環(huán)氧化酶抑制劑抗腫瘤作用的研究進展

環(huán)氧化酶抑制劑抗腫瘤作用的研究進展

【關(guān)鍵詞】環(huán)氧化酶

環(huán)氧化酶2抑制劑是非甾體類抗炎藥的一種，除了具有抗炎鎮(zhèn)痛的作用之外，最近的研究發(fā)現(xiàn)它們還具有抗腫瘤的作用，流行病學及動物實驗研究證明，環(huán)氧化酶2抑制劑可降低腫瘤的發(fā)生率并預(yù)防腫瘤的形成〔1〕，而且研究發(fā)現(xiàn)，在手術(shù)切除后使用環(huán)氧化酶2抑制劑可以明顯抑制肺癌的復發(fā)和全身的轉(zhuǎn)移〔2〕。TanakaT〔3〕研究發(fā)現(xiàn)，非小細胞肺癌鼠模型中給予臨床適當劑量的環(huán)氧化酶2抑制劑將會有效的抑制小腫瘤的生長，而且在切除后的模型中使用羅非昔布會顯著抑制腫瘤的復發(fā)。本文重點對環(huán)氧化酶2抑制劑誘導腫瘤細胞凋亡，抑制腫瘤侵襲，轉(zhuǎn)移及其相關(guān)機制進行綜述。

環(huán)氧化酶2抑制劑屬于非甾體類抗炎藥，在許多正常組織如胃、腸、腎和血小板等中存在COX1的表達。在大多數(shù)組織中COX2幾乎無表達或表達極少；但是在炎癥部位和腫瘤組織中COX2表達顯著增加。已經(jīng)證實，在許多種屬的胃腸道組織中有COX異構(gòu)體表達，COX1可維持正常胃腸道粘膜的完整性。COX2參與炎癥機理均通過花生四烯酸轉(zhuǎn)化為前列腺素所介導。腫瘤生長也需要前列腺素介導。

1環(huán)氧化酶2抑制劑誘導腫瘤細胞凋亡及相關(guān)機理

11環(huán)氧化酶2抑制劑誘導腫瘤細胞凋亡

腫瘤的生長與腫瘤細胞的凋亡關(guān)系密切，大量研究表明環(huán)氧化酶2抑制劑能夠誘導多種腫瘤細胞凋亡。MoalicS〔4〕等用選擇性環(huán)氧化酶2抑制劑NS398作用于同類型的三種腫瘤細胞系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NS398產(chǎn)生明顯的抗細胞增殖和誘導早期凋亡的作用。RobertsEG〔6〕等用羅非昔布和NS398分別2種乳腺癌細胞和2種前列腺癌細胞24、72h后，用噻唑藍染色檢測細胞抑制率，結(jié)果所有腫瘤細胞生長被顯著的抑制，抑制呈劑量依賴型。羅非昔布通過誘導凋亡來抑制乳腺癌細胞增殖。Chen,PY〔7〕等用塞來昔布、尼美舒利治療鼻咽癌細胞系，MTT法觀察Cox2抑制劑對鼻咽癌細胞系的增殖活性的影響。用流式細胞儀，電泳檢測細胞凋亡。結(jié)果發(fā)現(xiàn)塞米昔布、尼美舒利可以明顯抑制3種鼻咽癌細胞系的增殖，尼美舒利濃度在分別為182、78、175μm時對SUNE、CNE1、CNE2達到半數(shù)抑制率。而塞來昔布濃度為72、81、76μm對上述3種細胞達到半數(shù)抑制率，可見相同摩爾濃度下塞來昔布的抑制效果明顯高于尼美舒利，且抑制呈現(xiàn)時間依賴型和劑量依賴型和劑量依賴型。塞來昔布、尼美舒利阻滯SUNE和CNE1細胞系于G2/M，凋亡形態(tài)和凋亡帶明顯。塞來昔布、尼美舒利是通過抑制細胞周期誘導細胞凋亡從而達到阻滯細胞增殖的。

