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　补骨脂素类抗肿瘤作用的光敏特性      

发表时间：2006-8-14 13:11:00

更多保健方面的文章请到中国保健网>>     </font>成都军区昆明总医院口腔科 <BR> (650032) <a href="../huiyuan/A1435.htm" target="_blank"><BR> 闫晓光</font><font color="#0000FF">(A1435)</font></a>综述 <BR> 周训银 审校<br><BR> 第四军医大学口腔医学院口腔生物学教研室 (710032) <BR> 吴军正 审校<font FACE="宋体" size="2"></p><BR> </font><p ALIGN="left">摘要 <BR> 近期各国学者通过补骨脂素类与核酸、蛋白质和脂类等方面作用的研究，对补骨脂素类抗肿瘤机理有了更深入的认识，这些成果必将对今后的补骨脂素类基础研究和临床治疗工作有指导作用。<br><BR> 关键词 补骨脂素 光敏特性 光反应<br><BR> <br><BR> 补骨脂素类 (Psoralens,简写为PSOs)作为光敏剂，对各种波长的光均表现出一定的光敏反应，74年以来，人们应用PUVA(PSOs+Ultraviolet <BR> A)疗法治疗银屑病。PSOs同血卟啉一样具有光敏特性，而血卟啉的毒副作用多,因此，人们期望能用它代替血卟啉来治疗肿瘤。<br><BR> 一 PSOs对大分子化合物的影响<br><BR> ㈠ PSOs对核酸的作用<br><BR> PSOs对核酸的作用被认为是它发挥抗肿瘤作用的最重要的机制，在这方面的研究也最多、最早，很多成果被大多数学者所公认。首先， <BR> PSOs与 DNA 以非共价键形式在暗处结合成复合物，引起 DNA损伤;然后,在各种照射源的激发下， <BR> PSOs被激活，活化的 PSOs引起 DNA的进一步损伤，包括：⑴激活的 PSOs辐射衰变， <BR> 释放出来的能量激活其它成分，如 O2和 H2O分子产生自由基，引起 DNA的损伤[1]；⑵激活的 <BR> PSOs与 DNA形成加成物，可以通过单加成和双加成即交连，引起DNA的损伤，发挥抗肿瘤作用[2]，而且光加成物不会被处理或修复，因为这些些细胞修复功能缺陷[3]。一些学者认为， <BR> PSOs的作用是占主导地位的，而各种照射源只起到一个辅助作用[4]。总之，人们认为 <BR> PSOs引起 DNA损伤，抑制 DNA合成，不同形式的 DNA损伤，可以诱导相同的应答反应，即上调或下调选择性的基因产物[5]。<br><BR> ㈡ PSOs对脂类的作用<br><BR> Zarebska等研究发现， PSOs与脂类可以发生光加成作用。Caffieri和Anthony[6]等发现， <BR> PSOs━脂肪酸环化加成物有激活血小板蛋白激酶 C (PKC)的作用， PKC使主要底物 <BR> 47KD蛋白磷酸化，这种作用与第二信使甘油三酯 (DG)的作用相似[7]。 <BR> Malinin等发现，15～100ng/ml 8-甲氧基补骨脂素只要五分钟的 UVA照射就能够抑制 <BR> DNA的合成，而抑制脂类的合成需要更高的浓度(0.5～1mg/ml)[4]，这说明 <BR> PSOs对脂类的合成影响有一定的剂量依赖性，并且和照射源有一定的关系。<br><BR> ㈢ PSOs对氨基酸与蛋白质的作用<br><BR> 有学者研究发现， PSOs的特殊受体蛋白存在于细胞膜上和胞浆中，并且 <BR> PSOs与受体蛋白的结合具有高度的亲和性和不可逆性， PSOs可以在 UVA的作用下使它们的 <BR> n受体烷基化，激活受体[8]。而且 Laskin、Zarebska及 Vallat等在进一步的研究中发现， <BR> PSOs处理以后，膜受体功能障碍，如表皮生长因子受体 (EGFR)结构和功能改变，造成表皮生长因子(EGF)与受体的结合被抑制，但 <BR> EGFR的增殖没有改变[8,9]，也就是说，EGFR数量没减少，但功能下降了。Monf- <BR> rocola等研究发现， PSOs能与氨基酸发生光加成反应,并且光加成物对酶的活性有影响[10]。因此，不难得出结论， <BR> PSOs除与受体发生特异反应外，还与其它的受体和酶类发生非特异性的反应。象脂类一样， <BR> PSOs也能广泛地影响蛋白质的表达，包括各种粘附分子、细胞因子和受体[1,5]，尤其是对转录因子的影响，通过它们使基因转录活化或抑制，并且极有可能是首先启动了立早基因[3]。