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黄连素在血液肿瘤中的作用及相关机制研究进展

2024-04-02 162 上传者：管理员

摘要：传统中药黄连素是一种从黄连根茎中提取的异喹啉类生物碱，具有抗炎、止泻等作用，既往较常用于治疗感染和胃肠道疾病。近年来研究发现，黄连素可在白血病、淋巴瘤、多发性骨髓瘤等肿瘤治疗中发挥广泛的抗癌效应。在血液系统恶性肿瘤中，黄连素可诱导细胞自噬、促进细胞凋亡、调节细胞周期、抑制炎症反应、造成癌细胞氧化损伤，并可与miRNA相互作用，从而抑制癌细胞的增殖、迁移以及集落形成。本文就黄连素在恶性血液病中的作用及相关机制进行综述。

关键词：
传统中药
抗癌
血液系统肿瘤
靶向治疗
黄连素
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近年来，随着免疫及靶向治疗的研究进展，恶性血液病的预后已经得到极大的改善，但仍面临耐药及复发等问题。因此，寻找新药或老药新用成为目前的研究热点。黄连素，又名小檗碱，为中国传统中药，既往较常用于腹泻等感染的治疗，研究发现，其可以通过调节细胞周期、促进细胞凋亡、诱导细胞自噬、抗炎等多种机制在恶性血液病中发挥抗癌作用[1]。本文就黄连素在骨髓瘤、淋巴瘤和白血病中的应用研究最新进展作一综述。

1、黄连素在多发性骨髓瘤中的应用

多发性骨髓瘤(multiple myeloma, MM)是浆细胞恶性增殖性疾病，目前基于免疫靶向的新药治疗已取得巨大进展，但由于该疾病具有异质性，尚不能治愈，且复发率较高。

MDM2(murine double minute-2)在MM患者中的表达显著上调，且其过表达与MM的不良预后相关[2]。据报道，10%的初诊MM患者中存在抑癌基因p53缺失从而预后较差，而MDM2是p53关键调控因子，其通过基因扩增、转录增加和翻译增强而异常上调，导致p53活性降低，转染MDM2- siRNA敲除MDM2 mRNA后可以发现p53和p21的表达被激活，从而改善MM的预后[2]。Li等[2]通过SPR分析发现MDM2正是黄连素的作用靶点，将黄连素作用于MM细胞后，MDM2的表达明显下降，MM细胞集落有明显的减少，表明黄连素可通过降解MDM2从而上调p53、p21发挥抗肿瘤活性。

UHRF1为E3泛素连接酶，在各种癌细胞中高表达，从而诱导多种抑癌基因的表观遗传沉默，包括p16INK4A、p53、p73和p21[3]。研究表明，UHRF1是黄连素的一个潜在靶点，黄连素可通过泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)诱导UHRF1蛋白降解，从而上调多种抑癌基因的表达，使癌细胞出现细胞周期阻滞和发生凋亡[4]。

黄连素还可以作用于微小核糖核酸(microRNA, miRNA)发挥抗癌作用。miRNA参与细胞的分化、存活和衰老等多个生物学过程，肿瘤中过表达的miRNA可以看作是一种癌基因。在MM细胞中可见多种miRNA的高表达[5,6]。miR-19a/92a簇和miR-106b/25簇在MM细胞中的表达较正常浆细胞中高，在MM细胞中转染相应微小反义核酸后可见MM细胞活性显著降低，其增殖及细胞迁移、集落形成也均受到抑制，实验发现黄连素也同样可以达到该效果[5,7]。

综上，黄连素可调节MM细胞周期，诱导细胞凋亡，上调抑癌基因，并可与miRNA相互作用，从而抑制癌细胞的增殖、迁移以及集落形成。

2、黄连素在弥漫性大B细胞淋巴瘤中的应用

弥漫性大B细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma, DLBCL)临床异质性高，虽然基于利妥昔单抗的一线免疫化疗显著改善了DLBCL的治疗效果，但40%左右的患者仍临床反应有限或出现复发[8]。

文献报道，CD47在DLBCL细胞上的过表达降低了利妥昔单抗的疗效[9]。CD47是免疫球蛋白超家族的一个四跨膜蛋白，与髓系细胞特别是巨噬细胞上的信号调节蛋白α相互作用，抑制细胞骨架重排和巨噬细胞吞噬[10]。CD47的过表达在多种恶性肿瘤的免疫逃逸中起着至关重要的作用，提示预后不良[11,12]。c-myc癌基因对CD47的表达具有调控作用，用c-myc抑制剂处理DLBCL细胞后，CD47的表达明显降低，c-myc过表达时CD47的表达显著增加，经黄连素处理的DLBCL细胞中，CD47表达受抑制的同时还伴有c-myc的下调，而c-myc过表达可以逆转黄连素诱导的CD47的下调，表明黄连素可以通过抑制c-myc下调CD47的表达，从而发挥其抗肿瘤效应[13]。另外，CD47敲除的DLBCL细胞的被吞噬率显著高于对照组，表明下调CD47的表达可恢复巨噬细胞对癌细胞的吞噬能力；在淋巴瘤细胞和巨噬细胞共培养系统中，与单独使用利妥昔单抗相比，利妥昔单抗和黄连素联合使用更加显著下调了CD47的表达，提高了巨噬细胞的吞噬活性，增强了利妥昔单抗诱导的抗体依赖的细胞毒性作用，清除了DLBCL细胞[13]。

