2-甲氧基雌二醇对神经胶质瘤的作用及机制研究进展
发表时间：2011-11-09 浏览次数：532次
作者：张鸿日,李,刚,审校 作者单位：山东大学齐鲁医院神经外科， 山东 济南 250012
【摘要】 2-甲氧基雌二醇 (2ME2) 为雌二醇在体内的生理代谢产物，具有广泛的抗肿瘤作用，是一种具有应用前景的新抗肿瘤药物。其作用机制主要为抑制肿瘤细胞增生、诱导肿瘤细胞凋亡及抗肿瘤血管形成。体内外实验表明：2ME2能抑制神经胶质瘤细胞的增殖，提高载瘤动物的生存期。本文就2ME2的抗肿瘤作用及相关机制研究进行综述。
【关键词】 2-甲氧基雌二醇; 神经胶质瘤; 机制
脑胶质瘤男性发病率明显高于女性，性别与发病率的关系有意义，但具体原因不详。因此推测性激素及其代谢产物可能参与了胶质瘤细胞恶性生长的调控。2-甲氧基雌二醇 (2ME2) 是机体内雌二醇正常代谢产物之一，是机体自然生成的小分子成分，其分子量302.41。近年来的研究表明：2ME2具有广泛的抗肿瘤作用[1，2]，2005 年FDA已批准口服抗癌新药2ME2，展开第1阶段的临床实验。最近的研究发现：2ME2能抑制缺氧诱导因子-1 (HIF-1) 的表达，而HIF-1在胶质瘤中高度表达与其恶性程度相关。
1 抑制肿瘤细胞增生
1.1 抑制细胞活性 无限增殖是肿瘤的基本特性，细胞增殖活跃程度与肿瘤的恶性程度成正比。Chamaon等[3]在对2ME2作用于人多形性胶质母细胞瘤系进行研究 (U87MG、U138MG、LN405) 时发现，不同浓度2ME2 (2、20 μmol/L) 作用瘤细胞6 d后，噻唑蓝比色法 (MTT) 检测到活性细胞数减少75%。Lis等[4]研究2ME2对人胶质瘤系 (U87MG、U138MG、T98) 作用时发现，2ME2以时间-剂量依赖的方式抑制胶质细胞增殖，随着时间延长，细胞活性下降， 10 μmol/L 2ME2作用48 h后活性细胞数减少60%～90%，提示存在药物作用最佳浓度，其为8 μmol/L左右。
1.2 细胞周期阻断 细胞周期受一系列细胞周期调节蛋白激酶 (cyclin-dependent kinases，CDK) 的调节，cdc2激酶是其中一种。cdc2激酶与细胞周期调节蛋白B1 (Cyclin B1) 结合后形成Cyclin B-cdc2复合物，通过促进染色体浓缩，细胞骨架重建，核膜分离，从而使细胞从G2前期进到S期。Cyclin B-cdc2复合物磷酸化时无活性，去磷酸化后被激活。cdc25磷酸酯酶能使Cyclin B-cdc2复合物去磷酸化从而激活cdc25磷酸酯酶是由多基因家族编码的，其中包括cdc25A、cdc25B和cdc25C。Kumar等[5]报道采用3 μmol/L 2ME2作用于人髓母细胞系 (DAOY，D341，D283) 24 h后，cdc25C磷酸化水平升高，G2期细胞增多2～4倍而G1期﹑S期瘤细胞减少;推测2ME2可能使cdc25C磷酸化从而引起cdc2激酶的高度磷酸化，cdc2激酶的活性下降导致细胞分裂阻断在G2期。
2 诱导肿瘤细胞凋亡
已有研究表明：2ME2能诱导胶质瘤细胞发生凋亡。Lis等[4]在研究2ME2作用于人胶质母细胞瘤时发现：2ME2能诱导细胞凋亡，并以时间-剂量依赖方式诱导细胞凋亡;1～10 μmol/L 2ME2作用48 h后细胞凋亡5%～25%。在不同细胞中，2ME2诱导细胞凋亡的信号通路不同，主要通过细胞外源性途径 (死亡受体途径)[6]和内源性途径 (线粒体途径)[7]两条通路介导细胞凋亡。
2.1 死亡受体途径 死亡受体 (death receptor，DR) 包括肿瘤坏死因子受体Ⅰ (TNFRⅠ)、Fas (CD95)、DR3、DR4、DR5、CAR1 (cytopathic ALSV receptor)等，均属于肿瘤坏死因子受体基因超家族成员，其相应配体，如TNFα、FasL、TNF 相关凋亡诱导配体 (TRAIL) 等属于TNF 配体超家族。死亡配体与死亡受体结合，募集细胞质中的Fas相关死亡结构域蛋白 (Fas-associated death domain protein，FADD)，然后级联激活天冬氨酸特异的半胱氨酸蛋白酶 (Caspase) 家族成员，如Caspase 26、27、28等，直接诱导凋亡。Lavallee等[6]通过体外研究发现：2-ME2 能使胶质瘤细胞 (U87-MG) 死亡受体DR5表达上调，并且对TRAIL 的敏感性增加，诱导细胞凋亡。
