環(huán)氧化酶抑制劑抗腫瘤作用的研究進(jìn)展

環(huán)氧化酶抑制劑抗腫瘤作用的研究進(jìn)展

【關(guān)鍵詞】環(huán)氧化酶

環(huán)氧化酶2抑制劑是非甾體類抗炎藥的一種，除了具有抗炎鎮(zhèn)痛的作用之外，最近的研究發(fā)現(xiàn)它們還具有抗腫瘤的作用，流行病學(xué)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證明，環(huán)氧化酶2抑制劑可降低腫瘤的發(fā)生率并預(yù)防腫瘤的形成〔1〕，而且研究發(fā)現(xiàn)，在手術(shù)切除后使用環(huán)氧化酶2抑制劑可以明顯抑制肺癌的復(fù)發(fā)和全身的轉(zhuǎn)移〔2〕。TanakaT〔3〕研究發(fā)現(xiàn)，非小細(xì)胞肺癌鼠模型中給予臨床適當(dāng)劑量的環(huán)氧化酶2抑制劑將會(huì)有效的抑制小腫瘤的生長(zhǎng)，而且在切除后的模型中使用羅非昔布會(huì)顯著抑制腫瘤的復(fù)發(fā)。本文重點(diǎn)對(duì)環(huán)氧化酶2抑制劑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤侵襲，轉(zhuǎn)移及其相關(guān)機(jī)制進(jìn)行綜述。

環(huán)氧化酶2抑制劑屬于非甾體類抗炎藥，在許多正常組織如胃、腸、腎和血小板等中存在COX1的表達(dá)。在大多數(shù)組織中COX2幾乎無(wú)表達(dá)或表達(dá)極少；但是在炎癥部位和腫瘤組織中COX2表達(dá)顯著增加。已經(jīng)證實(shí)，在許多種屬的胃腸道組織中有COX異構(gòu)體表達(dá)，COX1可維持正常胃腸道粘膜的完整性。COX2參與炎癥機(jī)理均通過(guò)花生四烯酸轉(zhuǎn)化為前列腺素所介導(dǎo)。腫瘤生長(zhǎng)也需要前列腺素介導(dǎo)。

1環(huán)氧化酶2抑制劑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡及相關(guān)機(jī)理

11環(huán)氧化酶2抑制劑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡

腫瘤的生長(zhǎng)與腫瘤細(xì)胞的凋亡關(guān)系密切，大量研究表明環(huán)氧化酶2抑制劑能夠誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞凋亡。MoalicS〔4〕等用選擇性環(huán)氧化酶2抑制劑NS398作用于同類型的三種腫瘤細(xì)胞系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NS398產(chǎn)生明顯的抗細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)早期凋亡的作用。RobertsEG〔6〕等用羅非昔布和NS398分別2種乳腺癌細(xì)胞和2種前列腺癌細(xì)胞24、72h后，用噻唑藍(lán)染色檢測(cè)細(xì)胞抑制率，結(jié)果所有腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)被顯著的抑制，抑制呈劑量依賴型。羅非昔布通過(guò)誘導(dǎo)凋亡來(lái)抑制乳腺癌細(xì)胞增殖。Chen,PY〔7〕等用塞來(lái)昔布、尼美舒利治療鼻咽癌細(xì)胞系，MTT法觀察Cox2抑制劑對(duì)鼻咽癌細(xì)胞系的增殖活性的影響。用流式細(xì)胞儀，電泳檢測(cè)細(xì)胞凋亡。結(jié)果發(fā)現(xiàn)塞米昔布、尼美舒利可以明顯抑制3種鼻咽癌細(xì)胞系的增殖，尼美舒利濃度在分別為182、78、175μm時(shí)對(duì)SUNE、CNE1、CNE2達(dá)到半數(shù)抑制率。而塞來(lái)昔布濃度為72、81、76μm對(duì)上述3種細(xì)胞達(dá)到半數(shù)抑制率，可見相同摩爾濃度下塞來(lái)昔布的抑制效果明顯高于尼美舒利，且抑制呈現(xiàn)時(shí)間依賴型和劑量依賴型和劑量依賴型。塞來(lái)昔布、尼美舒利阻滯SUNE和CNE1細(xì)胞系于G2/M，凋亡形態(tài)和凋亡帶明顯。塞來(lái)昔布、尼美舒利是通過(guò)抑制細(xì)胞周期誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡從而達(dá)到阻滯細(xì)胞增殖的。

12環(huán)氧化酶2抑制劑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的相關(guān)機(jī)理

