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Mechanisms of Chinese materia medica multi-target to reverse MDR of leukemia

中药多靶点逆转白血病多药耐药机制研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 7 期 2016 年 4 月

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中药多靶点逆转白血病多药耐药机制研究
施叶叶,马程遥,苗筠杰,陈 勇,陈建伟,李 祥*
南京中医药大学药学院,江苏 南京 210023
摘 要:白血病是血液系统一种常见的恶性肿瘤,是国内十大高发恶性肿瘤之一。白血病的多药耐药是化疗失败的主要原因,
化学药逆转剂通常毒副作用大,作用机制单一,制约着其临床应用。而中药有高效、低毒、多靶点的特点,在逆转多药耐药
白血病上显示出其独特的优势。通过分析近些年白血病多药耐药的机制,综述中药单体成分、中药复方和单味药白血病多药
耐药逆转剂,以探讨中药逆转白血病多药耐药的前景。
关键词:白血病;多药耐药机制;中药;逆转剂;恶性肿瘤
中图分类号:R285 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2016)07 - 1230 - 06
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.07.028
Mechanisms of Chinese materia medica multi-target to reverse MDR of leukemia
SHI Ye-ye, MA Cheng-yao, MIAO Yun-jie, CHEN Yong, CHEN Jian-wei, LI Xiang
College of Pharmacy, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210023, China
Abstract: Leukemia is a common malignant tumor in blood system, and it is one of the 10 high incidence malignant tumors in China.
The main reason related to the failure of chemotherapy in leukemia is multidrug resistance (MDR). Chemical reversal agents often have
the side effects and the mechanisms of chemical reversal agents are single, which restricts its clinical application. With efficiency,
low-level toxicity, and multi-target points, Chinese materia medica shows its unique advantages in reversing MDR of leukemia. This
paper summarizes the MDR mechanisms of leukemia and reversal agents in Chinese medicine in order to find more Chinese medicine
to reverse leukemia.
Key words: leukemia; multidrug resistance mechanisms; Chinese materia medica; reversal agents; malignant tumors

癌症是人类死亡的主要原因之一,全球死于癌
症的人数持续上升。白血病属于中医学的“血证”
“温病”“热劳”“血瘀”等范畴,邪毒侵袭,入血伤
髓为其主要发病机制。目前主要有 4 种类型的白血
病:慢性淋巴细胞白血病(CLL)、慢性粒细胞性白
血病(CML)、急性淋巴细胞白血病(ALL)和急
性髓性白血病(AML)[1]。
化疗是目前治疗白血病的主要方法之一,然而,
