爱华网中药与细胞凋亡的研究进展
摘要：探讨中药调控(诱导或抑制)细胞凋亡的研究概况。分析、总结近年来中医药诱导细胞凋亡的相关文献,从现代医学对细胞凋亡的认识、中医基础理论对细胞凋亡的认识、中药对细胞凋亡的影响、中药与细胞凋亡的相关基因等方面进行阐述。结论：中药（复方制剂）抑制伪狂犬病毒诱导PK细胞死亡的效果。
关键词：中药、诱导或抑制、细胞凋亡。
细胞凋亡(Apoptosis)是英国爱丁堡大学生物学家Kerr等于1972 年首先提出的，它是细胞受到生理或某些病理信号刺激后，通过启动自身内部机制而发生的一种细胞死亡过程。1992年英国科学家Hickman等提出将诱导肿瘤细胞凋亡作为以后肿瘤治疗研究中的主要目标和手段，自此肿瘤细胞诱导凋亡治疗逐渐成为国际肿瘤研究的一个热点，在此期间，人们在研究中发现利用中药能够有效地诱导肿瘤细胞的凋亡，这不仅为肿瘤的治疗提供了新的方法，同时也为中药的发展开辟了新的途径。中医药在肿瘤细胞凋亡方面的研究已取得了一些可喜的成绩。现就中药对细胞凋亡的影响(诱导或抑制),综述如下。
1. 现代医学对细胞凋亡的认识
细胞凋亡(apoptosis，APO)又称细胞程序性死亡(programmed celldeath，PCD)，是细胞受到生理或病理信号刺激后通过启动自身内部机制，主要是通过内源性核酸内切酶激活而发生的细胞死亡过程。细胞凋亡是多点启动的，细胞周期的任何时相都可发生，但就某种类型的细胞而言，基因可能编码于某个时相启动细胞凋亡，因此，不同来源的细胞会有时相不同的启动点［1］。发生凋亡的细胞其典型的形态学改变是细胞核固缩，染色质凝集，呈新月体紧贴于核膜周边，核碎裂，染色质片段化，最终裂解成大小不等的由细胞膜完整包绕的凋亡小体，在凋亡过程中不发生细胞内容物外溢，不造成局部微环境改变，无炎症反应。细胞凋亡的生化特征主要表现为细胞内源性核酸内切酶活化及染色质DNA有控降解，在琼脂糖凝胶电泳中呈现特征性梯状条带。
2.中医基础理论对细胞凋亡的认识
中医基础理论与细胞凋亡从现有的文献资料来看，有关中医基础理论与细胞凋亡的研究还不多，但人们已经尝试应用中医基础理论来阐述细胞凋亡的现象，从中医学角度阐述细胞凋亡以及中药诱导肿瘤细胞凋亡的机制有助于中医肿瘤临床和科研工作的深入。明·李中梓指出：“积之成也，正气不足，而后邪气踞之”(《医宗必读·积聚》)。正气不足，脏腑阴阳平衡失调，为肿瘤的发生创造了条件。庄欣［2］认为，细胞凋亡的发生与正气关系密切，在正气抗邪的过程中，正气首先通过调节的作用，促进组织细胞的修复，维持机体阴阳的平衡。若损伤严重无法修复，正气抗御邪气，正胜邪去则病理性细胞发生凋亡，以维持机体正常的生理功能。正不胜邪，则病理性细胞凋亡抑制，或正常的具有保护作用的细胞发生凋亡，从而引发疾病或加重病情。野生型p53基因、PARP等参与的细胞凋亡过程反映了中医学中正气调节机体生理活动、修复组织损伤、抗御、清除外邪的功能，说明细胞凋亡是中医正气重要作用的体现。葛金文等［3］认为，细胞作为构成人体最基本的功能单位，它同样包含阴阳两方面的属性，即细胞增殖属阳，细胞凋亡属阴，一旦增殖与凋亡平衡紊乱，则出现阴阳偏盛偏衰的病证。如机体细胞异常增殖(阳盛)，而凋亡减退(阴微)是肿瘤形成及自身免疫性疾病产生的重要病理生理学基础。细胞增殖减退(阳微)而细胞过盛(阴盛)则与各种免疫缺陷及退行性病变有关。如艾滋病、Alzheimer病神经进行性病变病理过程中存在明显的免疫细胞与神经细胞凋亡过盛。体内细胞功能异常变化正是中医辨证客观定量依据之一，细胞凋亡是中医病证研究的一个重要方面。徐力［4］认为，“气”是生命的本源，是构成生命的基本物质，而有阴阳之分，中医之气与现代分子生物学之基因具有统一性，癌基因相当于阳气，抑癌基因相当于阴气，通过运用中医中药来调气，调整人体阴阳之气的偏盛偏衰，以使癥瘕积聚部位的气机升降出入停止而诱导其消亡，就是中药诱导肿瘤细胞凋亡的中医本质。
3. 中药对细胞凋亡的影响
