Literature
首页资料库在线期刊中华现代外科学杂志2004年第1卷第5期

环氧合酶-2抑制剂与肝细胞癌的关系

来源:中华现代外科学杂志
摘要:最近关于环氧化合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)抑制剂与肝细胞癌(Hepatocellularcarcinoma,HCC)的关系受到关注。本文就COX-2抑制剂与HCC的关系作一综述。1COX-2的生物学特征及其抑制剂的作用1。1COX-2的生物学特征COX称前列腺素合成酶(prostaglandinsynthase,PGsynthase)是催化PG生物合成的限速酶,即把......

点击显示 收起

    近年来,流行病学研究发现,长期服用阿斯匹林(Asˉpirin)等非类固醇抗炎药(non-steroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs)可降低结直肠癌、胃癌及食管癌等恶性肿瘤的发病率。初期研究主要集中在对结直肠癌的化学预防作用的研究。最近关于环氧化合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)抑制剂与肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)的关系受到关注。我国是肝癌大国,肝癌发病率和病死率居恶性肿瘤中第2位 [1]  ,肝癌的发生与复发同乙型和(或)丙型肝炎病毒所致的肝硬化有密切关系 [2]  ,因此寻找有效的化学预防和靶向治疗对肝癌前病变的治疗和预防复发有重要指导意义。本文就COX-2抑制剂与HCC的关系作一综述。

    1 COX-2的生物学特征及其抑制剂的作用

    1.1 COX-2的生物学特征 COX称前列腺素合成酶(prostaglandin synthase,PG synthase)是催化PG生物合成的限速酶,即把花生四烯酸氧化成前列腺素和其他类前列腺素限速酶。哺乳动物的COX至少有2种形式:COX-1和COX-2,其氨基酸序列有60%以上的同源性,并有相似酶活性。尽管它们催化相同的反应,但2种异构体具有不同的生物学功能 [3]  。COX-1在大多数哺乳动物组织常规表达,执行“看家”功能,如胃粘膜细胞保护、肾血流调节及控制血小板聚集等。而COX-2mRNA及其蛋白表达在正常情况下,绝大多数组织中检测不到,静止细胞被炎症介质或丝裂原如细胞因子、内毒素、白介素及肿瘤坏死因子-a(TNF-a)等刺激后可诱导COX-2表达 [4]  。

    1.2 COX-2抑制剂的作用 NSAIDs防治肿瘤是抑制COX-2的合成,目前COX-2抑制剂分为2类 [5]  :选择性COX-2抑制剂,如美洛昔康(meloxicame)、依托度酸(etodolac);特异性COX-2抑制剂,如塞来昔布或西乐葆(celecoxib)、罗非昔布(rofecoxib)。NSAIDs胃肠道的不良反应来源于对COX-1的抑制作用,传统的NSAIDs副作用大,而目前用于临床的COX-2特异性抑制剂,如塞来昔布和罗非昔布不良反应少,安全性明显提高,有广阔的应用前景 [6]  。国外学者Thun等 [7]  在20世纪80年代通过大型流行病学调查研究发现,长期口服COX抑制剂NSAIDs,如阿斯匹林,其结直肠癌的发病率下降40%~60%。有学者对此进一步研究显示COX-2在结肠癌中呈高表达,而COX-1的水平无明显改变 [8]  。Oshima等 [9]  发现家族性腺瘤样息肉小鼠模型APC △716  在肠息肉发生早期即有COX-2的高表达,而COX-2特异抑制剂rofecoxib能有效地抑制APC △716  小鼠肠息肉的形成,且发现了肠息肉数减少及息肉的变小程度与罗非昔布的剂量相关,COX-2抑制剂对结肠家族性腺瘤样息肉病的癌变有预防作用。随着研究的深入,COX-2抑制剂对肾癌、食管癌及膀胱癌等恶性肿瘤的发生及发展也有抑制作用。而关于COX-2抑制剂在HCC中的报道较少见。

