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  • 低分子柑橘果胶在肿瘤治疗中的研究进展
  • 发布时间: 2019/4/24 点击次数:985 
  •  低 分 子 柑 橘 果 胶 在 肿 瘤 治 疗 中 的 研 究 进 展
    汪峰,刘海鹰!
    广州医学院附属肿瘤医院胃肠外科( 广州 510095  )

      手术与放、化疗结合的综合治疗是目前恶性肿瘤治疗的标准模式。传统化疗药物的缺点在于缺乏对正常细胞与肿瘤细胞的选择性,药物不良反应限制了其治疗强度和频率,又存在耐药问题,故使大多数患者的治疗难以为继。与之相比,实践已证明分子靶向治疗具有高选择性、低毒性和高治疗指数,可长期用药。它以肿瘤细胞的某些特殊分子为作用靶点,通过使用小分子化合物、单克隆抗体、多肽等物质,特异性干预调节肿瘤细胞生物学行为的信号通路,从而达到抑制 肿瘤发展的目的。在表现出更强抗肿瘤活性的同时,亦减少对正常细胞的毒副作用。这种有的放矢的治疗方法为肿瘤治疗指明了新的方向。寻找新的作用靶点和针对这种靶点的高 效、特异性化合物是目前抗癌工作者的迫切渴望和受到广泛重视的研究课题。低分子柑橘果胶(low-molecular-weight-citruspectin,LCP)是一种从柑橘类水果的果皮及果浆中提取出的水溶性多糖类化合物,在经过高pH及高温处理后,能与恶性表型的细胞亲和黏附,特异性杀伤并清除突变细胞[1]。它可以作为体内半乳糖凝集素-3(Galectin-3,Gal-3)配体的竞争性抑制剂,封闭肿瘤细胞表面的Galectin-3 位点,阻止肿瘤细胞的形成与发展[1]。而它所针对的Galec-tin-3被称为“肿瘤相关蛋白”,广泛分布于正常细胞及肿瘤细胞,参与调节细胞生长与分化,它几乎与肿瘤形成、发展与转移的全过程密切相关[2]。

    1.LCP与失巢凋亡(anoikis)

    肿瘤细胞的转移,首先必须穿过基底膜(basementmem-brane,BM)和细胞外基质(extracellularmatrix,ECM),脱离原发部位进入血液。在这一过程中,肿瘤细胞必须面对因失去与基质黏附、锚定而产生的失巢凋亡,并且在随血转运的过程中保持存活。研究显示,Galectin-3是肿瘤细胞对抗失巢凋亡的关键抑制蛋白[3]。它主要通过调节周期蛋白及其抑制因子的表达促使细胞快速通过对凋亡刺激敏感的G1早期,使细胞周期停滞在对失巢凋亡不敏感的G1后期。

    HSIEH等[4]研究显示,LCP影响人前列腺癌细胞JAC-1的细胞周期,下调其cyclin-B及cdc2,使细胞积累于G2/M 期,诱导产生凋亡。证实LCP可明显抑制Galectin-3对失巢凋亡的抵抗作用随后,在乳腺上皮细胞癌研究中得到类似的报道[5]。但目前尚无LCP直接作用于细胞失巢凋亡的证据。

    2.LCP与肿瘤细胞在转移靶器官的“着床”

    肿瘤细胞成功逃逸后,通过循环抵达远处靶器官,在其脉管系统中停留。在Galectin-3的帮助下,转移的肿瘤细胞与血管内皮细胞黏附“着床”。在这里,Galectin-3与肿瘤相关T抗原(thomson-friederreichglyoantigen)相互作用,先是介导肿瘤细胞定位于血管内皮细胞,紧接着又促使肿瘤细胞之间同型聚集于“着床点”[3,6]。LCP具有强大的抗黏附特性,能有效干扰癌细胞之间的同型聚集及其与血管内皮细胞相黏附。Lehr等[7]在体外实验中对11种抗黏附小分子进行了测试,证实LCP最能够阻断前列腺癌细胞与骨髓内皮细胞相黏附。体内试验中,LCP抑制乳腺癌细胞和前列腺癌细胞在肺、骨组织中形成转移瘤的有效率大于90%[7]。 

    3.LCP与肿瘤细胞侵袭性

    肿瘤细胞“着床”于远处靶器官后,立即在微血管内增殖,进而穿透血管壁,侵入实质形成转移瘤。在正常细胞与肿瘤细胞之间,存在由基底膜和细胞外基质构成的“屏障”,后者主要是一些结缔组织成分的混合物,包括胶原、层黏蛋 白、蛋白多糖等许多分子。转移的肿瘤细胞必须经过与细胞外基质间的一系列反应,才能够侵袭成功,形成转移瘤。有报道显示,高表达Gal-3的前列腺癌细胞比不表达的癌细胞侵袭力高得多,证明Gal-3的表达与细胞侵袭性相关[8]。体外实验中,LCP成功抑制了人乳腺癌及口腔癌细胞穿过由 内皮细胞构建的人工基底膜模型,并且这种抑制作用呈剂量依赖性[9]。此后的不同细胞模型中,LCP均显示出抑制癌细胞侵袭力的能力[10]。LCP的这种减低肿瘤细胞侵袭的能力,极可能与抑制Gal-3有关。

