全反式维甲酸抗肿瘤作用的研究进展
发表时间：2009-06-24 浏览次数：540次
作者:叶红
【关键词】 维甲酸 肿瘤 消化
0 引言
维甲酸类药物包括维生素A的天然及人工合成的衍生物。维生素A (视黄醇)进入人体后转变成视黄醛，再经氧化变成维甲酸。维甲酸是维持生长发育不可缺少的物质,尤其在促进上皮组织分化生长及维持其正常功能方面起重要作用。
维甲酸结构式由环状末端、多烯肽侧链和极性末端基团三部分组成，当这三部分结构各自由不同基团取代时，可得到生物活性不同的化合物。目前维甲酸类化合物根据结构不同分为三代：第一代为极性末端被不同基团取代；第二代为环状末端基团的改变；第三代维甲酸则是多烯肽侧链的改变，并由于羧基方向不同分为两种异构体，即顺式维甲酸及全反式维甲酸(alltrans retinoic acid，ATRA)，其中全反式构型最为稳定和常见。维甲酸类化合物受体属于类固醇-甲状腺素核转录因子超家族，现已发现两大类受体可与维甲酸结合，介导维甲酸作用，即维甲酸受体(RAR)和维甲类X受体(RXR)。RAR受体有三个亚型(RARα、RARβ、RARγ)，而RXR也有三个亚型(RXRα、RXRβ、RXRγ)。RXR和RAR受体的每一成员均有许多异构体，如RARα有α1、α2，RARβ有β1、β2[1,2]。
1 抑制增殖、诱导分化和凋亡
维甲酸与受体通过配体结合区域互相结合，直接作用于靶基因,这是维甲酸类药物作用的经典途径。维甲酸结合受体包含有DNA结合区域，可以识别基因组DNA的特异性序列。维甲酸靶基因启动子序列中包含有维甲酸受体反应元件，通过受体和靶基因之间不同的作用方式，维甲酸类药物可以调节细胞中不同基因或酶的表达,使其活化或抑制，从而达到治疗目的[3]。
目前研究证实维甲酸还可以通过受体抑制转录活性因子AP1途径抑制某些细胞增殖。AP1即活性蛋白1(Activeprotein1，包含有cJun和cFos)是一种转录因子，通常其活性形式为Jun (cJun、Jun B、Jun D)与Fos(Fra1、Fra2、cFos、Fos B)家族成员的同源或异源二聚体，可刺激肿瘤形成，在肿瘤的侵袭浸润中起重要作用。cJun和cFos是细胞中cJun和cFos基因的表达产物，维甲酸类药物可以与cJun相互作用，使AP1失活。实验证明抑制AP1表达可抑制肿瘤的形成[4]。
维生素A类物质在肝脏中储存与释放，与肝脏关系密切。因此，维甲酸类药物在肝脏疾病中的应用具有重要意义。大量研究表明：维甲酸类药物ATRA可抑制肝癌细胞生长，使细胞周期G0G1延长，影响DNA合成，最终产生增殖抑制，诱导细胞凋亡。Liu等[5]发现：ATRA可通过降低肝癌细胞对生长因子刺激的反应性来抑制其增殖，使细胞对人表皮促生长因子的增殖反应敏感性降低，逆转肝癌细胞表型，且可诱导细胞中的转移抑制基因nm23H1表达上调。ATRA亦可抑制肝癌细胞Hep3B中波形纤维蛋白（vimentin）mRNA的表达，而波形纤维蛋白与肿瘤的恶性表型，肿瘤细胞活力及不良预后有着密切联系，对波形纤维蛋白mRNA的表达抑制可能是维甲酸抑制肝癌细胞增殖的又一路径[6]。胃癌细胞经ATRA药物作用之后，肿瘤相关抗原MGb2表达下降,癌基因cmyc、bcl2等表达明显抑制，WTp53mRNA等表达增高，提示ATRA诱导凋亡的作用可能是通过对细胞凋亡有关基因的调控实现，在基因水平改变肿瘤细胞性质起到治疗作用。ATRA可调节维甲酸受体RARα的mRNA及蛋白在各类肿瘤组织中的表达，但是途径并不一致。在胃癌细胞系BGC823中，它是通过相扑化途径（sumoylation pathway）实现的，经过修饰的RARα稳定性大大增加，从而促进受体表达[7]。Shyu等[8]将ATRA应用于胃癌细胞SCM1 CL23后，胃癌细胞中钙结合蛋白S100P的表达显著增加，提示抗肿瘤作用还有可能与S100P的活化有关。胰腺癌细胞T3M4、BxPc3，SW1990细胞系应用ATRA后，可出现不同程度的增殖抑制及凋亡现象，呈时间与剂量依赖，并且其与化疗药物如吉西他滨（gemcitabine）等联合应用时，可增强对胰腺实体肿瘤的治疗作用[9,10]。除此之外，ATRA在结肠癌细胞的实验研究中，被证实可以抑制结肠癌细胞生长，促进细胞分化[11]。在食管癌细胞系中，ATRA亦被证明可有效降低细胞核基质浓度，从而使肿瘤凋亡成为可能[12]。