<br><BR> 二 分化诱导和细胞凋亡<br><BR> PSOs对肿瘤细胞和正常细胞不论是在体内还是在体外，均有明显的增殖抑制作用，使细胞周期延长，直至死亡，尤其是异常增生的细胞，更为明显。吴军正等研究发现，8-甲氧基补骨脂素可以使粘液表皮样癌细胞生长倍增时间明显延长，细胞表面微绒毛减少，核浆比例变小，有核左移趋势，琼脂平板克隆形成率降低，裸鼠肺转移率降低。总之，8-甲氧基补骨脂素可以诱导肿瘤细胞出现良性分化表型。<br><BR> Vowels等在8-MOP对 T淋巴细胞和单核细胞系作用研究中发现，8-MOP诱导 <BR> DNA损伤,细胞发生凋亡，并且随着8-MOP剂量的加大，凋亡细胞的百分数也显著地增加[11]。 <BR> Johnson等在8-MOP对外围血白细胞和T-淋巴细胞的研究中发现， <BR> 8-MOP <BR> 显著地减慢细胞周期，最终使细胞周期停止并启动细胞凋亡，在他们的实验中观察到了典型的细胞形态的改变，以及“梯状” <BR> DNA电泳和“亚G1”凋亡峰的出现[12]。 Schind和Fox在研究中也发现 PSOs能诱导鳞癌细胞和恶性淋巴细胞发生凋亡[13,14]。<br><BR> <BR> 现在已明确地知道生长因子及其受体的改变，可以引起细胞凋亡。Valla等发现，在PUVA疗法以后，升高的胰岛素样生长因子-1可以被逆转，而升高的表皮生长因子却不行[9]。Laskin等研究表明， <BR> PSOs与细胞膜上特异性受体蛋白结合，发生烷基化（目前被认为是激活它们的受体），而发生在细胞膜上的与 <BR> PSOs受体激活相联系的生物化学事件是： EGF结合的抑制及 EGFR结构和功能的改变[8]。某些细胞因子对细胞凋亡也有影响，如：IL-2的缺乏，导致 <BR> T淋巴细胞凋亡，IL-6 对野生型 p53蛋白诱导的细胞凋亡具有抑制作用。以前的研究结果表明， <BR> PSOs处理以后，表皮细胞的IL-2R+细胞明显减少，甚至消失[9]，外周单核细胞系细胞因子的释放被抑制[5]，包括IL-2、IL-6、IL <BR> -8、IL-1β和 TNF-α，至于 PSOs 是否通过对 EGFR和IGF-1及多种细胞因子功能的下调来诱导细胞凋亡，还有待进一步研究。<br><BR> PSOs可以诱导肿瘤细胞分化，产生分化表型，同时 PSOs可以诱导肿瘤细胞凋亡，那么细胞分化和细胞凋亡之间的关系是怎样的呢？我们的研究结果提示，小剂量的8-MOP可以诱导分化，并有少量凋亡细胞的出现； <BR> Vowels 等研究结果表明，随着 PSOs剂量的加大，凋亡细胞的百分数也显著地增加。基于以上原因，我们推测，当用小剂量的 <BR> PSOs处理肿瘤细胞时，细胞发生分化表型，可以看作是一个量变过程；而当剂量加大到某一个临界剂量以上时，细胞发生凋亡，可以看作是发生了质变。因此，我们推测 <BR> PSOs对肿瘤细胞的作用规律为:肿瘤细胞经 PSOs处理以后，变成出现正常分化表型的肿瘤细胞（第一阶段），出现正常分化表型的肿瘤细胞再经PSOs进一步处理以后，肿瘤细胞凋亡（第二阶段）。<br><BR> 如果第一阶段的 PSOs剂量足够大，那么细胞来不及出现分化表型，直接进入凋亡；如果第一阶段的PSOs剂量较小，而处理时间又较短，那么细胞主要以分化为主；如果第一阶段的PSOs剂量中等，或小剂量PSOs而处理时间足够长，那么细胞首先出现分化，然后分化细胞凋亡，在检测的时候表现为分化细胞与凋亡细胞并存的现象。那么相同的剂量，相同的处理时间，为什么有的肿瘤细胞表现为分化，而有的细胞表现为凋亡呢？这可能与肿瘤细胞的异质性有关。上面的推测有待进一步研究，如果被证实，那么将能把分化诱导和凋亡很好地统一起来，促进这一领域的研究。<br><BR> 三 PSOs对肿瘤转移的影响<br><BR> <BR> 目前的研究认为肿瘤的转移是肿瘤患者死亡的主要原因之一，肿瘤发生转移的特性是肿瘤的重要生物学特性之一，转移特性与肿瘤的恶性程度正相关。肿瘤转移的一般途径是：在原发灶部位，肿瘤细胞之间的连接关系降低，细胞容易移动，有的细胞极性也发生改变，而细胞易于与基底膜粘附连接，肿瘤细胞合成的各种酶类消化基底膜，突破基底膜屏障以后肿瘤细胞进入循环系统，到达一定的特殊部位，肿瘤细胞与血管内皮细胞发生粘附作用，突破血管内皮细胞及基底膜，到达转移灶，繁殖生长，形成转移瘤。正因为肿瘤转移在肿瘤研究中的重要地位，因此，近些年，有许多学者在肿瘤的转移及转移抑制方面作了许多的研究。