在化疗过程中,会出现肿瘤多药耐药(MDR)现象[2],
抗肿瘤药物也会产生交叉耐药现象,从而产生原药
耐药(PDR)和 MDR,导致化疗失败。
另外,化学药逆转剂通常有严重的毒副作用,
作用机制单一,选择性差,影响其临床使用。中药
用药历史悠久,资源丰富,有多靶点、多途径的特
点,其作为白血病的 MDR 逆转剂受到了国内外学
者的广泛关注。本文通过查阅近年来有关文献,对
白血病细胞 MDR 的主要机制以及逆转其相应机制
的中药进行综述。
1 白血病 MDR 的主要机制
白血病 MDR 产生的机制相当复杂,通常是多
种机制相互作用的结果。参与其 MDR 产生的机制
主要有以下几方面:(1)膜转运蛋白表达的升高;

收稿日期:2015-11-12
基金项目:国家自然科学基金资助项目(81573577,81274057,81403182);江苏省高校优势学科建设工程资助项目(ysxk-2010);江苏省自
然科学基金项目(BK2012853);国家教育部博士点专项基金资助项目(20113237110009);南京中医药大学青年科学基金(BXZR23);
2015 年江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(1003)
作者简介:施叶叶(1991—),女,硕士研究生在读,研究方向为中药活性成分的基础研究及应用。
Tel: 15951926025 E-mail: shiyeye1572@163.com
*通信作者 李 祥(1953—),女,博士生导师,主要从事中药药效物质基础和中药新药研究。Tel: 13913925677 E-mail: lixiang_8182@163.com
陈 勇(1987—),男,博士,主要从事中药药效物质基础和中药新药研究。Tel: 15251825386 E-mail: achenyongmail@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 7 期 2016 年 4 月

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(2)谷胱甘肽及药物解毒酶等量增加或活性增强;
(3)DNA 拓扑异构酶 II(Topo II)量减少及活性降
低;(4)细胞凋亡受到抑制;(5)细胞修复机制,
肿瘤微环境等方面。因此,了解白血病的 MDR 机
制,对开发白血病 MDR 的药物和提高白血病的治
疗效果有非常重要的意义。
1.1 膜转运蛋白与 MDR
目前,白血病 MDR 产生的主要原因是 ABC 转
运体的过表达,它主要由 ATP 水解释放的能量将药
物分子泵出细胞,降低细胞内化疗药的浓度,从而
产生耐药[3]。ABC 转运体超家族分为 7 个亚族
(ABCA~ABCG),与 MDR 相关的蛋白主要有 P-
糖蛋白(P-gp)[4]、多药耐药相关蛋白(MRP1)、
乳腺癌耐药蛋白(BCRP)、肺耐药蛋白(LRP)[5]。
其中,MDR-1 基因的大量扩增及其编码产物 P-gp
的过度表达是肿瘤细胞耐药的主要原因[6]。
1.2 酶量及活性的改变与 MDR
耐药相关酶在肿瘤细胞内的量及活性的改变与
白血病的耐药性密切相关,这些酶主要包括:谷胱
甘肽 S-转移酶(GST)、Topo II、磷酸激酶 C(PKC)、
谷胱甘肽(GSH)及环氧合酶-2(COX-2)等[7]。
1.3 细胞凋亡与 MDR
许多化疗药物通过诱导细胞凋亡来杀伤肿瘤细
胞[8],如果肿瘤细胞的凋亡途径出现缺陷或抗凋亡
机制增强,就会引起肿瘤细胞的 MDR 现象。细胞
凋亡途径上的有关因子或基因,如 Bcl-2 基因家族、
突变 p53 基因、凋亡抑制基因 survivin、Bax、
caspase-3、肿瘤坏死因子(TNF)、核转录因子-κB
(NF-κB)等[9]都参与了白血病细胞 MDR。
1.4 其他因素与 MDR
除上述各种机制外,细胞周期、DNA 修复机制
(ERCC1)、肿瘤干细胞、肿瘤微环境、金属硫蛋白
(MT)等均可能与白血病 MDR 有关。总之,白血
病 MDR 的发生是多种因素、多种机制共同作用的
结果。
2 中药多靶点逆转白血病 MDR
白血病细胞的 MDR 现象普遍,其机制多样。
寻求其逆转策略及逆转剂已成为国内外的研究热
点。化学药逆转剂毒副作用大,而中药在逆转白血
病 MDR 方面有很好的效果,可以多靶点、多途径
逆转多药耐药白血病(表 1)。
2.1 下调膜转运蛋白
