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P—gp转运蛋白在肿瘤耐药方面研究进展

时间:2022-03-04 08:09:49 浏览次数:

【摘要】化疗耐药是肿瘤化疗治疗中的一大问题,其中,多药耐药是一重要方向。作为ABC转运蛋白家族的关键因子,多药耐药蛋白(P-gp)的过表达,对靶目标药物浓度有着较大影响,导致耐药的产生。因此,本文主要就P-gp的结构、组织表达、药理机制以及对其抑制剂的研究进展进行简要综述。

【关键词】多药耐药;ABC转运蛋白;P-糖蛋白,抑制剂

【中图分类号】R969【文献标识码】B【文章编号】1005-0019(2015)01-0578-01

口腔恶性肿瘤中80%以上为鳞状细胞癌,口腔癌的治疗是以手术为主,以放化疗,中医,生物治疗等为辅的综合治疗。化疗是其中一种主要治疗方法。近年来随着化疗药物种类的增加,以及给药途径方式的多样,使得化疗效果得到有效提高,但在不同个体间观察疗效仍不理想[1],研究发现癌细胞对多种化学药物的耐药性(multidrugresistance,MDR)是一个重要原因[2],MDR是恶性肿瘤细胞在出现对一种抗肿瘤药物耐药的同时,对其他一些结构及作用机制不同的抗肿瘤药物,也产生耐药[3]。MDR包括天然性耐药和获得性耐药两种[4],多药耐药问题是目前一个研究重点。其中ABC转运蛋白家族(ATP-bindingcassettetransportersuperfamily)与MDR密切相关。ABC跨膜蛋白可分为7个亚家族(ABCA-ABCG),其中参与肿瘤多药耐药的主要成员为ABCB、ABCC、ABCG等亚家族。多药耐药蛋白P-糖蛋白(P-gp),多药耐药相关蛋白(MRP),乳腺癌耐药蛋白(BCRP)都是重要的与药物相关ABC转运蛋白,他们家族中其最具有代表的是P-gp、MRP其过表达或活性增加可导致MDR的产生[5]。其中,目前国内外对P-gp的研究数量最多,范围最广。本文重点就P-gp在肿瘤耐药方面的最新相关研究进展做简要介绍。

1P-gp的相关研究

1.1.P-gp的发现及结构

1976年,Juliano等研究观察到肿瘤细胞株细胞膜上的一种膜蛋白过度表达,通过调节细胞膜的通透性。导致细胞内药物含量减少。随后,Kartner等对其进行证实,发现这种膜蛋白会影响细胞膜通透性,可以导致细胞内药物浓度降低,并产生细胞耐药。对该蛋白命名为P-糖蛋白。研究发现,它一种跨膜糖蛋白,是由人类第7号染色体上的Mdr1基因编码,起始密码子为AUG[6],其翻译的氨基酸残基组成的140KD的单链跨膜蛋白,加上30KD的修饰糖链,总分子量为170KD,所以又称P-gp170蛋白;其结构由TMD1和TMD2(trans-membranedomain)两个疏水性跨膜结构域和两个核苷酸结合结构域NBD1和NBD2(nucleotide-bindingdomain)交叉排列组合。[7]

1.2.P-gp的组织表达

P-gp在多种肿瘤组织中都有不同程度的表达[8],高表达的肿瘤有结肠癌、肾上腺肿瘤、肾癌、肝癌以及胰腺癌组织,在神经母细胞瘤、乳腺癌和急性髓细胞性白血病中呈现中度表达。低表达的是卵巢癌、食道癌、肺癌等。在口腔鳞癌组织中P-gp也有适度表达。P-gp不仅分布于肿瘤组织中,在正常组织中有清除异物、代谢物的功能,多分布于靠近脏器腔面[9],在肾上腺、肝脏、空肠、回肠、结肠等正常组织中有高表达;位于血脑屏障组织的P-gp,能够防止化疗药等外源性药物进入脑组织,对正常组织有保护作用。[10,11]