总之，黄连素可通过调节DLBCL中c-myc的表达诱导CD47的下调，从而恢复巨噬细胞的吞噬功能，增强利妥昔单抗的作用，这为淋巴瘤的治疗提供了新的思路。

3、黄连素在急性白血病中的应用

X-连锁凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor of apoptosis protein, XIAP)为凋亡抑制蛋白家族的一员，能够阻断凋亡相关蛋白Caspase诱导的细胞凋亡。XIAP与肿瘤的发生发展有密切联系，同时其血清水平可以作为肿瘤病情监测及预后评估的指标[14,15]。在急性白血病中，XIAP表达增高。Liu等[16]研究发现，黄连素诱导的急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia, ALL)细胞的凋亡与XIAP有关，在黄连素刺激下，XIAP mRNA和蛋白的表达水平显著下调，而过表达XIAP时，黄连素诱导的ALL细胞凋亡明显减少；同时，用黄连素处理ALL细胞后，PIM-2蛋白水平也呈剂量依赖性下降。研究表明，PIM-2是一个原癌基因，参与调节肿瘤生物学进程，与癌细胞存活及肿瘤的发生相关，XIAP是PIM-2的下游因子，PIM-2与XIAP协同抑制癌细胞凋亡[17]。提示PIM-2/XIAP轴可能在黄连素诱导的ALL细胞凋亡中发挥作用。Liu等的一个重要观察是黄连素还可以通过上调ALL细胞中的miR-24-3p, 从而抑制其靶蛋白PIM-2的表达[16]。综上，黄连素可以诱导miR-24-3p靶向PIM-2, PIM-2调控XIAP,进而促进ALL细胞凋亡。

黄连素还可诱导细胞自噬。在经黄连素处理的白血病细胞中，自噬标志物的含量明显上升，而诱导自噬的机制可能与癌基因MDM2相关；白血病细胞中MDM2基因过表达可以显著抑制自噬，自噬标志物LC3 II、ATG5和p62表达水平的下降证实了这一效应[18]。研究发现，黄连素不仅降低了MDM2 mRNA的表达，还增强了白血病细胞中MDM2的自泛素化，而过表达MDM2可以逆转黄连素诱导的自噬，表明黄连素可通过下调MDM2促进白血病细胞的自噬[18]。另外，黄连素还与抑制AKT/mTORC1信号通路有关。AKT即蛋白激酶B,mTORC1为丝氨酸激酶，是AKT的下游效应体，在各种细胞过程中控制细胞增殖，mTORC1的激活有助于癌细胞的存活。ALL患者骨髓标本中存在AKT的过度激活，而mTORC1抑制剂如雷帕霉素则具有抗ALL活性，因此，AKT/mTOR经常被作为ALL治疗的靶点[19]。Liu等[19]发现，用黄连素处理白血病细胞后，AKT/mTORC1信号通路相关蛋白S6、AKT及其磷酸化蛋白的表达均降低，并且呈剂量依赖性，当AKT/mTORC1的活化受到抑制时，黄连素诱导的细胞死亡可显著增强。综上可见，黄连素可通过下调MDM2或抑制AKT/mTORC1信号通路的激活来诱导白血病细胞的自噬，从而达到抗肿瘤的作用。

黄连素作为草本药物，其最原始的用途便是抗炎作用。文献报道，黄连素在体内和体外均可发挥抗炎作用，其中丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)的表达与此密切相关[20,21]。MAPK信号通路在细胞生长和增殖过程中发挥着关键作用。研究发现，黄连素在白血病细胞中发挥抗炎作用的靶蛋白是MAPK通路中的p38蛋白，黄连素可调节p38磷酸化。p38信号通路是调节T淋巴细胞分泌IL-2的典型信号通路，黄连素作用于白血病细胞后，IL-2的分泌显著减少，表明黄连素可通过抑制MAPK信号通路中的p38蛋白减少IL-2的分泌，从而发挥抗炎作用[21]。

综上，黄连素在急性白血病细胞中可通过促进细胞凋亡、诱导细胞自噬以及发挥抗炎作用达到抗肿瘤效应。

4、黄连素在慢性白血病中的应用

研究表明，慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocyte leukemia, CLL)细胞的生存和增殖强烈依赖于线粒体活性，CLL细胞储存脂质并通过利用脂肪酸来产生能量，氧化磷酸化和线粒体功能是保护白血病细胞和维持细胞内氧化还原稳态的关键[22]。黄连素作用于CLL细胞后则可以引起线粒体功能障碍，使得超氧化物增加，造成CLL细胞活性降低以及氧化损伤[23]。