    2 HCC中COX-2抑制剂的研究

    2.1 HCC细胞培养的研究 应用COX-2选择性或特异性抑制剂进行细胞培养,可以直接观察不同药物在不同浓度及作用时间对癌细胞的效应。Rahman等 [10]  首次在体外将COX-2选择性抑制剂舒林酸(Sulindac)应用于抗HCC的研究,结果发现100μmol/L的舒林酸对KYN-2肝癌细胞有显著抑制作用;而舒林酸的氧化物Exisulind对肝癌细胞株也有显著的增殖抑制效应,但与舒林酸不同的是,Exˉisulind无论对COX-1和COX-2均无抑制作用。国内孙波等 [11]  采用人HCC细胞株SMMC7721和HepG 2 作为研究对象,体外药物敏感试验检测不同浓度和作用时间的舒林酸对细胞的增殖抑制效应;分别用Hoechst33258细胞核荧光染色和透射电镜观察舒林酸诱导的凋亡细胞形态学的改变,并计算相应的细胞凋亡指数;应用western斑点印迹法观察不同浓度舒林酸作用后细胞COX-2和凋亡抑制蛋白Bcl-2表达程度的变化。结果发现舒林酸对人HCC细胞株SMMC7721和HepG 2 具有显著的增殖抑制和凋亡诱导作用,并具有时间和剂量的依赖性。经舒林酸作用的HCC细胞,COX-2和Bcl蛋白的表达比未经舒林酸作用的细胞表达明显减少。因而选择性COX-2抑制剂对肝癌细胞具有显著的增殖抑制和诱导凋亡作用。C
heng等 [12]  研究结果也显示选择性COX-2抑制剂NS-398对表达COX-2的HBp3B和Hkcl的肝癌细胞株有抑制增殖和诱导凋亡作用。Park等 [13]  也证实了COX-2选择性抑制剂NS398抑制了肝细胞癌Hep3B株的增殖效应。

    特异性COX-2新型抑制剂如塞来昔布和罗非昔布能显著降低胃肠道不良反应的发生,已被美国食品药物管理局(FDA)批准应用于治疗易癌变的家族性结肠腺瘤样息肉病,它对肝细胞癌的生长也有显著的抑制作用。Kern等 [14]  使用MTT法和Western blot法,检测了SC-58635(塞来昔布)对表达COX-2的肝癌细胞株HuH-7的增殖效应,结果发现特异性COX-2抑制剂对HuH-7有显著的增殖抑制和诱导凋亡作用。Leng等 [15]  也证实了50μm/L的塞来昔布可抑制90%以上Hep3B和HepG 2 的肝细胞癌细胞株的生长。尼美舒利(Nimesulide)同样也是一种特异性COX-2抑制剂,选择不同剂量作用于HCC细胞系SMMC-7721,不仅可观察到呈时间和依赖性的癌细胞的生长抑制作用,其凋亡率和凋亡指数的剂量也是依赖性增加 [16]  。

    2.2 动物实验研究 COX-2抑制剂对HCC的作用,临床上缺乏可靠的资料,动物实验是进行COX-2化学预防研究的一种有效手段,目前,此方面研究甚少。Denda等 [17]  通过CDAA(胆碱缺乏,L-基酸限制)的喂养方法导致大鼠肝脂肪变性、纤维化、肝硬化和肝细胞DNA的损伤,从而建立肝癌的动物模型。在此实验的基础上,在大鼠的食物中,添加COX-2特异性抑制剂尼美舒利。结果发现COX-2抑制剂可减少肝硬化性结节形成的数目及降低结节大小,肝细胞DNA损伤的水平和肝纤维化也明显降低。免疫组化法和Western blot法显示了COX-2蛋白在治疗组的肝细胞中很少表达。刘纯伦等 [16]  研究了特异性COX-2抑制剂罗非昔布可导致裸鼠HCC原位移植瘤的生长速度减慢,肿瘤体积缩少。证明了COX-2抑制剂对HCC的生长有显著的抑制作用。这些研究结果提示了COX-2抑制剂在HCC形成的早期阶段有化学预防作用。