1.3.P-gp的功能和药理机制

P-gp可以与目标药物结合,借ATP释放出的能量,直接或间接将药物泵出细胞,或依靠其蛋白本身,作为运输通道,将药物从细胞内泵出细胞外,最终导致降低细胞内药物浓度,降低或丧失目标药物的药效。研究发现P-gp它对天然的疏水性药物有较强的作用,包括长春碱、蒽环类、依托泊苷、紫杉醇等。总结其作用方式[12]:①当药物被动扩散进入细胞后,在胞浆面与P-gp结合并被泵至细胞外。这是一种最常见的方式,还有其他两种机制是:②一些亲脂性药物,在其穿过细胞膜所需的时间较长,在胞膜的脂质双分子层之间就与P-gp相结合,药物在还未进入细胞内就被泵出细胞外,这是就是一种“疏水真空泵”的作用方式,③细胞质内膜上也存在P-gp,使进入细胞内的药物进行再分布,将药物富集于药物作用无关的细胞器内,从而降低靶细胞器部位的药物浓度。通过以上这些药理机制,达到细胞内的药物蓄积减少;造成细胞内靶器官药物浓度减低,致使药物的毒性作用下降甚至完全丧失,使细胞产生耐药性。最终提高肿瘤细胞存活率,延迟凋亡级联反应。

2P-gp抑制剂的研究

2.1化学药物逆转P-gp

自从1981年Tsuruo等发现维拉帕米(verapamil)能降低转运作用,因其可以与抗癌药物对ABC转运蛋白形成竞争关系,最终降低MDR作用。随后研究,也发现一些非特异性的MDR逆转剂,如环孢素A、红霉素等。但这些逆转剂对目标蛋白的亲和力低,且所需药物剂量大,具有高毒性,在临床应用中受到限制。如:VX-710可使该药物对血脑屏障的ABC转运蛋白进行抑制,降低中枢神经系统的防御力,增加毒副作用[13],因为它能具有高逆转率,低特异性,可作用目标组织的同时抑制某些正常组织的ABC转运蛋白,使正常组织细胞的防御作用降低。随着科技的发展和对此领域的不断探索,人们合成出二苯基甾烷类衍生物LY335979,是迄今发现的最强的P-gp抑制剂之一。此后合成的邻氨苯甲酸的新型衍生物XR9576,具有极强的逆转活性和对P-gp高度的选择性,同时还能抑制P-gp的ATP酶活性。体内实验表明,可显著增强细胞毒类药物的疗效,并不影响这些药物的药代动力学。在临床试验中也取得较好效果[14]。

近来研究发现许多小分子酪氨酸激酶抑制剂[15-18],他们的分子机制可以抑制ABC转运蛋白的ATP酶活性,干扰转运蛋白向外泵药的功能,以此来增加细胞内抗癌药物浓度。5-溴代汉防己甲素(W198)[19]可抑制ATP酶活性,又可以干扰P-gp的转运功能,但W198对P-gp的基因表达水平无影响。可达到增加细胞内药物的浓度,减少P-gp介导的药物外排。随着研究的深入,技术的提升,不断对其进行合成改造,力求合成活性强且毒副作用低的逆转剂,从而增加化疗效果。

2.2植物药物逆转P-gp

自然界存在成千上万种天然物质,其对疾病的治疗有着重要的作用,中医药就是其重要应用,通过尝试研究发现,当植物类药物与P-gp发生作用时,可以影响P-gp编码基因MDR1的表达,导致P-gp的表达变化;进而影响P-gp参与体内、外源药物和毒素的吸收、分布和排泄功能。姜黄(Curcuma)是一种传统的中草药,近来有研究表明[20],体外实验中姜黄素降低P-gp和MDR1基因mRNA表达水平,进而降低P-gp的功能活性。银杏种子-白果是一味重要的中药,有化痰、平喘等药用价值,其提取物白果银杏,是孕烷X受体的一个新的激动剂,它可通过激动孕烷X受体,和P-gp发生作用。体内试验中,将白果银杏与P-pg所介导底物同时服用,其药峰浓度增加了51%,药时曲线下面积(AUC)0-24增加了47%。这些都表明了银杏提取物在人体内可以抑制P-gp功能[21],中药五味子提取物五味子素B,它是P-gp的一个新的天然抑制剂,体外实验显示,它既能抑制P-gp的特异性过表达,又可抑制P-gp转运功能,降低胞内药物外排,提高药物浓度[22]。白藜芦醇抗肿瘤活性研究发现,它对干细胞癌,卵巢癌,黑色素瘤等有明显抑制作用[23],还可通过拮抗PXR,影响P-gp的基因活性和其蛋白表达[24]。灵芝在中药中作为滋补强壮、扶正固本类,它可提高机体的免疫力。其主要有效成分灵芝多糖肽(GLPP)具有抗肿瘤作用[25],可抑制血管内皮细胞增殖和肿瘤细胞的侵袭,诱导肿瘤细胞凋亡[26],研究发现GLPP可抑制Caco-2细胞上P-gp的功能以及表达水平。相比经典抑制剂维拉帕米,虽GLPP作用稍弱于维拉帕米[27],但毒副作用明显小,拥有天然药物在多靶点,多通路抑制的优点,且副作用小等优势。通过抑制P-gp的功能可逆转耐药细胞的化疗抵抗性[28]