因为中药源于天然,资源丰富而且毒副作用小,近年来,国内外专家利用中药及其有效提取物制剂进行诱导或抑制细胞凋亡,取得了一定的成果。
3.1 中药单体诱导细胞凋亡
丹参酮ⅡA(Tan IIA)是从丹参中提取的单体———脂溶性有效成分,胡海燕等[5]发现,丹参酮ⅡA对肺癌细胞株NCI - H460细胞的增殖具有明显的抑制作用与诱导凋亡作用。苦参碱(matfine)是从苦参中提取的主要活性成分之一,研究表明苦参碱能有效地抑制肝癌细胞株HepG2、人红白血病细胞株K562、胶质瘤细胞U251和大肠癌HT- 29 细胞等肿瘤细胞的增殖。喻巍等[6]研究发现,苦参碱对体外培养的人视网膜母细胞瘤HXO - Rb44细胞有生长抑制作用并可诱导其发生凋亡。龙发等研究还发现,苦参碱可抑制人肺腺癌SPC - A - l细胞的生长并诱导体外培养的人肺癌SPC - A - l 细胞凋亡。姜黄素(curcumin)是从姜黄中提取的活性成分,据近年研究结果,姜黄素的直接抗癌活性在于抑制瘤细胞增殖、调控细胞周期进程、诱导瘤细胞凋亡。舒建昌等研究表明,姜黄素还可通过上调凋亡相关基因Fas、P53表达,下调Bcl - 2 表达等机制而诱导肝星状细胞HSC - T6凋亡。黄秀榕等还发现,姜黄素还诱导牛晶状体上皮细胞凋亡,从而减少晶状体后囊膜混浊,因此,姜黄素可能成为一种新型的、高效低毒的防治后发性白内障的药物。韦星等[7]试验表明,白英提取液通过上调Fas基因和下调FasL 基因表达,诱导细胞凋亡,从而抑制人宫颈癌(Hela)细胞增殖。崔晓燕等研究还发现,枸杞多糖对人宫颈癌Hela细胞生长也有抑制作用,其抑制机制可能是通过影响人宫颈癌细胞的生
长周期和诱导其凋亡而实现。赵艳丽等的研究首次证实白花丹醌通过诱导NB4细胞凋亡,从而抑制急性早幼粒细胞白血病(APL) 细胞系NB4的增殖。赵世元等研究表明,甘草总黄酮体内有明显的抑瘤作用,抑瘤机制可能与其诱导肿瘤细胞凋亡密切相关,影响肿瘤细胞内相关凋亡蛋白Bc1- 2 和Bax 蛋白的表达实现的。另外,女贞子血清药理对He1a 细胞凋亡的影响也可诱导Hela细胞凋亡;花边莲提取液也可促进人肺癌SPC - A - 1 细胞凋亡;补益中药如枸杞子、淫羊藿可促进白细胞介素2 ( IL - 2)产生,黄芪、茯苓、党参、女贞子、白术、银耳能显著增强小鼠脾淋巴细胞IL - 2 活性,黄芪多糖可诱生IL - 1、IL - 2、IL- 6,同时可以促进肿瘤坏死因子和干扰素的产生,而这些细胞因子可诱导细胞凋亡,因此具有明显的免疫调节和免疫促进作用。
3.2 中药复方诱导细胞凋亡
中药复方鹤莲克癌临(仙鹤草、半枝莲等)、扶正抗癌方、中药肝康冲剂、960抗癌合剂、安体维康均对肝癌细胞有明显地促进凋亡的作用。研究发现胃肠安和四君子汤均能抑制人胃癌细胞裸小鼠移植瘤的生长,诱导人胃癌细胞凋亡。中药复方“增免散”由黄芪、羊红膻、何首乌、贯众、青蒿、常山、神曲按一定比例构成,姜国均等[8]研究表明,它不但能增强ND疫苗的免疫效果,促进雏鸡胸腺发育,还对环磷酰胺诱导的免疫抑制、免疫器官损伤和细胞凋亡有一定的拮抗作用。聂小华等研究发现,胃康复组方显著抑制小鼠S180实体瘤的生长,可诱导肿瘤细胞凋亡,阻滞细胞周期在G0 - G1 期,其凋亡率呈现量效依赖关系,它可使S180 细胞中p53、bax基因表达上调,bcl - 2 基因表达下调。
3.3中药单体抑制细胞凋亡
赵燕玲发现黄芪可上调Bcl - 2 蛋白的表达降低脑缺血再灌注后神经细胞凋亡数目。白藜芦醇是从虎杖、葡萄皮等植物中提取的多酚类化合物。苏如松等发现,丹参可通过下调Fas基因的蛋白表达,上调Bcl - 2 基因的蛋白表达,对持续性非卧床式腹膜透析(CAPD) 时腹膜间皮细胞凋亡产生抑制作用。李祥勇等[9]发现,丹参可抑制溃疡性结肠炎患者外周血中性粒细胞的凋亡,且对产生O2-和NO 有调节作用。吉利春等还发现,丹参能下调PTEN蛋白的表达,抑制细胞的凋亡,从而达到神经元保护的目的。沙焕臣等研究发现,白藜芦醇可通过抑制肠黏膜上皮细胞的凋亡,维持肠黏膜屏障的完整性,从而防止了急性重症胰腺炎细菌和毒素的移居。赵玉鑫等研究表明,川芎嗪注射液能抑制脊髓损伤后caspase- 3 表达及神经细胞凋亡。徐晓虹等发现,葛根素通过调节神经细胞XIAPmRNA的表达,抑制神经细胞凋亡,从而对脑缺血诱导神经细胞凋亡的保护作用。文峰等发现,中药活性成分黄芩素与西药辅酶Q10对视网膜光损伤诱发的细胞凋亡具有保护作用和明显的协同抗凋亡作用。另外,还有很多中药对细胞凋亡有一定的抑制作用,如银杏叶提取物、五味子纳米微粒水提液、人参皂苷单体和知母皂苷等。