2.1.1 P-gp 田亮等[10]研究发现藤黄酸能增加阿霉
素对 K562/A02 细胞的敏感性,下调 P-gp 的表达,
提高耐药细胞株凋亡率,同时下调了耐药株 MDR-1
mRNA 表达,这些均证实藤黄酸可以逆转 P-gp 所
介导的经典 MDR 途径。杨莉洁等[11]研究发现,黄
芩苷在体外能逆转人白血病耐药细胞 K562/ADR。
实验表明黄芩苷下调 MDR-1 基因的表达,从而增
加细胞内化疗药物阿霉素(ADR)的累积量。因此,
黄芩苷逆转 K562/ADR 耐药机制可能是抑制了
MDR-1基因的表达,进而抑制 P-gp对ADR的泵出。
2.1.2 MRP1 秦小清等[12]研究发现,五味子甲素
对白血病耐药细胞 K562/ADR 有耐药逆转作用,它
能降低 P-gp 蛋白和 MDR-1、MRP1 基因的表达。
其逆转耐药的机制可能是五味子甲素通过抑制
MRP1 mRNA 表达,进一步使细胞 MRP1 蛋白表达
减少,通过 MRP1 途径逆转 MDR。
2.1.3 BCRP 文思群等[13]研究发现雷公藤内酯醇
对 K562/G01 细胞有增殖抑制作用,雷公藤内酯醇
能将细胞阻滞在 G1 期,下调 P-gp 蛋白和 BCR/ABL
基因表达。这些说明其逆转机制可能与抑制 BCRP
蛋白表达有关。
2.1.4 其他 此外,其他中药单体、复方和单味药,
如冬凌草甲素[14]、双氢青蒿素[15]、雷公藤甲素[16]、
β-榄香烯[17]、斑蝥素[18]、小檗碱[19]、功劳木[20]、川
芎嗪[21]、氧化苦参碱[22]、麻黄碱[23]、汉防己碱[24]、
姜黄素[25]、丹皮酚[26]、槲皮素[27]、和厚朴酚[28]、补
骨脂素[29]、人参皂苷[30]、绞股蓝总苷[31]、解毒化瘀
中药复方(主要由青黛、山慈菇、蚤休、莪术、川
芎、丹参、补骨脂等组成)[32]、扶正祛邪中药复方
(其主要成分为人参、黄芪、麦冬、五味子、青黛、
白花蛇舌草)含药血清[33]、六神丸[34]、半枝莲[35]
等(表 1)逆转白血病 MDR 的机制与下调膜转运
蛋白有关。
2.2 降低肿瘤细胞解毒、修复功能
2.2.1 GST、GSH 许静等 [36]研究木犀草素对
K562/A02 细胞的作用,发现其能逆转该细胞的
MDR,其逆转机制可能与降低细胞内 GSH 的量、
下调 GST-π 蛋白的表达相关。王为光等[37]研究发
现,非细胞毒性剂量的槲皮素能降低 K562/ADR
细胞对 ADR 的耐药性,槲皮素干预后,细胞内 GST
的量显著下降,认为槲皮素逆转 K562/ADR 耐药
性的机制可能与其下调细胞内 GST 的表达、减少
GST 对 ADR 的外排作用,从而增加 ADR 的细胞
内浓度有关。
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表 1 逆转白血病 MDR 的中药
Table 1 Chinese materia medica of anti-MDR of leukemia cells
主要机制 结构母核 中药单体、中药复方及单味药 靶点
膜转运蛋白 萜类 藤黄酸、冬凌草甲素、双氢青蒿素、雷公藤甲素、β-榄香烯、斑蝥素 P-gp
萜类 雷公藤内酯醇 BCRP
生物碱类 小檗碱、功劳木、川芎嗪、氧化苦参碱、麻黄碱 P-gp
生物碱类 汉防己碱 MRP1
酚酸类 姜黄素 P-gp
酚类 丹皮酚 P-gp
黄酮类 槲皮素、黄芩苷 P-gp
木脂素类 和厚朴酚 P-gp
木脂素类 五味子甲素 MRP1
香豆素 补骨脂素 P-gp
皂苷类 人参皂苷、绞股蓝总苷 P-gp
解毒化瘀方、扶正祛邪中药复方含药血清、六神丸、半枝莲 P-gp
药物相关酶 萜类 熊果酸 GST
生物碱 盐酸千金碱 Topo II
生物碱 甲基莲心碱 GSH
生物碱 川芎嗪 GST
黄酮类 木犀草素 GSH
黄酮类 槲皮素 GST
木脂素类 五味子甲素 GSH
黄连解毒汤 Topo II
凋亡调控基因 萜类 雷公藤内酯、青蒿琥酯 NF-κB
萜类 二氢青蒿素 caspase
萜类 蓝萼甲素 线粒体凋亡
萜类 榄香烯 caspase-8
生物碱类 吴茱萸碱 caspase-3, 9
黄酮类 姜黄素 bcl-2
黄酮类 槲皮素 survivin
醌类 大黄素 bcl-2
醌类 白花丹醌 caspase-8
酚酸类 藤黄酸 survivin
皂苷类 薯预皂苷 NF-κB
鞣质类 表没食子儿茶素没食子酸酯 bcl-2
