天花粉蛋白抗腫瘤

1、天花粉蛋白抗腫瘤【關(guān)鍵詞】天花粉蛋白；抗腫瘤；抗病毒；免疫調(diào)節(jié)天花粉蛋白(Trichosanthin,TCS是從葫蘆科科植物括簍的塊根中分離純化得到的一種堿性蛋白，屬于I型核糖體失活蛋白(RibosomeInactivatingProteins,RIPs)。TCS成熟肽是由247個(gè)氨基酸殘基組成，分子量約24000,pl=9.4,為不含糖的單鏈核糖體失活蛋白。天花粉蛋白一直以來(lái)多用于引產(chǎn)臨床治療婦科疾病，如宮外孕，葡萄胎，絨癌等。另外，因其具有N2糖甘酶活性，能水解真核細(xì)胞核糖體的28SrRNA勺4324位上的腺甘酸的N-C糖昔鍵，使核糖體不可逆失活，從而抑制蛋白質(zhì)的合成，使得其應(yīng)用范圍已涉及

2、抗腫瘤、抗病毒，免疫調(diào)節(jié)等方面。鑒于其越來(lái)越重要的研究地位，本文將對(duì)其作用機(jī)制展開(kāi)綜述，為天花粉蛋白的進(jìn)一步研究和臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。1治療婦科疾病天花粉自古在民間用來(lái)墮胎和治療胞衣不下，其有效成分TCS但能夠用于引產(chǎn)，還能治療葡萄胎，宮外孕，死胎，過(guò)期流產(chǎn)等婦科疾病。其原理是TCS可迅速引起胎盤的滋養(yǎng)層細(xì)胞變性壞死，壞死細(xì)胞的崩解碎片充斥在絨毛間隙，導(dǎo)致了血循環(huán)障礙，然后加速了絨毛組織退化壞死，造成胎兒死亡；同時(shí)，TCS5I起的滋養(yǎng)口f細(xì)胞壞死，導(dǎo)致HCG和爸體激素迅速降低，絨毛及蛻膜組織變性及進(jìn)一步壞死，激發(fā)內(nèi)源性前列腺素的合成與釋放，繼而觸發(fā)宮縮、誘發(fā)流產(chǎn)1。2抗腫瘤腫瘤是全世界范圍內(nèi)

3、死亡率最高的疾病之一，當(dāng)前的各種治療手段，效果不甚令人滿意。在世界范圍內(nèi)，中草藥在抗腫瘤的研究中越來(lái)越受注重。近年來(lái)通過(guò)對(duì)天花粉蛋白結(jié)構(gòu)和功能的深入研究，發(fā)現(xiàn)其對(duì)腫瘤也具有抑制作用，現(xiàn)就天花粉蛋白抗腫瘤的作用機(jī)制綜述如下。2.1 抑制腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡凋亡是細(xì)胞在正常發(fā)展過(guò)程中或做出應(yīng)激反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)出的生理性死亡過(guò)程。Caspase-3是這個(gè)死亡程序的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。研究人員發(fā)現(xiàn)天花粉蛋白能夠通過(guò)抑制PKC和激活Caspase途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。李潔等2將天花粉蛋白作用于人慢性髓性白血病細(xì)胞株K562,然后分別觀察了PK5口Caspase-3的激活劑和抑制劑的狀態(tài)與細(xì)胞凋亡的關(guān)系，得出T

4、CS是通過(guò)抑制PKC和激活Caspase-3來(lái)誘導(dǎo)K562細(xì)胞凋亡。李潔等3還進(jìn)一步對(duì)天花粉蛋白誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡實(shí)行了研究。他們把TCS作用于白血病HL-60細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)首先Caspase-9依賴的線粒體途徑和Caspase-4依賴的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力激發(fā)途徑被激活，接著依賴Caspase-9和Caspase-4的Caspase-8被激活，以上一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)最終直接或間接激活Caspase-3途徑，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。周欣陽(yáng)等4觀察了天花粉蛋白對(duì)黑色素瘤凋亡的影響，結(jié)果顯示，天花粉蛋白可使黑色素瘤B-16細(xì)胞內(nèi)Ca2+NO,ROS曾力口。Ca2瑞夠激活鈣依賴性酶活性和蛋白激酶PKC引起離子通道改變G蛋白