3结语

现国内外相关研究发现肿瘤多药耐药的分子机制异常复杂,是涉及基因突变、相关蛋白表达、酶类介导、细胞凋亡功能失常等多种因素参与的复杂过程[29]。多年的研究,发现与肿瘤耐药相关转运蛋白,从而发现某些药物可以抑制其基因以及其蛋白的表达,但在多年的研究实践中,认识到一些P-gp抑制剂,在靶目标作用的同时,可能对正常组织有同样的抑制,产生副作用。比如,P-gp抑制剂作用体内,可能会抑制肝脏中高表达的P-gp,从而降低肝脏解毒作用[30]。在临床治疗肿瘤中,达到逆转肿瘤MDR,研究相关抑制剂有着重要的研究意义。我们祖国医学在肿瘤治疗中有着独到的见解,我们可以使用天然中草药的特性,运用其在多靶点、多环节、多途径的药用价值,达到抑制相关基因表达、降低相关蛋白功能、增加机体免疫力等疗效,加之天然药物作用范围广、不良反应低、且不易产生耐药等优势,其抗肿瘤作用,已得到越来越多的国内外关注,成为一大研究的热点[31]。

参考文献

[1]LiX,LewisMT,HuangJ,etal.Intrinsicresistanceoftumorigenicbreastcancercellstochemotherapy,JNatlCancerInst2008;100(9):672-679.

[2]BastJrRC,HennessyB,MillsGB.Thebiologyofovariancancer:newopportunitiesfortranslation[J].NatRevCancer,2009,9(6):415-428.

[3]MoulderS.Intrinsicresistancetochemotherapyinbreastcancer[J].WomensHealth(LondEngl)2010;6(6):821-830.

[4]张蓉,司徒红林,陈前军等.乳腺癌多药耐药机制及其逆转剂的研究.中华实用医药杂志,2006,6(17):1558-1561

[5]ShiLu,QiHuang,ZehuaWang,etal.Reversalofmulti-drugresistancebyvector-based-ShRNA-Mdr1InVitroandInVivo[J].JournalofHuazhongUniversityofScienceandTechnology[MedicalSciences],2009,Vol.29(5),pp.620-624.

[6]GottesmanMM,FojoT,BatesSE.Targetingmultidrugresistanceincancer[J].NatRevCancer,2006,5:219-234.

[7]StephenGA,JodieY,AndrewW,etal.StructureofP-glycoproteievealsamolecularbasisforpoly-specificdrugbinding[J].Science,2009,323:1718-1722.

[8]MarzoliniC,PausE,BuclinT,etal.Polymorphisms?inhumanMDR1(P-glycoprotein):recentadvancesandclinicalrelevance[J].ClinPharmacolTher,2004,?75(1):13-33.

[9]聂昊,王晖.P糖蛋白在不同组织中的分布与功能研究进展[J].广东药学院学报2012;28(4):457-459.

[10]PollerB,DreweJ,KrhenbühlS,etal.RegulationofBCRP(AB-CG2)andP-glycoprotein(ABCB1)bycytokinesinamodelofhehumanblood-brainbarrier.CellMolNeurobiol,2010,30:63-70.

[11]BansalT,JaggiM,KharRK,etal.EmergingsignificanceofflavonoidsasP-glycoproteininhibitorsincancerchemotherapy.JPharmPharmSei2009;12(l):46-78.