  3 COX-2抑制剂抗肿瘤的机制

    3.1 促使HCC增殖和诱导调亡 最近的研究显示抗凋亡激酶Akt(Serine/threonine protein kinase B)是激发肿瘤细胞增殖和抑制其凋亡的重要基因 [17,18]  ,Leng等 [15]  发现COX-2特异性抑制剂塞来昔布可阻碍HCC中Akt的磷酸化过程,从而抑制Hep3B和HepG 2 肝细胞癌细胞株的增殖效应和诱导肝癌细胞的凋亡。Kern等 [19]  报道了选择性COX-2抑制剂舒林酸和美洛昔康及特异性COX-2抑制剂SC-58635(塞来昔布),通过抑制COX-2的表达进而抑制凋亡抑制基因Bcl-2的表达,并提高了凋亡基因Bax的水平。同时也负调节AKT/PKB信号途经的实现。所以COX-2抑制剂可促进HCC的凋亡,缩短HCC的存活时间。

    3.2 干扰了HCC新生血管的形成 Folkman [20]  提出了肿瘤发生和发展离不开新生血管的生成学说,并认为抑制肿瘤血管形成,可负调节肿瘤的生长。Tsujii等 [21]  报道了COX-2选择性抑制剂NS-398使VEGF、bFGF和TGF-β等血管生成因子表达下调,从而影响了结肠癌新生血管形成。HCC是富血管肿瘤,其发生和转移离不开肿瘤血管生成。Cheng等 [22]  研究了Hep3B肝癌细胞株中COX-2过表达与VEGF的水平有相关性,研究结果显示了COX-2选择性抑制剂NS398可使Hep3B细胞中VEGF表达减弱。证明了COX-2抑制剂阻碍了HCC血管的形成。为HCC的合理有效的治疗提供了理论基础。

    3.3 降低了PGE 2 的水平 PGE 2 (progstag landim E 2 ,前列腺素E 2 )是COX-2催化花生四烯酸氧化成前列腺素产物之一,它可诱导肿瘤细胞增殖,促进细胞粘附,抑制具有免疫调节功能的淋巴因子的产生,抑制T细胞和B细胞的增殖,降低机体对肿瘤细胞的局部免疫 [23]  。此外,PGE 2 还可能刺激与凋亡相关的Bcl-2蛋白的表达增高,进而抑制细胞凋亡,使细胞增殖与凋亡失衡,从而促进肿瘤的产生 [24]  。Hu等 [25]  运用Western blot法检测了COX-2选择性抑制剂NS-398对HepG 2 肝癌细胞的作用,结果发现药物组PGE 2
 的水平明显低于对照组。研究进一步发现NS-398抑制肿瘤细胞的增殖和诱发其凋亡同PGE 2 水平呈密切相关,PGE 2 表达上调在肝癌的凋亡过程中发挥重要作用。Kern等 [14]  也证实了选择性COX-2抑制剂美洛昔康和特异性COX-2抑制剂SC-58635(塞来昔布)可降低肝细胞癌细胞株(Hep3B,HuH-7,HepG 2 ,SK-hep  l )中PGE 2 的水平。COX-2抑制剂作用于COX-2的产物PGE 2 ,导致了肝癌细胞的凋亡,其具体机制未明,有待进一步研究。

    3.4 其他 COX-2过表达可延长HCC细胞周期G 1 ,降低细胞周期蛋白D 1 的水平,使细胞不能进入分裂期,造成细 胞持续增殖,增加其突变的发生率。Hu等 [25]  实验发现选择性COX-2抑制剂NS-398作用于HepG 2 肝癌细胞株,可以缩短细胞G 1 -S的周期,抑制细胞的持续增殖。

    4 展望

  HCC是我国常见恶性肿瘤,治疗效果不理想。发病率和病死率高,HCC的形成与复发同肝炎所致的肝纤维化和肝硬化等癌前病变有密切关系,COX-2的过表达可能参与了肝癌的发生和发展的过程,深入研究COX-2抑制剂与HCC的关系,将为HCC的化学治疗和预防开辟新的途径,但其临床治疗效果仍须深入研究。

  参考文献

    1 张思维,李连弟,鲁风珠,等.中国1990~1992年原发性肝癌死亡调查分析.中华肿瘤杂志,1999,21(4):245-249.

    2 Ganne-Carrie N,Trinchet JC.Systemic treatment of hepatocellular carˉcinoma.Eur J Gasetroenterd Hepatol,2004,16(3):275-281.

    3 Willians CS,Mann M,DuBios RN.The role of cyclooxygenases in inˉflammation,Cancer and development.Oncogene,1999,18(55):41,7908-7916.