121環(huán)氧合酶2介導(dǎo)理論

COX是生物合成PGE類的限速酶，有2個(gè)亞型COX1和COX2。COX2在炎癥和腫瘤組織中表達(dá)強(qiáng)度比COX1高，提示COX2的表達(dá)與腫瘤發(fā)生有關(guān)。COX2對(duì)癌癥的重要作用除了與COX2調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)展和凋亡密切相關(guān)外，還與其可以調(diào)控腫瘤細(xì)胞的黏附血管生長(zhǎng)因子、基質(zhì)金屬蛋白酶的功能有關(guān)。研究已知環(huán)氧化酶2誘導(dǎo)型基因，可被缺氧、損傷、炎癥、細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、有絲分裂原及腫瘤促進(jìn)因子等多種因素誘導(dǎo)產(chǎn)生，是非甾體類抗炎藥抗炎作用的靶基因。COX2基因表達(dá)的蛋白被認(rèn)為是一種原癌蛋白。這種蛋白可以促進(jìn)PGE2高表達(dá)，而PGE2可以刺激誘導(dǎo)腫瘤血管增生，抑制局部免疫功能，調(diào)節(jié)多種信號(hào)傳導(dǎo)途徑而影響細(xì)胞的增殖，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)〔5~9〕。很多研究表明，COX2選擇性抑制劑在由化學(xué)誘導(dǎo)劑所致的多發(fā)腸腫瘤的鼠模型中，可抑制71%腸腫瘤的發(fā)生，在偶氮甲烷所致的鼠大腸癌模型中，可使大腸癌的發(fā)生率和數(shù)量分別減少93%和97%，并抑制結(jié)腸異常腺管灶的形成〔10〕。

122非環(huán)氧化酶2理論

環(huán)氧化酶2抑制劑對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用的機(jī)理還有很多爭(zhēng)論〔11〕。有些研究表明環(huán)氧化酶2抑制劑抗腫瘤增殖和誘導(dǎo)凋亡作用機(jī)理中均涉及到COX2依賴和非COX2依賴途徑〔12、15〕，并不完全依賴COX2，另外還有獨(dú)立的過(guò)程，在此過(guò)程中合成PGE途徑是不重要的。甲氨磺酰對(duì)HT29和S／KS細(xì)胞系的抗增殖作用有劑量依賴性，它不影響細(xì)胞的周期，即使沒(méi)有COX2蛋白的表達(dá)也能夠誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡〔16〕。PatelMI〔17〕等使用塞來(lái)昔布和羅非昔布兩種環(huán)氧化酶2抑制劑作用于PC3和LNCaP兩種前列腺癌細(xì)胞系來(lái)觀察體外其對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)，使用塞來(lái)昔布評(píng)估移植模型的抑制效應(yīng)。結(jié)果兩種細(xì)胞中同時(shí)檢測(cè)到COX1，卻沒(méi)有COX2。在25~50μm塞來(lái)昔布體外抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)；然而羅非昔布在此濃度對(duì)腫瘤細(xì)胞無(wú)抑制作用。塞來(lái)昔布誘導(dǎo)G(1)期阻滯，阻滯脫氧核糖核酸合成。塞來(lái)昔布對(duì)PC3移植腫瘤的抑制呈現(xiàn)劑量依賴型，但沒(méi)有導(dǎo)致瘤內(nèi)前列腺素E(2)的降低血漿濃度在237~570μm時(shí)可以阻礙實(shí)體腫瘤的生長(zhǎng)，這與體外需要抑制腫瘤細(xì)胞的濃度相當(dāng)。最高濃度的塞來(lái)昔布使腫瘤體積減少52%，使細(xì)胞增殖數(shù)量和微血管密度減少50％。塞來(lái)昔布作用兩種細(xì)胞和移植瘤使細(xì)胞周期蛋白D1顯著減少，由此可見，兩種臨床上有效的環(huán)氧化酶2抑制劑抑制腫瘤具有不同的非COX2依賴途徑。而塞來(lái)昔布擁有COX2依賴和非COX2依賴途徑兩種特性。

123與凋亡相關(guān)因子表達(dá)關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn)COX2在腫瘤組織中的異常表達(dá)與腫瘤的位置和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有著一定的聯(lián)系。ChenKL〔18〕等觀察36例胃腺癌(16例賁門部、20例胃遠(yuǎn)端胃癌)，通過(guò)免疫組織化學(xué)使用COX2多克隆抗體和bcl2單克隆抗體觀測(cè)癌組織和癌旁組織中COX2和bcl2的表達(dá)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，胃癌組織中COX2和bcl2表達(dá)明顯高于癌旁組織，賁門部腺癌的COX2表達(dá)明顯高于遠(yuǎn)端胃癌組織中COX2的表達(dá)。環(huán)氧化酶2的表達(dá)主要位于腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，部分位于細(xì)胞核。隨著胃癌病理級(jí)別的提高存在COX2高表達(dá)從細(xì)胞質(zhì)到細(xì)胞核的過(guò)度。間質(zhì)巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞都同時(shí)高表達(dá)COX2伴有bcl2蛋白表達(dá)增高。Cox2可以通過(guò)腫瘤細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞的相互作用調(diào)節(jié)凋亡抑制基因(bcl2)的表達(dá)同時(shí)對(duì)腫瘤的增殖和發(fā)展起了重要的作用。環(huán)氧化酶2還可以下調(diào)生長(zhǎng)因子、調(diào)節(jié)癌基因和抑癌基因表達(dá)影響生長(zhǎng)因子活性，抑制腫瘤細(xì)胞增殖與分化，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

