中药活性成分抗白血病细胞机制的研究进展

李增政^1,2 赵婷婷^1,3 刘伟⁴ 刘富胜^1,2王娅婕²杨同华^{2 *}

作者单位：¹昆明理工大学医学院，云南昆明650000；²昆明理工大学附属云南省第一人民医院血液科，云南昆明650000；³昆明理工大学附属云南省第一人民遗传诊断中心，云南昆明650000；⁴云南中医药大学，云南昆明650000

摘要  中药中的很多活性成分已经被现代医学证实了具有抗白血病细胞的作用，并且有些药物已经应用于临床上。新乌头碱、桂皮醛、人参皂苷、人参多糖、对香豆酸组合物、黄芩素、蝎毒多肽、蟾酥、三氧化二砷的活性成分可影响白血病细胞的信号通路、基因表达，诱导白血病细胞的凋亡和分化，逆转白血病细胞的耐药性等。本文就上述药物的活性成分对抗白血病细胞的机制作一前沿综述。

关键词：中药 白血病 活性成分 信号通路 基因 耐药性

Advances in Anti-leukemia Cell Mechanisms of Active Components of Traditional Chinese Medicine

Li Zengzheng^1,2 ,Zhao Tingting^1,3 ,Liu Wei ⁴ ,Liu Fusheng ^1,2 ,Wang Yajie²,Yang Tonghua² *

¹Medical College of Kunming University of Technology, ，Kunming 650000，Yunnan Province，China；²Department of Hematology, first peopleundefineds Hospital of Yunnan affiliated to Kunming University of Technology, Kunming 650000，Yunnan Province，China； ³Kunming University of Technology, Yunnan first peopleundefineds genetic diagnosis Center, Kunming 650000,Yunnan Province,China；⁴Yunnan University of traditional Chinese Medicine,Kunming 650000,Yunnan Province,China.

Corresponding author: Yang Tonghua, Department of Hematology，The First people's Hospital Affiliated to Kunming University of Science and Technology，Kunming 650000，Yunnan Abstracts:Many active ingredients in traditional Chinese medicine have been proved to have anti-leukemia effect by modern medicine, and some drugs have been used in clinic. The active components of new aconitine, cinnamaldehyde, ginsenoside, ginseng polysaccharide, p-coumaric acid composition, baicalin, scorpion venom polypeptide, toad cake and arsenic trioxide can affect the signal pathway and gene expression of leukemia cells. To induce apoptosis and differentiation of leukemia cells, reverse the resistance of leukemia cells, and so on. This article reviews the mechanism of the active components of these drugs against leukemia cells.

Keywords: Chinese medicine, leukemia, active components, signal pathway, gene, drug resistance

白血病是一类造血干细胞恶性克隆性疾病,白血病细胞因增殖失控、分化障碍、凋亡受阻等在骨髓和其他造血组织中大量增殖累积，并浸润其他非造血组织和器官，同时抑制正常造血功能。黄世林教授认为白血病的病因为正气不足，气滞 血瘀，化生毒邪^[35]。祖国医学在很久以前就已经开始治疗这一类疾病，其中很多药方中都含有附子、肉桂、人参、白花蛇舌草、黄芩、全蝎、蟾蜍、雄黄、硫磺等。而现代医学也证明了这些中药中的活性新乌头碱、桂皮醛、人参皂苷、人参多糖、对香豆酸组合物、黄芩素、蝎毒多肽、蟾酥、三氧化二砷可通过作用于白血病细胞的信号通路，基因、蛋白质的表达从而影响白血病细胞的增殖、分化、凋亡等，同时还可逆转白血病细胞的耐药性 ^{[2,7,11,20,22,32]}。           

新乌头碱

新乌头碱是存在于川乌、草乌、附子等植物中的主要有毒成份，浓度在25～50 mg／L的新乌头碱对K562细胞增殖有明显的抑制作用并呈剂量和时间依赖性^[1]。新乌头碱对K562耐柔红霉素细胞株也同样具有明显的抑制作用，增殖抑制率随着新乌头碱浓度的增加及作用时间延长而上升。经50μmol／L的新乌头碱作用于K562和K562耐柔红霉素细胞72 h后二者的C／EBPα表达下调，Caspase-3、p53表达上调^[2]。表明新乌头碱能够引起K562和K562／DNR细胞发生凋亡，并且凋亡机制与下调C／EBPα基因及上调Caspase-3、p53基因有关。