2 抑制肿瘤侵袭、转移
在实体瘤和恶性肿瘤的迁移过程中，血管生成尤为重要，肿瘤组织新生血管生成与癌组织侵袭、转移程度成正比。有研究证明ATRA可明显抑制血管平滑肌细胞增殖，下调TGFβ基因表达，降低血纤维蛋白酶原激活物（tPA）的活性，使血纤维蛋白酶原激活物抑制物PAI1表达上调[13,14]。肝脏星状细胞(hepatic stellate cell)是正常肝脏与纤维化肝脏中细胞外基质（extracellular matrix,ECM）产生的主要细胞，且肝脏中约70％的维生素A贮存于此，它的活化可导致细胞内维生素A的减少，并成为肝脏纤维化及硬化病理过程中的主要因素。实验证明：将ATRA与鼠肝脏星状细胞共同作用后，可显著降低其原胶原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，纤维结合素，层粘连蛋白(laminin,LN)的合成，而层粘连蛋白的减少则可使肿瘤细胞的移动能力降低[16]。可见ATRA在抑制肿瘤的侵袭、转移过程中起着重要作用。
由肿瘤导致的免疫抑制是肿瘤逃脱免疫监视，从而侵袭浸润的又一重要机制。维甲酸可通过诱导未成熟骨髓细胞(Immature myeloid cells，ImCs)分化，成为成熟的树突状细胞、巨噬细胞、粒细胞等，ImC的减少可改善CD4+和CD8+T细胞介导的肿瘤特异性免疫反应，破坏循环系统中的肿瘤细胞和已建立的微小转移灶，抑制肿瘤转移的发生和发展[16]。Jinushi等[17]发现：在特定的肝癌细胞系（如Huh7、HepG2）中，MHC Ⅰ类相关基因A（MICA）与MHC Ⅰ类相关基因B(MICB)表达，而这二者是NK细胞识别肿瘤细胞的重要工具，维甲酸可以通过促进MICA与MICB的表达，增强自然杀伤细胞（nature killer cell,NK cell）识别肿瘤细胞的能力，从而增强抗肿瘤作用。同时，维甲酸类药物具有强烈的细胞免疫刺激作用。其可上调IL2、IL4表达，促进Th2辅助细胞生成，增强丝氨酸蛋白酶的活性,由此提高NK和LAK（淋巴因子激活的杀伤细胞）细胞的杀伤能力，并使血淋巴细胞中RARα和RARβ受体表达上调，促进在免疫过程中起重要作用细胞因子的表达，从而在机体免疫中发挥了不可忽视的作用[18]。
ATRA类药物除了在临床上用于治疗白血病之外，也已经用于消化系统肿瘤的治疗。作为细胞的一种诱导分化剂，将其和5Fu联用，用于肝癌治疗后已初见成效。Okuno等[19]针对在肝硬化患者中应用非环视黄素（acyclic retinoid）可使甲胎蛋白AFPL3分泌减少并降低肝癌的再次复发这一现象，提出了克隆清除（clonal deletion）的肝癌治疗新概念，尝试着将维甲酸应用于肝癌治疗并探讨其作用机制。Clerici等[20]将ATRA、他莫西芬及维生素E联合应用于进展期肝癌，可促进肝脏细胞酶的合成、维甲酸各类受体的表达，减轻患者疼痛，提高肝癌患者的存活率及生活质量。Kojima等[21]尝试在原发性肝癌治疗中应用非环视黄素，可增强肝癌组织对维甲酸及干扰素的敏感性，间接提高干扰素诱导细胞凋亡的能力。可见，维甲酸类药物在消化道肿瘤，尤其是肝脏肿瘤治疗方面，有很好的应用前景。
3 结语
维甲酸类药物具有抗肿瘤作用，但长期应用，副作用仍较大。如何合成安全有效的维甲酸类衍生物，或是与其他药物联合使用，缩短其用药时间，降低毒副作用，尚需进一步深入基础实验和临床研究。
【参考文献】 ［1］ Wang XD. Retinoids and alcoholrelated carcinogenesis[J]. J Nutr,2003，133(1):287S290S.
[2] Hatoum A, ElSabban ME, Khoury J, et al. Overexpression of retinoic acid receptors alpha and gamma into neoplastic epidermal cells causes retinoic acidinduced growth arrest and apoptosis[J]. Carcinogenesis,2001, 22(12):19551963.