5、磷酸化,最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。NO曾加，可抑制三竣酸循環(huán)，使ATP產(chǎn)生減少或可直接抑制線粒體呼吸，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ATP水平降低，從而誘導(dǎo)B-16細(xì)胞凋亡。ROS乍為細(xì)胞內(nèi)第2信使，在細(xì)胞內(nèi)酶的激活、細(xì)胞生長(zhǎng)和分化及細(xì)胞凋亡中起著非常重要的作用。Bcl-2基因家族在程序性細(xì)胞死亡的調(diào)控方面具有十分重要的作用，其結(jié)構(gòu)中包含一個(gè)能夠控制其表達(dá)水平的轉(zhuǎn)錄因子-CREB(CRE-bindingprotein)。王平等5的研究發(fā)現(xiàn)CRE價(jià)導(dǎo)的單信號(hào)途徑調(diào)控Bcl-2的表達(dá)，TCStg夠通過(guò)抑制CREB勺活性從而降低Bcl-2的表達(dá)，最終使hela細(xì)胞凋亡。王平實(shí)驗(yàn)小組6又對(duì)TCS卬制細(xì)胞增殖的信號(hào)途徑實(shí)行了研究。

6、結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TCSffl制Hela細(xì)胞增殖與細(xì)胞內(nèi)cAM冰平相關(guān)，它能夠通過(guò)PKA介導(dǎo)的PKC/MAP傍號(hào)途徑來(lái)抑制Hela細(xì)胞增殖。巨噬源性的NO被認(rèn)為是T細(xì)胞增殖強(qiáng)烈的抑制劑。低濃度的NO能夠促動(dòng)細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡。機(jī)體內(nèi)細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡處于一種平衡狀態(tài)，NO勺升高恰好打破這個(gè)平衡，抑制了細(xì)胞增殖，促動(dòng)細(xì)胞凋亡7。2.2 抑制腫瘤細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成TCS能抑制真核細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成，因而抑制細(xì)胞生長(zhǎng)。天花粉蛋白是RNANW甘酶型的核糖體失活蛋白，作用于核糖體大亞基rRNA中A4324特定位點(diǎn)，專一性的使真核細(xì)胞的核糖體失活，而阻斷其蛋白質(zhì)合成8。2.3 對(duì)自然殺傷細(xì)胞及紅細(xì)胞免疫功能的作用

7、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，天花粉蛋白在6mg/kg和12mg/kg劑量時(shí)能明顯促動(dòng)小鼠NKffl胞殺傷活性，提示TCS可通過(guò)促動(dòng)小鼠NK細(xì)胞活性提升機(jī)體免疫力，從而增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤水平。另有報(bào)道稱TCS可使血液腫瘤患者的紅細(xì)胞免疫黏附功能明顯上升，其機(jī)理是天花粉蛋白與紅細(xì)胞膜上的糖蛋白受體結(jié)合激活紅細(xì)胞C3b受體活性8。2.4 對(duì)細(xì)胞因子及補(bǔ)體的作用白細(xì)胞介素在介導(dǎo)機(jī)體腫瘤免疫中發(fā)揮著重要作用。白細(xì)胞介素-2(IL-2)具有廣譜的免疫增強(qiáng)活性，可誘導(dǎo)T、B細(xì)胞的增殖和分化，可促動(dòng)細(xì)胞毒性T細(xì)胞的前體細(xì)胞分化為細(xì)胞毒性T細(xì)胞，并增強(qiáng)其殺傷效應(yīng)，還可促動(dòng)NK細(xì)胞的功能及釋放干擾素。白細(xì)胞介素-6(IL-6)能誘導(dǎo)B