桂皮醛

桂皮醛具抗肿瘤活性，桂皮醛可通过增加Caspase-3的表达，从而实现对K562细胞生长的抑制。除此之外桂皮醛还能透过Caco-2细胞体外吸收模型且能使K562细胞向髓系、红系分化^[4]。关心等^[3]研究发现桂皮醛对K562 细胞增殖有明显的抑制作用,并呈剂量和时间依赖性，使白血病细胞s 期比例上升，G1期比例降低,细胞凋亡率上升。并且低浓度桂皮醛和反式桂皮醛（TCA）作用K562细胞后表面单核细胞分化抗原CD11b和CD14表达呈剂量依赖性增加,细胞阻滞于G2／M 期^[25,26],Mel18荧光明显增强,c-Myc表达明显下降^[25]。桂皮醛可通过抑制BCR-ABLmRNA表达及BCR-ABL蛋白的酪氨酸激酶活性,促进CML细胞系和原代骨髓单个核细胞凋亡,而对正常骨髓单个核细胞毒性较小^[5]。而TCA作用K562细胞后bcr-abl基因转录水平也明显下降，CrkL蛋白磷酸化明显受抑，p38MAPK磷酸化水平增加^[26]。在U937细胞中刘黎琼等^[6]研究发现桂皮醛能抑制U937细胞增殖并诱导其凋亡，并且线粒体介导的凋亡通路参与了桂皮醛诱导的凋亡，该研究还表明抑制U937细胞VEGF的分泌可能是桂皮醛抗白血病的重要机制之一。

人参皂苷和人参多糖  

人参皂苷和人参多糖是其主要活性成分，人参水提液在共培养体系中能有效抑制A549细胞增殖迁移能力 ^[28]。人参皂苷Ro能明显促进细胞因子诱导THP-1细胞向DC分化^[27]。人参皂苷Rh2能有效抑制和诱导HL-60细胞凋亡并且使肿瘤坏死因子-α（TNF-α）明显上调，并且TNF-α在人参皂苷Rh2诱导的细胞凋亡过程中起着关键的作用^[13]。刘小霞等^[7]研究发现人参皂苷Ｒh2可通过激活磷酸化的p38诱导细胞自噬途径，从而抑制 K562 细胞增殖和促进细胞凋亡。除此之外Rh2还可通过激活 MAPK、ATK、ERK 信号通路，诱导细胞自噬途径，从而抑制 KG1α细胞增殖和促进其凋亡^[8]。20(S)-GRh2也是存在于人参中的重要生物活性物质，有研究首次发现20(S)-GRh 2具有抗癌作用且受细胞凋亡和自噬作用的调节。该研究还进一步证明了20(S)-GRh 2诱导K562和U937细胞凋亡与自噬的关系是协同的。本研究为20(S)-GRh2作为AML和CML化疗药物的临床应用提供了理论依据^[32]。人参多糖（GPS）可促使K562细胞周期阻滞在G0/G1期,并诱导K562细胞凋亡,且均呈时间依赖性。GPS促进K562细胞凋亡、导致其细胞周期阻滞的机制可能是通过抑制ERK/NF-κB信号通路的激活,进而下调Cyclin D1来实现^[9]。

对香豆酸组合物

对香豆酸组合物(TCHD)是白花蛇舌草的有效成分之一，作为酚酸类家族中的一员对香豆酸能抑制肿癌细胞生长。陈智等^[10,20]研究发现TCHD 对白血病细胞株 Kasumi-1 的增殖具有抑制作用且呈时间和浓度依赖性，其凋亡机制一方面与其激活 caspase-3、caspase-9、PAＲP 蛋白有关，另一方面则通过影响 CDK2、p-CDK2、CDK4 /6、cyclin E、cyclin D1和 p21 使 Kasumi-1 细胞被阻滞于 G0/ G1期，抑制细胞增殖。