2.2 内源性凋亡途径 p53基因、caspase家族 (如caspases-3、caspases-8、caspases-9) 在内源性凋亡途径中具有重要作用。Chamaon等[3]报道经2～20 μmol/L 2ME2作用24 h后，U87及大鼠胶质瘤系 (RG-2) 细胞中caspases-3浓度比对照组高出3～20倍。Carothers等[8]发现2ME2能提高结直肠癌大鼠的生存期，并指出2ME2是通过p53介导内源性凋亡途径来诱导细胞凋亡的。Lis等[4]研究发现：2ME2能诱导U87及成年鼠星形细胞p53基因的表达;但同时发现2ME2对于p53基因无功能的T138 及T98同样起作用，因此推测2ME2等抗肿瘤作用可能是非p53基因依赖的。
3 抗肿瘤血管形成
血管新生在恶性肿瘤病理形成过程中起重要作用，受到一系列血管新生调节因子的调控。Kang等[9]在研究2ME2对胶质母细胞瘤荷瘤鼠模型的作用中发现：2ME2具有抗血管新生的作用，能引起肿瘤组织缺氧。2ME2的抗血管新生作用除了直接作用于内皮细胞诱导其凋亡、抑制其增殖外，还与其对肿瘤细胞分泌的促血管新生因子，如血管内皮生长因子 (VEGF-A) 的影响有关。2ME2诱导肿瘤细胞凋亡，抑制其增殖，减少了VEGF-A的分泌，还可以通过改变HIF-1的表达及核结合能力，影响VEGF-A基因的表达，从而进一步减少VEGF-A的分泌量。
4 对正常组织和细胞的作用
关于2ME2对正常组织和细胞的作用同样受到学者们的关注。Li等[10]研究发现：2ME2对实验动物具有肝脾毒性、体质量减轻等副作用，但血液生化检查并未发现异常，且体质量减轻可在停药后恢复。Lis等[4]报道2ME2对静止期脑星形细胞无影响，但远期影响以及高浓度2ME2对神经元的影响仍有待进一步研究证实。
5 HIF-1与2ME2的关系
缺氧诱导因子-1 (HIF-1) 是缺氧诱导产生的一类转录因子。HIF-1的直接启动基因有60多个，其中包括一些对缺氧适应性基因：促红细胞生成基因、促氧结合与亚铁血红素基因、血红素加氧酶、血管内皮生长因子 (VEGF) 及血管内皮生长因子受体-1 (VEGFR-1，Flt-1) 的编码基因 (与血管生成相关) 及糖酵解酶类基因等。与此同时，也存在一些HIF-1依赖的凋亡相关基因，包括p53、p21、caspase、rtp-801、bcl-2、Nip3、HGTD-P等。另外，还有转录因子类基因，包括Dec-1和Ets-1的编码基因等。HIF-1对细胞来说具有双向作用，但对肿瘤细胞则主要表现为促进生长。在人类许多肿瘤中，HIF-1高度表达，并主要存在于坏死区附近呈假栅栏式排列的细胞中及肿瘤周围浸润正常组织的细胞中，其分布至少部分与组织氧分压水平相关;且HIF-1A水平的升高与肿瘤的浸润相关[11]。在胶质瘤中HIF-1的表达明显高于正常胶质细胞，HIF-1蛋白在大多数胶质母细胞瘤和间变性星形细胞瘤的细胞核中呈强表达，特别是在胶质母细胞瘤坏死区周围HIF-1 mRNA表达增强, 且高度恶性胶质瘤比低度恶性的HIF-1表达增强[12]。2ME2可在转录后水平抑制肿瘤细胞的HIF-1，进而抑制其靶基因的表达，同时，2ME2还能抑制内皮细胞中HIF-2的表达[13]。Mabjeesh等[14]在研究2ME2对卵巢癌、乳腺癌细胞及大鼠动物模型的作用时发现：2ME2能抑制肿瘤细胞的HIF-1;并且指出2ME2的抗肿瘤血管生成作用及干扰细胞骨架可能依赖于对HIF-1的抑制，Kang等[9]报道：60～600 mg•kg-1•d-1 2ME2可延长胶质母细胞瘤荷瘤鼠模型生存期，MRI检测肿瘤小于对照组，同时免疫组织化学检测瘤组织的HIF-1降低;因此推测：2ME2的抗肿瘤作用可能是通过降低HIF-1的表达来实现的。
6 展望
目前，脑胶质瘤的治疗仍是一大难题，因缺乏理想的化疗药物，化疗只是一种辅助治疗方案。2ME2能抑制胶质瘤细胞的增殖并诱导调亡，并对正常细胞无明显作用，可望成为新的化疗药物，为治疗胶质瘤提供新的思路。
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