12環(huán)氧化酶2抑制劑誘導腫瘤細胞凋亡的相關(guān)機理

121環(huán)氧合酶2介導理論

COX是生物合成PGE類的限速酶，有2個亞型COX1和COX2。COX2在炎癥和腫瘤組織中表達強度比COX1高，提示COX2的表達與腫瘤發(fā)生有關(guān)。COX2對癌癥的重要作用除了與COX2調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)展和凋亡密切相關(guān)外，還與其可以調(diào)控腫瘤細胞的黏附血管生長因子、基質(zhì)金屬蛋白酶的功能有關(guān)。研究已知環(huán)氧化酶2誘導型基因，可被缺氧、損傷、炎癥、細胞因子、生長因子、有絲分裂原及腫瘤促進因子等多種因素誘導產(chǎn)生，是非甾體類抗炎藥抗炎作用的靶基因。COX2基因表達的蛋白被認為是一種原癌蛋白。這種蛋白可以促進PGE2高表達，而PGE2可以刺激誘導腫瘤血管增生，抑制局部免疫功能，調(diào)節(jié)多種信號傳導途徑而影響細胞的增殖，促進腫瘤細胞的生長〔5~9〕。很多研究表明，COX2選擇性抑制劑在由化學誘導劑所致的多發(fā)腸腫瘤的鼠模型中，可抑制71%腸腫瘤的發(fā)生，在偶氮甲烷所致的鼠大腸癌模型中，可使大腸癌的發(fā)生率和數(shù)量分別減少93%和97%，并抑制結(jié)腸異常腺管灶的形成〔10〕。

122非環(huán)氧化酶2理論

環(huán)氧化酶2抑制劑對腫瘤細胞的抑制作用的機理還有很多爭論〔11〕。有些研究表明環(huán)氧化酶2抑制劑抗腫瘤增殖和誘導凋亡作用機理中均涉及到COX2依賴和非COX2依賴途徑〔12、15〕，并不完全依賴COX2，另外還有獨立的過程，在此過程中合成PGE途徑是不重要的。甲氨磺酰對HT29和S／KS細胞系的抗增殖作用有劑量依賴性，它不影響細胞的周期，即使沒有COX2蛋白的表達也能夠誘導細胞的凋亡〔16〕。PatelMI〔17〕等使用塞來昔布和羅非昔布兩種環(huán)氧化酶2抑制劑作用于PC3和LNCaP兩種前列腺癌細胞系來觀察體外其對細胞生長的抑制效應(yīng)，使用塞來昔布評估移植模型的抑制效應(yīng)。結(jié)果兩種細胞中同時檢測到COX1，卻沒有COX2。在25~50μm塞來昔布體外抑制細胞的生長；然而羅非昔布在此濃度對腫瘤細胞無抑制作用。塞來昔布誘導G(1)期阻滯，阻滯脫氧核糖核酸合成。塞來昔布對PC3移植腫瘤的抑制呈現(xiàn)劑量依賴型，但沒有導致瘤內(nèi)前列腺素E(2)的降低血漿濃度在237~570μm時可以阻礙實體腫瘤的生長，這與體外需要抑制腫瘤細胞的濃度相當。最高濃度的塞來昔布使腫瘤體積減少52%，使細胞增殖數(shù)量和微血管密度減少50％。塞來昔布作用兩種細胞和移植瘤使細胞周期蛋白D1顯著減少，由此可見，兩種臨床上有效的環(huán)氧化酶2抑制劑抑制腫瘤具有不同的非COX2依賴途徑。而塞來昔布擁有COX2依賴和非COX2依賴途徑兩種特性。

123與凋亡相關(guān)因子表達關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn)COX2在腫瘤組織中的異常表達與腫瘤的位置和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有著一定的聯(lián)系。ChenKL〔18〕等觀察36例胃腺癌(16例賁門部、20例胃遠端胃癌)，通過免疫組織化學使用COX2多克隆抗體和bcl2單克隆抗體觀測癌組織和癌旁組織中COX2和bcl2的表達。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，胃癌組織中COX2和bcl2表達明顯高于癌旁組織，賁門部腺癌的COX2表達明顯高于遠端胃癌組織中COX2的表達。環(huán)氧化酶2的表達主要位于腫瘤細胞的細胞質(zhì)中，部分位于細胞核。隨著胃癌病理級別的提高存在COX2高表達從細胞質(zhì)到細胞核的過度。間質(zhì)巨噬細胞、成纖維細胞、血管內(nèi)皮細胞都同時高表達COX2伴有bcl2蛋白表達增高。Cox2可以通過腫瘤細胞和間質(zhì)細胞的相互作用調(diào)節(jié)凋亡抑制基因(bcl2)的表達同時對腫瘤的增殖和發(fā)展起了重要的作用。環(huán)氧化酶2還可以下調(diào)生長因子、調(diào)節(jié)癌基因和抑癌基因表達影響生長因子活性，抑制腫瘤細胞增殖與分化，從而促進細胞凋亡。