[12]涂春华,杨冬梓.P-糖蛋白结构及作用机制[J],中国生物化学与分子生物学报ChineseJournalofBiochemistryandMolecularBiology,2009年1月25(1):7~11

[13]GandhiL,HardingMW,NeubauerM,etal.AphaseIIstudyofthesafetyandefficacyofthemultidrugresistanceinhibitorVX-710combinedwithdoxorubicinandvincristineinpatientswithrecurrentsmallcelllungcancer[J].Cancer,2007,109:924?932.

[14]FoxE,BatesSE.Tariquidar(XR9576):aP-glycoproteindrugeffluxpumpinhibitor[J].ExpertRevAnticancerTher,2007,7:447?459.

[15]SuneetShukla,Zhe-ShengChen,SureshV.Ambudkar,TyrosinekinaseinhibitorsasmodulatorsofABCtransporter-mediateddrugresistance[J].DrugResistanceUpdates,2012,Vol.15(1-2),pp.70-80。

[16]林丽珊,陈笑艳,钟大放,外排转运体对酪氨酸激酶抑制剂体内处置过程的影响[J],国际药学研究杂志,2014年2月第41卷第1期:75-82

[17]ShiZ,TiwariAK,ShuklaS,etal.InhibitingthefunctionofABCB1andABCG2bytheEGFRtyrosinekinaseinhibitorAG1478[J].BiochemPharmacol,2009,77:781?793.

[18]TaoLY,LiangYJ,WangF,etal.Cediranib(recentin,AZD2171)reversesABCB1-andABCC1-mediatedmultidrugresistancebyinhibitionoftheirtransportfunction[J].CancerChemotherPharmacol,2009,64:961?969.

[19]魏宁,孙华,刘耕陶,基于ATP-结合盒转运蛋白逆转肿瘤多药耐药的研究进展[J].ActaPharmSin(药学学报),2010,45(10):1205-1211

[20]HouaXiaolong,KyokoT,KenT,etal.Curcumadrugsandcur-cumiegulatetheexpressionandfunctionofP-gpinCaco-2cellsincompletelyoppositeways[J].IntJPharm,2008,358(2):224-229.

[21]YeungEY,SueyoshiT,WangD,etal.IdentificationofGinkgobilobaasanovelactivatorofpregnaneXreceptor[J].DrugMetabDispos,2008,36(11):2270-6.

[22]PanQiangrong,WangTao,HuXun,etal.SchisandrinB—AnovelinhibitorofP-glycoprotein[J].BiochemBiophysResCom-mun,2005,335(1):406-411.

[23]刘浩,蒋琛琛,程秀等。白藜芦醇对黑色素瘤细胞增殖及凋亡的影响[J].中国药理学通报Chinesepharmacologicalbulletin,2011;27(7):998-1002

[24]邓蓉蓉,毕惠嫦,金晶等;白藜芦醇通过拮抗hPXR对P-gp的影响[J],中国药理学通报Chinesepharmacologicalbulletin,2013Apr;29(4):501-506

[25]XuZ,ChenX,ZhongZ.Ganodermalucidumpolysacharides:immunomodulationandpotentialanti-tumoractivities[J].AmJChinMed,2011,39(1):15-27.

[26]曹琦珍,林树钱,林志彬.灵芝多糖肽对人肺癌细胞侵袭的影响[J].北京大学学报:医学版,2007,39(6):653-656.

[27]吴芬,成日华,李焕德.灵芝多糖肽对Caco-2细胞上P糖蛋白功能、表达的影响[J].中南药学2012年5月第10卷第5期,334-338

[28]JoveletC,BenardJ,ForestierF,etal.InhibitionofP-glycoproteinfunctionalitybyvandetanibmayreversecancercellresistancetodoxo-rubicin[J].EurJPharmSci,2012,46(5):484-491.

[29]TylerJ.Curielimmunotherapy:Ausefulstrategytohelpcombatmultidrugresistance[J].DrugResistUpdate,2012,15(1/2):106.

[30]沈小玲,胡英杰,禹志领等.中药逆转p-糖蛋白介导的肿瘤多药耐药的研究进展[J],中国天然药物,2009,7(6):465-475)。

[31]齐元富,聂奔,李慧杰.中药逆转肿瘤多药耐药的前景探讨[J].中医杂志,2012,53(6):476.

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