黄芩素

黄芩素是黄芩的主要有效成分，其抗肿瘤作用一直是国内外研究的热点。钱燕^[11]研究发现黄芩素能诱导白血病细胞凋亡和细胞周期阻滞，从而抑制其增殖，可能是有效的抗白血病候选药物。同时另有研究表明黄芩素通过作用Wnt/β-catenin信号通路来抑制急性T-淋巴白血病细胞的增殖^[12]。除黄芩素外4'-羟基汉黄芩素也可抑制SUP-B15和Jurkat细胞的增殖，使凋亡相关蛋白BCL-2表达下调，cleaved caspase-3表达上调，细胞增殖相关蛋白C-MYC表达下调，从而抑制SUP-B15和Jurkat细胞的增殖及诱导其凋亡而发挥抗肿瘤作用^[37]。

蝎毒多肽

20-40μg/mL的蝎毒多肽(PESV)可明显抑制慢性粒细胞白血病细胞Hh通路下游活化因子Gli1基因表达^[29]。蝎毒多肽可以减少K562细胞增殖以及BCR/ABL mRNA和P210BCR/ABL蛋白的表达,并通过抑制Shh和Gli1的表达阻断Hedgehog通路的激活,进而抑制慢性粒细胞白血病的进展^[30]。于文俊等^[14]研究发现蝎毒多肽提取物能够抑制K562细胞增殖,促进细胞凋亡并且PI3K及p-Akt蛋白表达降低，其作用机理可能是通过抑制凋亡调控的PI3K、p-Akt信号蛋白。宋向凤等^[15]研究发现蝎毒组分Ⅲ在1mg/L以上的浓度时对Jurkat 细胞、IM-9细胞、MT2 细胞和 THP-1细胞增殖具有抑制作用，并呈现剂量和时间依赖性。此外，另有文章表明PESV能够降低细胞膜上P-gp和细胞质中ALDH、PI3K的表达以及细胞核中MDR1和NF-kappaB的表达，从而增强LSC K562/A02对ADM的敏感性，最终逆转其多重耐药性^[16]。

蟾酥

蟾酥对白血病CEM细胞的生长具有极强的抑制作用,诱导细胞凋亡是其机制之一^[20]。蟾酥能下调白血病细胞P-gp、Bcl-2和上调Bax的表达，并且能够逆转CEM/VCR细胞的多药耐药性。其机制可能是通过下调P-gp的表达增强CEM/VCR细胞对VCR的敏感性，同时还与下调Bcl-2和上调Bax的表达有关，从而促进CEM/VCR细胞凋亡 ^[31，32]。肖悦^[17]等研究发现蟾酥对L7212白血病具有一定的疗效,其机制与诱导白血病细胞凋亡或分化、提高机体免疫功能有关。在体外实验中蟾酥可抑制K562细胞增殖及阻滞细胞周期于G0/G1期,并下调其WT1蛋白表达,在体内可明显抑制裸鼠K562皮下瘤体积和重量,导致皮下瘤组织坏死、凋亡,并可下调其WT1蛋白的表达 ^[18]。蟾酥除了对K562有抑制和诱导凋亡以外有研究发现蟾酥可能通过下调MDR1表达水平进而逆转K562/DOX细胞的耐药性^[19]。

三氧化二砷

三氧化二砷( As2O3)为砒霜的主要化学成分，全反式维甲酸（ATRA）联合As2O3治疗急性新发急性早幼粒细胞白血病（APL）已经取得了显著的疗效 ^[24]。有病例报道某患者确诊为急性早幼粒细胞白血病(APL)后经全反式维甲酸、三氧化二砷联合柔红霉素诱导化疗获得完全缓解^[34]。As2O3能显著抑制HL-60细胞增殖,并具有良好的时间剂量相关性，作用于HL-60细胞后,Mad2表达上调,Cdc20表达下降^[33]。在一定的浓度范围内As2O3能够抑制K562细胞增殖,诱导细胞凋亡,其作用机制可能是通过下调CD44影响Wnt/β-catenin通路的传导,使细胞周期停滞在G0/G1期,影响基因转录,从而抑制K562细胞的增殖^[21]。在As2O3对APL细胞的研究中发现As2O3可通过去甲基化和转录激活CCND1和CCNE1加速的过渡到G1和G2/M期使细胞周期阻滞^[22]。有研究表明单用As2O3治疗APL患者时外周血Treg细胞水平和血清IL-10水平显著下降，也就是说As2O3能减小和抑制Treg细胞的功能，从而增强T细胞功能和整体抗肿瘤免疫^[23]。