解毒化瘀中药复方、益气养阴解毒方、扶正祛邪含药血清、蟾酥 bcl-2

2.2.2 Topo II 林潇等[38]研究黄连解毒汤中黄酮成
分对 K562/ADM 细胞的增殖抑制作用及相关因子表
达的影响,结果显示 MDR-1、Topo II 的表达降低,
caspase-3 基因的表达升高。其作用机制可能与改变
MDR-1、Topo II 及 caspase-3 基因的表达有关。
2.2.3 其他 除此之外,许多中药单体成分如熊果
酸[39]、盐酸千金碱[40]、甲基莲心碱[41]、川芎嗪[42]、
五味子甲素[43]等(表 1)逆转白血病耐药肿瘤细胞
的机制与细胞内酶量及活性的改变有关。
2.3 影响信号转导凋亡调控基因
2.3.1 Bcl-2 丁洁卫等[44]研究姜黄素对伊马替尼
耐药的 K562 细胞(K562/IM)MDR 的逆转作用,
姜黄素作用后,miR-21 和 Bcl-2 蛋白水平显著降低;
由此,姜黄素可增强 K562/IM 细胞对伊马替尼的敏
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感性,并诱导其凋亡,其作用机制可能与下调
miR-21 表达水平、抑制靶基因 Bcl-2 蛋白表达有关。
马武开等[45]研究发现,解毒化瘀中药复方含药血清
可以降低白血病 K562/A02、HL60/Adr 耐药细胞
Bcl-2 基因表达,从而逆转肿瘤细胞的 MDR。
2.3.2 survivin 田亮等[46]研究发现藤黄酸可以逆
转 K562/A02 细胞株。实验证实藤黄酸可以增强耐
药细胞对化疗药 ADR 的敏感性,survivin 表达下调
显著。其机制可能与增强 K562/A02 细胞凋亡、下
调 survivin 和 P-gp 蛋白的表达有关。韩艳秋等[47]
发现,槲皮素对耐药白血病细胞 K562/A02 有逆转
作用,主要通过下调 MDR-1 基因、降低 P-gp 的表
达,增加细胞内化疗药物浓度以及下调抗凋亡基因
survivin 的表达诱导细胞凋亡实现。
2.3.3 NF-κB 王丽娟等[48]研究发现薯蓣皂苷能抑
制耐药白血病细胞 K562/ADR,主要通过下调
MDR1 表达,逆转了白血病细胞的耐药,其机制与
细胞凋亡中的 NF-κB 相关。王玮琴等[49]发现青蒿琥
酯对人白血病 K562/ADM 细胞有逆转作用,NF-κB
p65 表达随时间的增加而明显降低,其机制是通过
下调 NF-κB p65 的表达而诱导白血病细胞凋亡。
2.3.4 其他 此外,雷公藤内酯[50]、二氢青蒿素[51]、
蓝萼甲素[52]、榄香烯[53]、吴茱萸碱[54]、大黄素[55]、
白花丹醌[56]、表没食子儿茶素没食子酸酯[57]、益气
养阴解毒方(方中有黄芪、益卫)[58]、扶正祛邪含
药血清[59]、蟾酥[60]等中药单体成分(表 1)逆转白
血病 MDR 的机制与细胞凋亡有关。
3 结语与展望
肿瘤 MDR 是当前治疗白血病所面临的主要困
难之一,寻找高效低毒的耐药逆转剂已成为关键性
问题。近年来,中医药在治疗肿瘤 MDR 方面取得
了一定的疗效[61-62]。中药单体及复方等可以多途径、
多靶点逆转白血病 MDR。此外,中药可以通过提
高机体免疫功能来提高化疗药的作用。
通过总结近几年中药逆转白血病 MDR 细胞的
实验,可以发现:①中药逆转 MDR 白血病细胞的
机制主要集中在膜转运蛋白及凋亡途径方面,在膜
转运蛋白方面,P-gp 途径研究的较多。因此,笔者
推测是否也可以从其他靶点寻求逆转 MDR 白血病
细胞的中药。②研究逆转 MDR 白血病细胞的中药
单体较多,而中药复方及单味药等的研究较少。可
以运用中医的整体观和辨证论治的思想,从中药复
方等方面挖掘 MDR 白血病逆转剂,探讨其多靶点
逆转机制。还可以从中药联合化疗药物方面,寻找
更有效治疗 MDR 白血病的方案。③从已有的研究
发现,多数实验以体外实验为主,而体内实验及临
床研究较少。今后的研究应当考虑体内模型的构建。
④近年来,萜类化合物成为研究的热点之一,在逆
转 MDR 白血病细胞中显示出较好的逆转作用。
中药资源丰富,如何发挥中药优势,有效挖掘、
筛选中药成为日后所有中医药研究者面临的共同问
题。随着现代分子生物学技术、生物化学、药理学、
生物信息学、基因组学等学科的综合发展,中药在
逆转白血病 MDR 细胞方面将显示其独特的优势。
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