8、細(xì)胞分化，促動(dòng)漿細(xì)胞分泌免疫球蛋白，增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。另有報(bào)道稱TCS可通過(guò)替代途徑激活補(bǔ)體系統(tǒng)，這個(gè)過(guò)程中TCS分解成的兩個(gè)羥胺片段依然具有激活補(bǔ)體的作用，并能明顯提升補(bǔ)體介導(dǎo)的免疫復(fù)合物溶解水平，起到抗腫瘤作用。3抗病毒天花粉蛋白作為一種單鏈核糖體失活蛋白只有活性鏈而無(wú)細(xì)胞結(jié)合鏈，只能選擇性的進(jìn)入病毒感染的異常細(xì)胞內(nèi)，對(duì)正常細(xì)胞毒性很小，極具臨床應(yīng)用價(jià)值。TCS除對(duì)多種植物病毒有效以外，體外實(shí)驗(yàn)表明它還能夠抑制流感病毒，乙腦病毒，科薩奇病毒，麻疹病毒，單純皰疹病毒，脊髓灰質(zhì)炎病毒，肝炎病毒及腺病毒以及T淋巴細(xì)胞內(nèi)HIV病毒的復(fù)制9。對(duì)單核、巨噬細(xì)胞內(nèi)的HIV也有抑制作用10。陳光福等11實(shí)

9、行了TCS對(duì)單純皰疹病毒-1DNA復(fù)制的影響的研究，結(jié)果顯示天花粉蛋白對(duì)體內(nèi)外HSV-1DN便制有抑制作用。其作用機(jī)制可能與抑制病毒DN膘合酶或具有核酸內(nèi)切酶活性相關(guān)。黃海等12研究了天花粉蛋白對(duì)HSV-1感染的細(xì)胞的作用，發(fā)現(xiàn)HSV-1感染的細(xì)胞內(nèi)P38MAPK0Bcl-2增加，而TCS夠抑制此二者的增加，從而影響病毒復(fù)制o天花粉蛋白的抗HIV作用一直是人們注重和研究的重點(diǎn)。天花粉蛋白可抑制HIV活性，它的抗HIV作用主要表現(xiàn)在：抑制受HIV感染的細(xì)胞合成HIV復(fù)制所需要的酶及蛋白質(zhì)，從而干擾HIV的復(fù)制；能選擇性的殺死受HIV感染的細(xì)胞，從而降低機(jī)體的感染水準(zhǔn)，并且不易產(chǎn)生抗藥性13。TC

10、S的抗HIV活性機(jī)制很可能包含了對(duì)絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)言號(hào)通路下游蛋白的參與，因?yàn)閏-Jun蛋白激酶抑制劑能夠中和天花粉蛋白的抗HIV活性14。同時(shí)TCS還可有效引起HIV-1感染細(xì)胞的凋亡15。McGrath等發(fā)現(xiàn)TCS對(duì)抑制單核巨噬細(xì)胞內(nèi)HIV復(fù)制特別有效，其原因可能是TCS能選擇Ti地和HIV感染的巨噬細(xì)胞相結(jié)合并被攝入胞內(nèi)之故。Ferrari等發(fā)現(xiàn),TCS能夠抑制合胞體(因?yàn)镠IV的感染而造成多個(gè)CD4田胞融合而成的融合體)的生成，從而抑制HIV的復(fù)制。王媛媛等16報(bào)道了關(guān)于TCS增加HIV感染細(xì)胞凋亡的行為。其通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明TCS抗病毒活性是通過(guò)誘導(dǎo)凋亡實(shí)現(xiàn)的。上海細(xì)胞

11、所的研究小組通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，天花粉蛋白能與人體細(xì)胞表面的趨化因子受體相互作用，并導(dǎo)致一系列的細(xì)胞反應(yīng)，從而達(dá)到抑制HIV病毒的作用9。王建華等15的研究表明天花粉蛋白抗HIV-1的特性與其核糖體失活活性相關(guān)。核糖體失活蛋白可誘導(dǎo)HIV-1細(xì)胞凋亡，誘發(fā)活性氧的產(chǎn)生及抑制HIV-1整合酶，從而起到抗HIV的作用。4免疫調(diào)節(jié)天花粉蛋白對(duì)人體免疫系統(tǒng)具有增強(qiáng)和抑制兩方面的作用。當(dāng)前對(duì)其機(jī)理做了如下一些研究。周宏等17實(shí)行的關(guān)于天花粉蛋白的研究表明TCStg夠通過(guò)激活I(lǐng)L-4/IL-10分泌性T細(xì)胞來(lái)誘導(dǎo)HLA相關(guān)的免疫抑制。周曉蓉等18實(shí)行的研究說(shuō)明天花粉蛋白是通過(guò)抗原提呈依賴方式誘導(dǎo)免疫抑制的