3.4 中药复方抑制细胞凋亡
参麦注射液是以人参、麦冬为主要成分的中药制剂,陈彦静研究结果提示,参麦注射液对血管紧张素-Ⅱ诱导的细胞凋亡具有明显的抑制作用,其机制可能与其抑制心肌细胞内钙超载有关。王波等发现,中药复方PT液由蚕砂、枸杞、当归、党参、人参、白芍等十多味中药组成,PT 液可阻断衰老模型中由Fas抗原介导的凋亡启动程序从而抗小鼠脑部凋亡细胞。董梦久等发现,复方白花前胡液能有效抑制凋亡相关基因Caspase3蛋白的表达,减轻或消除缺血级联反应中迟发性神经元死亡。王媛媛等观察到,三生饮可能通过提高抗凋亡基因表达,从而对脑缺血再灌注损伤起到一定的保护作用。有研究表明复方丹参能抑制大鼠脊髓损伤后细胞凋亡,并对其继发性损害有多重的保护作用。中药复方聚精丸是由生地黄、熟地黄、何首乌、沙苑子、当归、黄精、党参、薏苡仁、茯苓、紫河车、淫羊藿、枸杞子、益母草、煅牡蛎、煅龙骨组成。何映等学者研究报道,聚精丸可改善少精子症患者精子顶体基质密度和顶体膜结构形态的病理性改变,降低生精细胞及精子凋亡速率。胡建鹏发现,益气活血方对脑缺血再灌注损伤神经细胞凋亡有抑制作用。杜景霞等[10]研究发现, 芪丹中药提取物(QDPTP)对大鼠心肌缺血再灌注损伤引起的心肌损伤有明显的拮抗作用,其机制可能与其抑制自由基生成,抗细胞凋亡等有关。万东君等发现,参芪扶正注射液可减少淋巴细胞凋亡,增强免疫功能,改善脏器功能。舒谦等研究发现,六味地黄汤能有效促进软骨细胞增殖,抑制软骨细胞凋亡。
4. 中药影响细胞凋亡的治则
现代医学研究表明,生命有机体在生长发育过程中离不开细胞的增殖、分化和凋亡。它们相互协调,共同维持正常有机体的生长平衡,这种平衡受到外界环境因素和机体内部因素的影响;如果这种平衡被打破,细胞凋亡受抑或细胞凋亡过度,并且机体不能重新恢复平衡,将会导致某些疾病的发生,如肿瘤、AIDS、动脉粥样硬化等。这正符合中医学的“阴阳学说”。所以有学者认为细胞作为构成人体最基本的功能单位。它同样包含阴阳两方面的属性。即细胞增殖属阳,细胞凋亡属阴,增殖与凋亡的平衡实质上是阴阳在细胞水平上的平衡。如机体细胞异常增殖即阳盛,凋亡减退即阴衰是肿瘤形成及自身免疫性疾病产生的重要的生理学基础。细胞增殖减退即阳衰凋亡,过盛即阴盛则与多种免疫缺陷及退行性病变有关。
许多中药之所以能影响细胞凋亡,从微观上讲,是因为中药能影响细胞凋亡的调控因子;从宏观上讲,是因为各种中药本身具有偏性,它们可通过调节阴阳平衡来治疗疾病。正常的细胞凋亡是有机体维持正常生命活动所需要的,只有当细胞凋亡这个“系统”出现“阴阳失衡”时,疾病才会产生,这时我们就可利用中药调节阴阳平衡的作用来调控细胞凋亡,使之恢复正常的平衡态。这就是中药影响细胞凋亡的治则。
5. 展 望
目前,利用细胞凋亡原理来治疗某些疑难疾病虽然取得了一些成绩,但由于细胞凋亡发生的原因和途径是复杂多样的,其分子调控机制仍然有待进一步阐明。而且中药资源丰富,种类多样,如何在众多中药中选择适宜的中药,成功提取出有效成分,研制出高效而低毒的“天然药物”,以更好地做到对症下药,这些仍然是我们努力的方向。随着现代分子生物学技术的发展和对细胞凋亡认识的日趋深入,相信通过研究进而利用中药来调控细胞凋亡,治疗一些疾病甚至癌症的日子将不会太远了。
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2009.01.21
谭文盛