结语

在中药活性成分对白血病细胞的研究中有力的证明了中药活性成分具有抑制白血病细胞生长，诱导白血病细胞凋亡，逆转白血病细胞耐药性，影响白血病细胞基因的表达等作用。这给白血病的治疗提供了新思路同时也给祖国医学搭设了一个大舞台，但很多中药特别是中药处方的作用机制我们尚不清楚这也导致了临床用药的局限性，还需要更多的研究者去深入的研究以确保中药的安全性。我们不光要继承和发扬中医更要在这基础上应用现代科学技术因地制宜的结合实践来发展中医。                   

参考文献：

[1]关心,杨同华,张爱玲,等.附子中的新乌头碱对 K562细胞增殖和凋亡的影响[J].北京中医药大学学报,2015,38（7）:467-472.

[2] 关心,杨同华,冯帅,等.新乌头碱对K562细胞及耐柔红霉素的K562细胞凋亡的诱导作用及其机制[J].华中科技大学学报（医学版）,2017,146(3):281-284.

[3]关心,杨同华,刘阳,等.肉桂中桂皮醛对k562细胞周期的凋亡和影响[J].医药导报,2016,35（A1）:6-8.

[4]关心,杨同华,苏勉诚,等.桂皮醛通过Caco-2细胞体外吸收模型对白血病K562细胞株的作用[J].中国临床药理学杂志,2016,32（7）627-628.

[5]刘黎琼,刘泽林,王欣,等.桂皮醛体外诱导慢性髓系白血病细胞凋亡的机理研究[J].中国实验血液学杂志,2011,19（3）:617-620.

[6]刘黎琼,刘泽林, 金梦迪,等.桂皮醛对U937细胞增殖和凋亡的影响及其机制探讨[J].临床血液学杂志,2011,24（11）:665-667.

[7] LIU Xiao-xia;XIA Jing tcnsenoside Rh2 induces apoptosis and autophagy of K562 cells by activating p38，China Journal of Chinese Materia Medica，2017,42（1）146-151       

[8]刘小霞,陈益, 熊伟,等.人参皂苷 Rh2通过自噬途径对 KG1α 细胞增殖和凋亡的影响[J].中草药,2017,48（2）:305-311.

[9]刘艺,陈地龙, 何轩,等.人参多糖对K562细胞凋亡与细胞周期的影响及其机制[J].第三军医大学学报,2012,34（12）:1181-1184.

[10]陈智,王博,裘玫,等.对香豆酸组合物对白血病细胞的增殖抑制作用及机制[J].中国药学杂志,2017,52（17）:1503-1509.

[11]钱燕.黄芩素抑制白血病细胞增殖的分子机制研究[J].中国现代医学杂志,2017,27（23）:23-30.

[12]Liu XP,Liu SC,Chen JR,et al.Baicalein suppresses the proliferation of acute T-lymphoblastic leukemia Jurkat cells by inhibiting the Wnt/β-catenin signaling[J].Ann Hematol,2016,95（11）:1787-1793

[13]Huang JJ,Peng KJ,Wang LG,et al.Ginsenoside Rh2 inhibits proliferation and induces apoptosis in human leukemia cells via TNF-α signaling pathway[J].Acta Biochimica Et Biophysica Sinica,2016,48（8）:750-755

[14]于文俊， 杨文华等，蝎毒多肽提取物对K562细胞PI3 K和p-Akt信号蛋白表达及细胞增殖的影响，中国实验血液学杂志，2012,20（4）,872-875

[15]宋向凤,牛杰,解博红,等.蝎毒组分Ⅲ对4种白血病细胞增殖的影响[J].中国现代医学杂志,2011,21（15）:1824-1827.