124抑制核因子κB

核因子κB(NF2κB)是核轉(zhuǎn)錄基因家族的一員，對(duì)宿主反應(yīng)和激活基因表達(dá)有重要作用，它控制趨化因子、生長(zhǎng)因子、細(xì)胞粘附分子和一些急性反應(yīng)蛋白基因在健康或病理狀態(tài)時(shí)的表達(dá)，可抑制凋亡，是基因表達(dá)、信號(hào)通道變化的關(guān)鍵點(diǎn)。選擇性COX2抑制劑替泊沙林(tepoxalin)，能夠抑制Jurkat和HeLa細(xì)胞的NFκB活性〔19〕。

2對(duì)腫瘤血管生成以及侵襲轉(zhuǎn)移的抑制作用

21抑制血管生成

近年的研究結(jié)果顯示，由COX2催化花生四烯酸代謝產(chǎn)生的前列腺素(postaglandins，PG)，對(duì)于腫瘤內(nèi)新生毛細(xì)血管的形成及血管依賴性的實(shí)體腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移起了重要作用。Kirkpatrick等〔20〕發(fā)現(xiàn)PG可以誘導(dǎo)bFGF及VEGF的表達(dá)，使其mRNA水平明顯增高，并且這種增加可以被COX2抑制劑和VEGF的反義寡核苷酸所抑制。目前研究結(jié)果表明；環(huán)氧化酶2抑制劑可以減少PGE、TXA2等PG的生成，同時(shí)阻斷VEGF、bFGF等的釋放而實(shí)現(xiàn)。因此PGES、EP和TXA2等的抑制劑或拮抗劑可能在不同水平上協(xié)同COX2抑制劑的抗腫瘤作用。

22抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移

目前已有研究表明，在結(jié)、直腸癌腫瘤組織中COX2表達(dá)明顯增高，同時(shí)在高表達(dá)的組織中VEGF表達(dá)明顯高于COX2低表達(dá)的腫瘤組織，MMP2表達(dá)也呈同樣的現(xiàn)象。由此可見，COX2可以通過(guò)調(diào)節(jié)血管生成、癌細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)以及潛在的侵襲力來(lái)促進(jìn)腫瘤的進(jìn)行性生長(zhǎng)。ltoH〔21〕等用前列腺素E(2)和羅非昔布觀測(cè)對(duì)PANC1和MIAPaCa2兩種胰腺癌細(xì)胞系的作用。發(fā)現(xiàn)外源性的PGE(2)誘導(dǎo)MMP2的表達(dá)和活性，增加細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1／2的磷酸化、Ets1結(jié)合活性、MMP2啟動(dòng)因子活性。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)PGE(2)也可以增加細(xì)胞遷移和侵襲力。有絲分裂原激活蛋白抑制劑PD0698059和Ets1都可以減弱PGE(2)誘導(dǎo)的MMP2的表達(dá)，同時(shí)可以阻滯細(xì)胞的侵襲能力但并不阻滯細(xì)胞的遷移力。羅非昔布不但抑制MMP2的表達(dá)和活性。而且抑制Ets1粘合性、MMP2啟動(dòng)因子活性、細(xì)胞的遷移和侵襲力。此結(jié)果驗(yàn)證了PGE(2)是通過(guò)依賴ERK／Ets1的途徑誘導(dǎo)MMP2表達(dá)和活性的降低達(dá)到調(diào)節(jié)胰腺癌侵襲力的。

還有研究表明，COX2抑制劑不但可以通過(guò)抑制血管生成來(lái)阻止腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，還可以通過(guò)改變腫瘤細(xì)胞的粘附性以及其他特性來(lái)抑制腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。Noda等〔22〕的研究顯示一種選擇性的COX2抑制劑etodolac可以上調(diào)CaCO2、HT29等細(xì)胞系E2鈣粘素(ECadherin)的表達(dá)并顯著降低細(xì)胞的增殖。ECadherin是一類鈣依賴的粘附分子，與腫瘤細(xì)胞的分化、轉(zhuǎn)移有著十分密切的關(guān)系。

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