人参皂甙Rg3对前列腺癌细胞的作用研究

来源:现在医学2016年1月第44卷第1期 作者:尹怀福,修有成,赵维明,金承俊,张子健

  前列腺癌 (prostate cancer,PCa)是发生于男性前列腺组织中的恶性肿瘤,是前列腺腺泡细胞异常无序生长的结果。在美国,PCa发病率居所有男性恶性肿瘤第一位,死亡原因的第二位吧。因为种族、遗传、环境等因素的影响,在中国及一些其他的亚洲国家PCa的发病率远远低于欧美国家,但是近年来的发病率也呈明显上升趋势。局限性PCa通过根治术或放疗是可以治愈的。因为前列腺是雄激素依赖性器官,转移性PCa只能通过激素治疗联合化疗及生物治疗来有效控制,其主要的负面影响是药物的抗药性和毒副作用。因此,寻找更新的有效而安全的PCa治疗药物是目前需要解决的课题。

  目前应用于临床的植物提取的有效药物仍然较少,因此,从植物提取物中开发研制新的抗肿瘤药成为恶性肿瘤治疗的重要课题之一。人参中多种成分具有抗癌作用,皂苷发挥了重要的作用。至今为止 ,已分离出60余种不同分子结构的皂苷单体。韩国学者研究了11种 皂苷(Rbl、Rb2、Rc、Rd、Re、Rf、Rgl、Rg2、Rg3、Rh2及Ro)对PCa雄激素依赖性细胞系 LNCaP及雄激素非依赖性细胞系PC3的作用,结果显示,Rg3及Rh2能够抑制细胞DNA的合成,并通过抑制细胞黏附降低PCa细胞增殖,而且Rg3抗肿瘤作用最为突出。人参皂苷Rg3 对不同的肿瘤细胞系具有不同的作用机制,甚至展现出多条途径共同抑制肿瘤生长的特性。人参皂苷Rg3可以诱导肿瘤细胞发生凋亡,干扰细胞循环周期进展,提高免疫力,抑制肿瘤新生血管生成,抑制肿瘤细胞浸润和转移,而且能够辅助化疗药物,增强其疗效,降低毒副作用。越来越多的研究发现,人参皂苷Rg3可以诱导肺癌、结直肠癌、卵巢癌、乳腺癌、肝癌及胰腺癌等多种肿瘤细胞系的生长抑制和凋亡,而且有抑制动物模型中肿瘤生长和转移的作用。

  caspase是调节凋亡的半胱氨酸天门冬氨酸蛋白酶家族,与真核细胞凋亡密切相关。caspase一3是凋亡信号途径的最终执行者,对于凋亡细胞核的改变如核染色质固缩是必需 的。研究表明,caspase·3 在不同刺激诱导的PCa 细胞的凋亡中均起执行作用,洛伐他汀、Fas介导的信号途径、TG F一/3 等通过阻断caspase一3可以抑制雄激素阻断引起 的 PCaLNCaP细胞的凋亡。由此可见,激活caspase-3对诱导PCa细胞凋亡的重要作用。

  Bcl-2是一种原癌基因,对多种刺激诱导的细胞凋亡具有普遍抑制作用,Bcl一2的表达量增加与凋亡指数呈反比。在大多数雄激素依赖性PCa 中都发现了Bcl一2的高表达,其在早期 PCa中也呈高表达_l 。抑制Bcl-2 表达促进细胞凋亡显著增强了化疗药物的抗PCa作用。本研究证实,GS-Rg3通过显著抑制Bcl一2的表达,直接诱导细胞的凋亡,同时也可能通过加强caspase一3蛋白水解作用从而诱导细胞凋亡。

  本研究发现,人参皂苷Rg3能够上调LN CaP细胞caspase3基因的表达,并且抑制Bcl。2的基因表达,证实了caspase3和Bcl2 在人参皂苷Rg3诱导LN CaP 细胞凋亡中的重要作 用。Bcl一2 具有凋亡抑制作用,而凋亡基因Bax则具有凋亡促进作用,许多化疗药物的作用靶点都在于调节这两类蛋白的平衡。这种作用的研究还需进一步深入,如Bcl-2可参与抑制 caspase一3 的合成。我们的实验也应进一步证实人参皂苷Rg3对 PCa细胞中凋亡抑制成分和凋亡促进成分平衡的影响。

   AR信号途径在前列腺细胞的生长和增殖过程中起重要作用。阻断AR信号途径是阻止 PCa发生和PCa 化疗的重要作用靶点。5a还原酶可以使睾酮转化成亲和性更高的双氢睾酮,与AR结合,从而促进PCa细胞生长。PSA在PCa的病理生理中作用不十分明确 ,PCa患者的前列腺组织被破坏,导致细胞内积聚的高浓度 PSA 外泄而进入血液中,从而可以检测到血清中增高的PSA,为 PCa 的诊断作出初步评估。PSA水平的降低与晚期转移癌的患者生存率紧密相关。AR、5a -R及 PSA的表达可以促进LNC aP细胞的增殖 ,而我们的实验显示人参皂苷Rg3 能抑制以上3种LNCaP细胞标志基因的表达,说明人参皂苷Rg3不仅可以抑制 LNCaP 细胞增殖,诱导其凋亡,而且可以抑制睾酮向双氢睾酮的转化,抑制AR的表达,阻断AR信号途径,进而起到抗癌作用。人参皂苷Rg3降低AR的表达提示它能够降低PCa发生的风险,在雄激素依赖和非依赖性PCa的治疗中均能起作用。总结本实验,我们认为人参皂苷Rg3能够通过抑制AR、5a 还原酶以及PSA的表达来抑制细胞增殖,并通过上调caspase一3、降低Bcl-2表达来介导细胞凋亡,说明其对雄激素依赖性LNCaP细胞具有多重抑制作用,体现了 人参皂苷Rg3作为抗PCa药物的应用价值。

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