在 <BR> PSOs抗肿瘤研究领域也是这样，Laing等在对粘附分子的研究中发现， <BR> TNF能诱导人脐静脉内皮细胞的细胞间粘附分子(ICAM-1)，血管内皮细胞粘附分子(VCAM-1)，表皮细胞整合素(E-Selec<br><BR> tin)的表达升高， 8-MOP-UVA处理后， VCAM-1和 E-Selectin <BR> 的表达明显地降低，而 ICAM-1的表达没有明显地降低，只是部分地降低。但也有研究表明 <BR> PSOs能使角化细胞表面 ICMA-1的表达下降[15]。在原发灶部位， <BR> ICAM-1的正常表达有利于把癌细胞限制在原位； VCAM-1及 E-Selectin表达量的多少与肿瘤细胞和血管内皮细胞的粘附性呈正相关。 <BR> Urano 等研究表明，整合素家族LFA-1与VLA-4 (分别为 ICAM-1和 <BR> VCAM-1的配体 )的表达在 PSOs处理以后发生下调，对肿瘤细胞与血管内皮细胞的附着产生不利的影响，并且通过对免疫球蛋白超家族其它成员的影响，包括 <BR> CD4和 CD8表达的下调，以及主要组织相容性抗原-1 (MHC-1，配体为CD-8)表达上调，可能对肿瘤细胞的转移产生有利或不利的影响，有待进一步的研究[5]。 <BR> Vallat等发现， PSOs处理以后，粘附分子的分布极性恢复正常[9] <BR> 。当然，人脐静脉内皮细胞是正常细胞，和肿瘤细胞有着显著的差异，对肿瘤细胞是否也有相同的结果，有待进一步的研究。<br><BR> <BR> 从以往的研究发现，肿瘤细胞的克隆形成率高者，其独立生活能力强，恶性程度高，易于发生转移，克隆形成率与肿瘤细胞的肺转移呈正相关。 <BR> Roth等和 Yang等的研究表明，在PSOs处理以后，成纤维细胞及酵母属细胞的克隆形成率明显降低[16,17]。我们实验室的研究结果表明，8-MOP及 <BR> PSO可以使人粘液表皮样癌细胞系 ( MCE-1细胞系)的肿瘤细胞裸鼠肺转移率明显下降。<br><BR> 四 PSOs的毒副作用、新药的开发和联合用药<br><BR> POSs在应用过程中发现很多的毒副作用，包括接触性皮炎[18]光毒作用、恶心、胃痛、头痛， <BR> PSOs作为光敏剂，对视力系统的副作用已被人们注意到，眼干、急性角膜和结膜细胞毒性[18]。尤其引人注目的是， <BR> PSOs作为抗癌剂，而引发正常细胞发生基因突变，最终导致肿瘤的发生，8-MOP与5-MOP光加成物引发鼠成纤维细胞突变[2]，银屑病患者治疗后发生疣状黄瘤,更有甚者，Lever报道，半数大剂量 <BR> PUVA治疗的患者发生皮肤癌或癌前病变，而且Stern报道， PUVA治疗后转移性鳞状细胞癌的发生[20]。总之，随着 <BR> PSOs在皮肤病等方面的广泛应用，发现了许多的毒副作用。<br><BR> 为克服各种毒副作用，各国学者想了很多方法，新型5-MOP微化片及超微化的8-MOP可以使疗效提高而毒副作用减少[10]，食物中的omega-3和 <BR> omega-6脂肪酸对防止PUVA诱导的炎性反应，有改善作用[21]。有些学者在他们的研究中发现，联合使用8-MOP与干扰素或维甲酸可以使疗效更高，细胞毒性更少[22]，吴军正等研究发现， <BR> 8-MOP与α1干扰素联合应用，可以更有效地抑制MEC-1细胞系与舌癌细胞系的肿瘤细胞，药物之间的作用为协同作用。虽然各国学者在减少毒副作用方面做了许多工作，但远不能解决现存的问题，因此，有必要研究抗增殖效能更高，而毒副作用更低的新型 <BR> PSOs。<br><BR> 五 展望<br><BR> <BR> ㈠各种照射源的使用与研究：目前使用的照射源很复杂：可分为可见光与紫外光，激光与普通光，电子束照射和离子辐射。研究表明各种照射源均在一定程度上有增强 <BR> PSOs抗肿瘤活性的作用，随着对照射源各方面的研究进展，必将更清楚地认识 <BR> PSOs的本质，为更好地利用 PSOs打下基础。<br><BR> ㈡信号转导： PSOs对信号转导过程的调节作用的进一步深入的全方位研究，一定可以使我们更清楚地理解 <BR> PSOs的作用机理。现在在跨膜信号转导的途径上仍有许多的问题有待解决，包括 <BR> PSOs受体的蛋白质结构、氨基酸组成、基因组成、功能以及单克隆抗体的生产； <BR> PSOs对膜上其他受体的作用； PSOs对细胞外液及细胞浆中的各种生长因子和细胞因子的作用； <BR> PSOs对第二信使的作用； PSOs对核酸各级结构的作用等。对这些问题的解答，一定能够对以后的基础与临床工作有指导意义。<small><br><BR> <br></P><P> <BR>参考文献：（略）<BR> <BR> </td> 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