外的DNA合成和多倍体的形成,DNA继续降解为核小体,细胞在48-72h内死亡pJ。
2诱导细胞凋亡2.1紫杉醇诱导细胞凋亡与Fas/Fasl信号传导系统Fas/Fasl信号传导系统是细胞凋亡信号传导的重要途径之一。
用Fasl抗体可以抑制紫杉醇诱导的凋亡,表明紫杉醇诱导细胞凋亡与Fas/Fasl相关¨1。
实验中发现,紫杉醇作用于人肉瘤细胞Saos-2后Fas的表达持续升高,Fasl的表达也增高了3倍。
说明G2期阻滞后,紫杉醇通过陆/F鹳l系统诱导Saos-2【作者单位】辽东学院医学院教务科.辽宁丹东l18002【作者简介】王世卿(1967一).女,山东淄博市人,副教授,大学。
・375・细胞凋亡【,J。
也有人检测了6种表达Fas/Fasl的肺癌细胞经紫杉醇处理后该通路的功能,结果只在一株肺癌细胞中发现Fas表达升高№j。
Fas/F硇l信号传导系统在紫杉醇诱导细胞凋亡中所起的作用不同,可能与细胞类型不同有关,也可能与肿瘤细胞产生耐药性有关。
2.2紫杉醇诱导细胞凋亡与半胱氨酸蛋白酶(c酗p鹳es)家族c船p蹈es家族以非激活的酶原形式存在于细胞内,一旦被激活,将有序地引入各种c∞p鹊es参与下游的一系列蛋白水解的连锁反应,引起细胞凋亡。
用紫杉醇处理BJABBurkltt样淋巴瘤细胞时发现,c鸹pases-3被激活早于凋亡细胞DNA梯形条带的出现,也早于细胞形态学的变化。
用GDP解离抑制剂进行的研究也证明紫杉醇诱导的细胞凋亡首先激活了c鹊p鹊es-3¨1。
Puci等证明,紫杉醇作用于人肉瘤细胞Saos-216h后激活了c鲳pascs一3。
用z.VAD.FMK和Z.DEVD.FMK抑制caspases可使Saos-2细胞免受紫杉醇诱导的凋亡"】。
过渡表达的Apaf-I可增强人白血病HL-60细胞对治疗浓度下紫杉醇的敏感性,这种增强与bcl-2,bcl-xl,bax,Fas或Fasl表达的变化无关,而与c∞pasesO和c∞p髂e8-3的剪切活性有关。
还有研究发现紫杉醇处理肺癌细胞后,caspases4也被激话∞】。
2.3紫杉醇诱导细胞凋亡与c2Mos基因表达C2Mos是抑制p39原癌基因表达的一个重要的细胞因子。
有研究发现用50.g/ml(IC50)的紫杉醇处理人卵巢癌SKOV3细胞后,观察到细胞分裂阻滞、cyclinBl表达增多和cdc2/cychnBl激酶的活化,24h后出现细胞凋亡,48h后达高峰。
C:Mos基因的表达及活化出现在24h后,与细胞凋亡同步¨J。
用喜树碱、长春新碱等作用于微管的抗癌药物处理SKOV3细胞,均能诱导C:Mos基因的表达及活化,而且这种作用发生在细胞分裂停滞之后,与细胞凋亡同步一J。
提示紫杉醇诱导的细胞凋亡可能是由C:Mos基因的表达所介导。
关于紫杉醇诱导的C:Mos基因表达正在进一步的研究中。
2.4紫杉醇诱导细胞凋亡与bcl-2基因家族Bcl-2家族中一些成员促进凋亡,如Bax基因;另一些则阻碍凋亡,如Bel-2基因¨…。
有研究表明紫杉醇诱导MCF27细胞凋亡时bel22降低、bax增加,同时bcl22/bax的比率亦随时间延长及剂量的增加而逐渐下降,呈现出明显的时间及剂量依赖性¨¨。
一般认为,Bd-2通过与其家族中的其它成员,如bax形成二聚体起到抑制凋亡的作用。
磷酸化的Bcl-2不能与bax同源结合,致使游离bax水平增高,造成凋亡的有利条件。
人们发现紫杉醇诱导的细胞凋亡往往伴随着Bcl22的磷酸化¨“。
紫杉醇与其它作用于微管的药物有类似之处,都具有使Bcl-2高磷酸化作用。
有研究表明,Raf21是紫杉醇诱导细胞凋亡的重要介质。
Rat21是细胞繁殖和生长信号转换的一个重要介质,与上万方数据・376・游酪氨酸激酶和下游的丝氨酸/苏氨酸激酶相联系。
激活Rat21提示紫杉醇可能激活Ras/Raf信号传导途径¨引。
JNK也可能是使是使Ikl-2磷酸化的激酶。
一系列研究提示,AsK.1/JNK一1通路可在体内磷酸化Bel-2¨“。
紫杉醇使Bcl-2在70位及87位的丝氨酸残基磷酸化,而这一段序列呈现丝裂原激活的蛋白激酶的模体,从而证实了JNK-1激活了Bcl-2的磷酸化¨“。
3LPS活性紫杉醇具有类似LPs的活性,但可能并不依赖Lps的信号系统。
研究发现,紫杉醇可激活AP-1和NF—KB转录因子,还可诱导鼠巨噬细胞分泌TNF-口以及产生NO,与LPS相似。
对LPS反应低下的巨噬细胞用紫杉醇处理后无TNF的表达及NO的产生。
Byrd等从鼠巨噬细胞鉴定出两个紫杉醇的靶点属于热休克蛋白(heatshockproteins,HSPs)家族。
用HSPs的抑制因子可以阻断紫杉醇和LPS激活巨噬细胞NF.KB的转核作用及TNF的表达,表明紫杉醇首先与HSPs结合,然后激活巨噬细胞¨51。
texotere是紫杉醇类化合物,具有同样的稳定徼管的作用。
当以含10%人血清的培养液培养人巨噬细胞时,紫杉醇和texoterc均可诱导PGHs-2的表达,然而,当将人血清换为牛血清时,细胞仅对LPS有反应,对紫杉醇和tex・otere均无反应。
提示后两者的作用不依赖LPS样过程。
还有研究发现,紫杉醇通过p38MAPK通路诱导人和鼠巨噬细胞PGHS-2的表达¨“。
紫杉醇可以逆转肿瘤细胞诱导的巨噬细胞免疫抑制,可使巨噬细胞恢复产生免疫因子的能力。
体外研究发现,紫杉醇可使荷瘤宿主巨噬细胞增加产生IL-12。
紫杉醇可通过诱导]L-12的产生纠正肿瘤诱导的免疫功能失常¨“。
综上所述,紫杉醇的作用机制是个非常复杂的问题,可能还有一些机制没有明了,有待进一步研究。
明确紫杉醇的抗肿瘤机制,可以为制定临床治疗方案提供更可靠的依据和指导,有利于发挥药物的最佳疗效。
由于目前临床上使用的紫杉醇助溶剂聚羟乙基蓖麻油乙醇具有刺激血管、过敏、心脏毒性等不良反应,如何改变其剂型,减轻毒副作用正成为国际上研究的新课题。
本课题组正致力于紫杉醇口服制剂的研究,增强其抗肿瘤活性,尽量减少临床应用过程中给病人带来的痛苦和不适,使其最大限度造福于人类。
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