124抑制核因子κB

核因子κB(NF2κB)是核轉(zhuǎn)錄基因家族的一員，對宿主反應(yīng)和激活基因表達有重要作用，它控制趨化因子、生長因子、細胞粘附分子和一些急性反應(yīng)蛋白基因在健康或病理狀態(tài)時的表達，可抑制凋亡，是基因表達、信號通道變化的關(guān)鍵點。選擇性COX2抑制劑替泊沙林(tepoxalin)，能夠抑制Jurkat和HeLa細胞的NFκB活性〔19〕。

2對腫瘤血管生成以及侵襲轉(zhuǎn)移的抑制作用

21抑制血管生成

近年的研究結(jié)果顯示，由COX2催化花生四烯酸代謝產(chǎn)生的前列腺素(postaglandins，PG)，對于腫瘤內(nèi)新生毛細血管的形成及血管依賴性的實體腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移起了重要作用。Kirkpatrick等〔20〕發(fā)現(xiàn)PG可以誘導bFGF及VEGF的表達，使其mRNA水平明顯增高，并且這種增加可以被COX2抑制劑和VEGF的反義寡核苷酸所抑制。目前研究結(jié)果表明；環(huán)氧化酶2抑制劑可以減少PGE、TXA2等PG的生成，同時阻斷VEGF、bFGF等的釋放而實現(xiàn)。因此PGES、EP和TXA2等的抑制劑或拮抗劑可能在不同水平上協(xié)同COX2抑制劑的抗腫瘤作用。

22抑制腫瘤細胞的侵襲轉(zhuǎn)移

目前已有研究表明，在結(jié)、直腸癌腫瘤組織中COX2表達明顯增高，同時在高表達的組織中VEGF表達明顯高于COX2低表達的腫瘤組織，MMP2表達也呈同樣的現(xiàn)象。由此可見，COX2可以通過調(diào)節(jié)血管生成、癌細胞的運動以及潛在的侵襲力來促進腫瘤的進行性生長。ltoH〔21〕等用前列腺素E(2)和羅非昔布觀測對PANC1和MIAPaCa2兩種胰腺癌細胞系的作用。發(fā)現(xiàn)外源性的PGE(2)誘導MMP2的表達和活性，增加細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1／2的磷酸化、Ets1結(jié)合活性、MMP2啟動因子活性。實驗還發(fā)現(xiàn)PGE(2)也可以增加細胞遷移和侵襲力。有絲分裂原激活蛋白抑制劑PD0698059和Ets1都可以減弱PGE(2)誘導的MMP2的表達，同時可以阻滯細胞的侵襲能力但并不阻滯細胞的遷移力。羅非昔布不但抑制MMP2的表達和活性。而且抑制Ets1粘合性、MMP2啟動因子活性、細胞的遷移和侵襲力。此結(jié)果驗證了PGE(2)是通過依賴ERK／Ets1的途徑誘導MMP2表達和活性的降低達到調(diào)節(jié)胰腺癌侵襲力的。

還有研究表明，COX2抑制劑不但可以通過抑制血管生成來阻止腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移，還可以通過改變腫瘤細胞的粘附性以及其他特性來抑制腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。Noda等〔22〕的研究顯示一種選擇性的COX2抑制劑etodolac可以上調(diào)CaCO2、HT29等細胞系E2鈣粘素(ECadherin)的表達并顯著降低細胞的增殖。ECadherin是一類鈣依賴的粘附分子，與腫瘤細胞的分化、轉(zhuǎn)移有著十分密切的關(guān)系。

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