    4.LCP与早期转移的克隆数

    随着肿瘤细胞停留在远处器官并穿出血管,其中的绝大多癌细胞面临着凋亡,只有不到2%的细胞存活,形成微转 移。早期细胞克隆的存活是形成有效转移的关键。作为肿瘤细胞的保护性机制之一,Gal-3通过抑制细胞凋亡,增加早期克隆的存活数量[8]。最新研究显示,LCP能够明显影响体外血管肉瘤细胞的克隆形成。这一机制应该与降低Gal-3的抗凋亡能力有关[2]。

    5.LCP与血管生成

    自从Folkman发现肿瘤生长与血管形成密切相关以来,新生血管生成能力被认为是肿瘤侵袭性的标志。微转移发展成为临床转移瘤有赖于新生血管的生成。这是一系列细胞和分子正向及负向调节的综合结果。Gal-3在这一过程中扮演了极其重要的角色,它表面的糖识别结构域能与细胞表面的受体结合促进毛细血管生成[11-12]。LCP影响人内皮细胞对Gal-3的趋化性,降低血管生成能力,并且这种抑制 作用呈剂量依赖性。体外实验予以浓度0.1%的LCP即能完全抑制血管生成[13]。体内试验中,口服LCP能阻断多种肿瘤细胞的生成和转移[14]。本课题组前期试验亦已证实,在小鼠的结肠癌模型中,口服LCP能够减少转移灶的血管生成,有效抑制肝转移[14]。

    6.LCP对凋亡的诱导作用

    Gal-3与Bcl-2有明显的序列相似性。它含有2个抗凋亡的序列,其一可与Bcl-2结合产生抗凋亡作用;另一个是Ser6位点,该位点为CKI的磷酸化位点(此点突变后,Gal-3失去抗凋亡能力)[14]。有研究表明,胞核Gal-3磷酸化并转移至细胞浆是其发挥抗凋亡功能的关键步骤[15]。在转染Gal-3载体后的前列腺癌LNCaP细胞中,顺铂诱导细胞核 Gal-3磷酸化并由转移细胞浆或核周膜,胞浆中磷酸化Gal-3 进一步诱导Bad蛋白磷酸化,调节Bcl-2稳定线粒体膜电 位,抑制细胞色素C释放和caspase-3激活,从而起到抗凋亡作用。转染了野生型Gal-3载体的乳腺癌BT-549细胞中,经顺铂治疗后,由胞核转运至胞浆的磷酸化Gal-3,能激活细胞外信号调节激酶(ERK)和Jun氨基末端激酶(JNK),后两者激活促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径而抑制凋亡[16-17]。实验证实,LCP能够有效对抗Gal-3的抗凋亡作用,除此之外,其自身也拥有诱导凋亡的能力[18]。在LCP诱导多发性骨髓瘤凋亡的试验中,凋亡信号被证明由caspase-8 传递至caspase-3(即外源性凋亡通路),对线粒体膜电位的改变缺乏足够证据[19]。其诱导凋亡的具体机制研究尚在进行中。

    7.LCP对细胞毒药物的增敏及化疗药物抵抗后的逆转

    肿瘤细胞对抗肿瘤药物产生耐药是导致肿瘤化疗失败的常见因素,也是困扰肿瘤治疗的关键性难题。多数患者在经过抗肿瘤药物治疗有效的一定时间后,出现不同程度的药物抵抗。实验证明通过抑制Gal-3抗凋亡功能,LCP能显著增加血管肉瘤细胞对多柔比星所诱导凋亡的敏感性;增强多发性骨髓瘤细胞对地塞米松诱导凋亡的反应性;逆转多发性骨髓瘤细胞对硼替佐米的耐药性[19-20]。这种协同作用在与铂类、孢碱类、硼替佐米、阿霉素类等细胞毒药物共同作用时均有体现[21-22]。LCP的这种特性为临床抗肿瘤治疗的给药策略提供了新的选择。

    8.结语

    作为医学生物技术研究的前沿领域,抗肿瘤的分子靶向治疗在研究与应用中不断取得新突破。新的靶点和针对该 靶点的药物研究越来越受到关注。Gal-3与肿瘤发生、发展密切相关。作为其高亲和力配体,LCP竞争性抑制体内Gal -3,封闭其表面的结合位点,具有广泛的抗肿瘤特性。前期的体外与体内实验为进一步研究打下了坚实的基础。虽然 LCP的某些抗肿瘤作用的具体机制尚未明确,但它已经显示出临床应用的可行性和较大的潜力。与此同时,我们也清楚 地认识到,将LCP推向临床抗肿瘤治疗的一线,还有较长的路要走:诸如在不同的肿瘤中,Gal-3的表达差异很大,LCP 作为依赖前者表达而产生作用的药物,是否能够稳定表现出有效的抗癌效应尚需证明。肿瘤生物学行为的复杂性和细胞克隆的不均一性,将有可能限制其在临床的广泛应用。

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