12、。樹(shù)突狀細(xì)胞是最有效的抗原提呈細(xì)胞，源于樹(shù)突狀細(xì)胞的IL-10啟動(dòng)此免疫抑制。周蕓等19還通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)TCS針對(duì)體外人體淋巴細(xì)胞增殖的免疫機(jī)制是由CD8Tc2細(xì)胞介導(dǎo)的。TCS對(duì)T淋巴細(xì)胞的增殖具有顯著的抑制作用。其作用機(jī)制可能是TCS乍用于核糖體，阻滯蛋白質(zhì)的合成，導(dǎo)致免疫細(xì)胞不能增殖。李芳等的實(shí)驗(yàn)表明，天花粉蛋白能夠抑制同種異體抗原和CD彈抗經(jīng)由TCR/CD寰合結(jié)構(gòu)所介導(dǎo)的T細(xì)胞活化途徑，并檢出其中胞漿鈣離子濃度及PKC專位變化，而對(duì)PM降PKC舌化的作用途徑無(wú)效，由此明確提示天花粉蛋白是通過(guò)干擾TCR/CD3言號(hào)傳導(dǎo)途徑發(fā)揮免疫抑制作用20。另有學(xué)者認(rèn)為，TCS是通過(guò)作用于抗原提呈細(xì)胞(

13、APC,主要是B細(xì)胞和單核細(xì)胞)來(lái)誘導(dǎo)免疫抑制的。王保龍等21用低劑量的TCS(1500ng/ml)小鼠各增殖系統(tǒng)，分析結(jié)果低劑量TCS對(duì)可溶性抗原OV/W發(fā)的T增殖具有強(qiáng)烈的抑制作用，對(duì)ConA增殖系統(tǒng)才制較弱；而對(duì)CD3聯(lián)合CD28McA吸IL-2增殖系統(tǒng)的T細(xì)胞增殖幾乎無(wú)抑制作用。這個(gè)現(xiàn)象與4個(gè)增殖系統(tǒng)所需的APCfi相平行，表明TCS對(duì)T細(xì)胞增殖的抑制依賴于APC的參與。天花粉蛋白還可通過(guò)改變不同功能的免疫調(diào)節(jié)T細(xì)胞的比例，以增強(qiáng)體液免疫功能，還可通過(guò)增大T淋巴細(xì)胞膜上電壓依賴性鉀離子通道電流強(qiáng)度及促動(dòng)PBMC泌IL-2和IL-6,增強(qiáng)機(jī)體免疫功能22。另外,TCS對(duì)T淋巴細(xì)胞的分化具

14、有一定的誘導(dǎo)作用，它能通過(guò)影響巨噬細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的格局，來(lái)誘導(dǎo)功能性T細(xì)胞亞群向Th2方向分化23。5問(wèn)題及展望綜上所述，天花粉蛋白具有治療婦科疾病、抗腫瘤、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)等生物學(xué)作用，其絕絕大多數(shù)作用機(jī)制尚不完全明確，現(xiàn)在所實(shí)行的研究都處于探索階段。我國(guó)是舉世公認(rèn)的天然藥物大國(guó)，用中草藥治病歷史悠久，所以在中草藥中篩選新藥具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。作為一種植物蛋白，有廉價(jià)、易獲得、生物作用廣泛等特點(diǎn)，使其具有了良好的研究前景及實(shí)用價(jià)值。但天花粉蛋白本身具有抗原性，以及在人體內(nèi)半衰期較短10,提取效率低等特點(diǎn)，都限制了它的推廣應(yīng)用。機(jī)制的研究是從根本上解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵，本課題對(duì)天花粉蛋白的作用

15、機(jī)制做出綜述，將為天花粉蛋白機(jī)制的進(jìn)一步研究及其開(kāi)發(fā)和臨床應(yīng)用提供有利的依據(jù)。新晨范文網(wǎng)：【參考文獻(xiàn)】1李枝玲，丁玉，白云峰，等.天花粉蛋白的藥用研究概況J中國(guó)藥房，2007,18(36):2868.2JieLi,XuechunXia,HuilingNie,etal.PKCinhibitionisinvolvedintrichosanthin-inducedapoptosisinhumanchronicmyeloidleukemiacelllineK562J.BiochimicaetBiophysicaActa,2007,1770:63.3JieLi,XuechunXia,HuilingNie

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