CLL细胞的生存和增殖依赖抗凋亡蛋白Bcl-2的保护，黄连素可抑制粘附蛋白和归巢分子的上调，而粘附蛋白和归巢分子可激活Bcl-2家族成员Mcl-1和Bcl-xL的表达并促进CLL疾病的发展[23]。Mohammadlou等[24]的实验证实了黄连素可通过抑制Bcl-2的表达促进CLL细胞凋亡，该实验还发现黄连素可以显著降低受体酪氨酸激酶样孤儿受体1(receptor tyrosine kinase-like orphan receptors 1, ROR1)以及miR-21的表达，ROR1、miR-21在CLL细胞中均高表达，且参与抑制CLL细胞的凋亡，表明黄连素可通过多种途径促进CLL细胞凋亡。

BCR-ABL融合基因是慢性髓系白血病(chronic myeloid leukemia, CML)和ALL特有的，酪氨酸激酶抑制剂伊马替尼可改善BCR-ABL阳性的CML患者的预后，然而由于ABL基因发生T315I突变，许多患者出现耐药性以及缓解后复发的现象[25]。研究发现，黄连素可以与BCR-ABL中的PTK结构域结合，抑制ABL激酶活性，从而起到靶向治疗作用；而且黄连素不仅对BCR-ABL阳性的CML细胞有活性，对发生T315I突变的细胞同样有活性，表明黄连素在一定程度上可以克服患者对伊马替尼的耐药性[25,26]。此外，黄连素还可诱导BCR-ABL阳性细胞的自噬。实验表明，在被黄连素处理的CML细胞中，LRSAM1的含量明显上升，LRSAM1是一种泛素连接酶，其表达与自噬密切相关[25,26]。在CML细胞中LRSAM1过表达时可以观察到BCR-ABL阳性细胞的下调，建立LRSAM1敲除的CML细胞株时可见BCR-ABL表达增加，同时，过表达LRSAM1的CML细胞中LC3II、BECN1和P62等自噬溶酶体相关蛋白的水平也升高，而自噬抑制剂可阻止LRSAM1介导的BCR-ABL阳性细胞的降解，表明黄连素可通过上调LRSAM1激活自噬途径[26]。

CD19是B细胞上的一种白细胞分化抗原，可促进BCR的信号转导，在CLL患者中CD19的表达往往与不良预后相关[27]。将黄连素作用于CLL细胞后，可以发现CD19的表达明显下降，同时CLL细胞的存活率也有明显的下降，表明黄连素可通过抑制CD19的表达来发挥抗癌作用[27]。

综上，黄连素可以引起线粒体功能障碍，造成CLL细胞氧化损伤，影响CLL细胞周期进程，促进癌细胞凋亡以及促进细胞自噬。

5、结语

新近研究发现，黄连素在血液肿瘤中可通过调节细胞周期并抑制细胞增殖、促进癌细胞凋亡、诱导细胞自噬发挥其抗癌活性。此外，在MM、ALL中，黄连素还可以与miRNA相互作用抑制癌细胞的增殖、迁移以及集落形成；在CLL中，黄连素可引起线粒体功能障碍，造成癌细胞的氧化损伤；黄连素的抗炎活性同样参与了其抗肿瘤过程。因此，黄连素的抗癌作用涉及肿瘤发生、发展的多个环节，可通过多种机制发挥抗肿瘤作用。

除了黄连素单药的应用以外，其与目前临床上常用的多种药物联合或许能更好地协同发挥抗肿瘤活性，比如：①在淋巴增殖性疾病中，Bcl-2抑制剂已获得广泛应用，考虑到黄连素的促凋亡机制，与Bcl-2抑制剂的联合可能产生更好的协同作用；②在MM中，核输出蛋白的高表达可通过调节细胞周期和抑制细胞凋亡促使肿瘤细胞逃逸，黄连素恰能阻滞细胞周期，促进细胞凋亡，其与选择性核输出蛋白抑制剂如塞利尼索(selinexor)联合或许亦能产生协同效应；③在白血病、淋巴瘤中，BTK抑制剂可通过活化MAPK信号通路以及激活AKT/mTOR生存信号级联发挥其抗肿瘤作用，而黄连素的抗癌活性同样涉及该通路，因此，两者联合也可能发挥更佳的作用；④免疫治疗为目前血液系统肿瘤的主要治疗手段，如抗CD38、抗CD20、PD1单抗等均涉及抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用、补体依赖的细胞毒性作用、抗体依赖的细胞吞噬作用，而黄连素可以增加巨噬细胞的吞噬作用，促进细胞自噬，上述药物的联合亦不失为增加免疫治疗效果的新手段。总之，随着目前免疫及靶向药物的不断更新，黄连素可以作为中西医结合治疗肿瘤的新的研究方向，从而更好地发挥其多重抗肿瘤效应。

文章来源:曹永芹,孙超,李建勇,等.黄连素在血液肿瘤中的作用及相关机制研究进展[J].中国实验血液学杂志,2024,32(02):639-642.