[3] Dragnev KH, Rigas JR, Dmitrovsky E.The retinoids and cancer prevention mechanisms[J]. Oncologist,2000,5（5）:361368.
[4] Huang Y, Boskovic G, Niles RM. Retinoic acidinduced AP1 transcriptional activity regulates B16 mouse melanoma growth inhibition and differentiation[J]. J Cell Physiol,2003, 194(2):162170.
[5] Liu F, Qi HL, Chen HL. Effects of alltrans retinoic acid and epidermal growth factor on the expression of nm23H1 in human hepatocarcinoma cells[J]. J Cancer Res Clin Oncol, 2000, 126(2):8590.
[6] Yoon WH, Song IS, Lee BH，et al. Differential regulation of vimentin mRNA by 12Otetradecanoylphorbol 13acetate and alltransretinoic acid correlates with motility of Hep 3B human hepatocellular carcinoma cells[J]. Cancer Lett,2004, 203(1):99105.
[7] Wu Q, Lin XF, Ye XF,et al.Ubiquitinated or sumoylated retinoic acid receptor alpha determines its characteristic and interacting model with retinoid X receptor alpha in gastric and breast cancer cells[J]. J Mol Endocrinol, 2004,32(3):595613.
[8] Shyu RY, Huang SL, Jiang SY. Retinoic acid increases expression of the calcium-binding protein S100P in human gastric cancer cells[J]. J Biomed Sci,2003,10(3):313319.
[9] Albrechtsson E,Ohlsson B, Axelson J. The expression of retinoic acid receptors and the effects in vitro by retinoids in human pancreatic cancer cell lines[J]. Pancreas, 2002, 25(1):4956.
[10]Pettersson F,Colston KW,Dalgleish AG. Retinoic acid enhances the cytotoxic effects of gemcitabine and cisplatin in pancreatic adenocarcinoma cells[J]. Pancreas,2001,23(3):273279.
[11]Bartolini G,Ammar K,Mantovani B,et al.Retinoids and cancer: antitumor effect of ATRA and of a new derivative of retinoic acid, IIF, on colon carcinoma cell lines CaCo2 and HT29[J]. Anticancer Res， 2004，24(3a):17791783.
[12]Kirikoshi H, Katoh M.Expression and regulation of WNT10B in human cancer: upregulation of WNT10B in MCF7 cells by betaestradiol and downregulation of WNT10B in NT2 cells by retinoic acid[J]. Int J Mol Med，2002，10(4):507511.
[13]Watanabe A, Kanai H, Arai M, et al. Retinoids induce the PAI1 gene expression through tyrosine kinasedependent pathways in vascular smooth muscle cells[J]. J Cardiovasc Pharmacol, 2002,39(4):503512.
[14]Johst U,Betsch A, Wiskirchen J,et al.AllTrans and 9cis retinoid acids inhibit proliferation, migration, and synthesis of extracellular matrix of human vascular smooth muscle cells by inducing differentiation[J]. J Cardiovasc Pharmacol,2003,41(4):526535.
[15]Hellemans K, Grinko I, Rombouts K,et al.Alltrans and 9cis retinoic acid alter rat hepatic stellate cell phenotype differentially[J]. Gut，1999，45(1):134142.
[16]Kusmartsev S, Cheng F, Yu B,et al. Alltransretinoic acid eliminates immature myeloid cells from tumorbearing mice and improves the effect of vaccination[J]. Cancer Res,2003,63(15):44414449.
[17]Jinushi M, Takehara T, Tatsumi T,et al. Expression and role of MICA and MICB in human hepatocellular carcinomas and their regulation by retinoic acid[J]. Int J Cancer,2003, 104(3):354361.
[18]Engedal N，Ertesvag A，Blomhoff HK. Survival of activated human T lymphocytes is promoted by retinoic acid via induction of IL2[J].Internal immunology,2004,16(3)：443453.
[19]Okuno M, Sano T, Matsushima-Nishiwaki R,et al. Apoptosis induction by acyclic retinoid: a molecular basis of 'clonal deletion' therapy for hepatocellular carcinoma[J]. Jpn J Clin Oncol, 2001,31(8):359362.
[２0]Clerici C, Castellani D, Russo G,et al. Treatment with alltrans retinoic acid plus tamoxifen and vitamin E in advanced hepatocellular carcinoma[J]. Anticancer Res,2004, 24(2c):12551260.
[２1]Kojima S, Okuno M, MatsushimaNishiwaki R,et al.Acyclic retinoid in the chemoprevention of hepatocellular carcinoma[J]. Int J Oncol, 2004, 24(4):797805.