[16]Yang Xiangdong,Yang Wenhua,Liu Baoshan,et al.Reversion Impact of Peptide Extract from Scorpion Venom on Multidrug-resistance of Leukemia Stem Cell Line K562/A02 in vivo[J].Cancer Research on Prevention and Treatment,2016,43（3）:181-187.

[17]肖悦,薛乾富.蟾酥对 L7212白血病的疗效和作用机制研究[J].中药材,2014,2（37）:199-201

[18]汪丽佩,李天一,高瑞兰,等.蟾蜍灵在体内外抑制急性红白血病细胞K562增殖及下调WT1表达的研究[J].中国药理学通报,2016, 2:229-233.

[19]王珏莲,古学奎,刘安平,等.转人白血病K562/DOX细胞多药耐药的实验研究[J].中药新药与临床药理,2014,3,280-283.

[20] 陈智,林圣云,蒋剑,等.平白花蛇舌草对香豆酸组合物对急性髓系白血病细胞Kasumi-1生长抑制作用[J].中国中西医结合杂志, 2017,9:1089-1094.

[21] 王凡平,张婧婧,房丽敏,等.三氧化二砷对K562细胞增殖作用的影响和机制[J]. 中国实验血液学杂志,2016,24(6):1725-1729.

[22]Hassani S,Khaleghian A,Ahmadian S,et al.Redistribution of cell cycle by arsenic trioxide is associated with demethylation and expression changes of cell cycle related genes in acute promyelocytic leukemia cell line (NB4)[j].Annals of Hematology,2018,97(1),83-93.

[23]Xu W,Li XX,Quan LN,et al.Arsenic trioxide decreases the amount and inhibits the function of regulatory T cells, which may contribute to its efficacy in the treatment of acute promyelocytic leukemia[J].Leukemia & Lymphoma,2018,59(3): 650-659.

[24]Abaza Y,Kantarjian H,Kantarjian H,et al.Long-term outcome of acute promyelocytic leukemia treated with all-trans-retinoic acid,arsenic trioxide, and gemtuzumab[J]. Blood,2017,129（10）:1275-1283.

[25]刘黎琼,刘泽林,王欣,等.桂皮醛诱导K562细胞分化增强Mel18表达[J].河北医药,2011,33(14):2133-2134.

[26]刘黎琼,金梦迪,崔海燕,等.反式桂皮醛诱导 K562细胞分化的机制研究[J].华中科技大学学报（医学版）2015,6:678-681.

[27]李紫薇,于宁,朱肖肖,等.人参皂苷Ro促进THP-1细胞向DC分化的作用[J].中国免疫学杂志2017,33(8)1170-1176.

[28]高静,毕蕾,江玉翠,等.人参水提液对TAMs与肿瘤细胞共培养体系肺癌A549细胞生物学行为的影响[J].中国中西医结合杂志, 2017, 37(3):345-350.

[29]张伟锋,杨文华.蝎毒多肽对慢性粒细胞白血病细胞Hh通路下游活化因子Gli1表达的影响[J].山东医药,2018,58(20):25-27.

[30]张伟锋,杨文华,杨向东.蝎毒多肽对慢性粒细胞白血病细胞中Shh和Gli1表达的影响[J].江苏医药,2018,44(7):729-732.

[31]朱大诚,陈甜甜,陈秀珍,等.蟾酥逆转白血病多药耐药细胞CEM/VCR的作用及其机制研究[J].时珍国医国药,2018,4:772-775.

[32]Jianjian Zhuang,Juxin Yin,Chaojian Xu,et al. 20(S)-Ginsenoside Rh2 Induce the Apoptosis and Autophagy in U937 and K562 Cells[J]. Nutrients,2018,10(3):1-15.

[33]丁淑敏,徐瑞荣,阚金耀,等.三氧化二砷对急性髓系白血病细HL-60Cdc20及Mad2的影响[J].中国实验血液学杂志,2018,26(3) 710-715.

[34]马云菊,沈文红,唐晓文,等.急性早幼粒细胞白血病持续缓解15年后继发慢性粒-单核细胞白血病一例[J].中华血液学杂志,2018, 39(8):628.

[35]向阳,陈楠楠,孙淑君,等. 黄世林教授研制复方黄黛片治疗白血病经验[J].中国中西医结合杂志,2017,37(9):1141-1143.