    4 Smith Wl,Garavito RM,Dewitt D1.Prostaglandin endoperoxide H Synˉthase(cyclooxygenase)-1and-2.J Biol Chem,1996,271(52):33157-33160.

    5 于春华.罗爱伦.环氧合酶-2选择性抑制剂的临床应用.中华麻醉学杂志,2001,21(7):442-445.

    6 Goldstein JL,Silverstein FE,Agrawal NM,et al.Reduced risk of upˉper gastrointestinal ulcer complications with celecoxib a novel COX-2inhibitor.Am J Gastroenterl,2000,95(7):1681-1690.

    7 Thun MJ,Namboodiri MM,Heath CM.Aspirin use and reduced risk of fatal colon cancer.N Engl J Med,1991,325(23):1593-1596.

    8 Eberhart CE,Coffey RJ,Radhika A,et al.Up-regulation of cyˉclooxygenase2gene expression in human colorectal adenomas and adeˉnocar-cinomas.Gastroenterology,1994,107(4):1183-1188.

    9 Oshima M,Dinchuk JE,Rargman SL,et al.Suppression of interstinal polyposis in APC △716  knockout mice by Inhibition of cyclooxygenase(COX-2).Cell,1996,87(5):803-809.

    10 Rahman MA,Dhar DK,Masunaga R,et al.Sulinda and Exisulind exhibit a significant antiproiferative effect and induce apoptosis in human hepatocellular carcinomas cell lines.Cancer Res,2000,60(8):2085-2089.

    11 孙波,吴云林,王升华,等.舒林酸诱导人肝细胞癌调亡及对环氧酶-2和Bcl-2蛋白表达的影响.中华消化杂志,2002,22(6):338-340.

    12 Cheng AS,Chang HL,Leung WK,et al.Specific COX-2inhibitor,NS-398,Supresses cellular proliferation and induces apoptosis in huˉman hepatocellular carcinoma cells.Iht J Oncol,2003,23(4):113-119.

    13 Park MK,Hwang SY,Kim JQ,et al.Ns-398inhibits the growth of Hep3B human hepato cellular cells via caspase-independent apoptosis.Mol cells,2004,17(1):45-50.

    14 Kern MA,Schubert D,Saki D,et al.Proapoptotic and antiproliferaˉtive potential selective cyclooxygenase-2inhibitors in human liver tuˉmor cells.Hepatology,2002,36(4):885-894.

    15 Leng J,Han C,Demetris JA,et al.Cyclooxygenase-2promotes hepˉatocellular carcinoma cell growth through AKT activation:evidence for AKT inhibition in celecoxib-induced apoptosis.Hepatology,2003,38(3):756-768.

    16 刘纯伦,唐承薇,周旭春.3种选择性环氧合酶-2抑制剂对肝细胞癌生长的影响.2004,9(1):5-8.

    17 Vivanco I,Sawyers CL.The phosphatidylinositol3-kinase AKT pathway in human cancer.Nat Rew Cancer,2002,2(4):489-501.

  18 Testa JR,Bellacosa A.AKT plays a central role in tumorigenesis.Proc Natl Acad Sci U S A,2001,98(20):10983-10985.

    19 Kern MA,Schubert D,Sahi D,et al,Proapoptotic and antiproli-ferative potential selective cyclooxygenase-2inhibitors in human liver tumor cells.Hepatology,2002,36(4):885,894.

    20 Folkman J,Langer R,Linhardt RI,et al.Angiogensis innibition and tumor repgress caused by nerarin or a hepatin fragment in presence of cortisone.Science,1983,221(4612):719-728.

    21 Tsujii M,kamano S,Tsujiz S,et al.Cyclooxygenase regulates angioˉgenesis induced by colon cancer cells,cell,1998,93(5):705-716.

  22 Cheng AS,Chang HL,To KF,et al.Cyclooxygenase-2pathway corˉrelates with vascular endothelial growth factor expression and tumor anˉgiogenesis in hepatitis B virus-associated hepatocellular carcinoma.Int J Oncol,2004,24(4):853-860.

    23 Fosslien E.Molecular pathology of cyclooxygenase-2in neoplasia.Ann Clin Lab Sci,2000,30(1):3-21.

    24 Johnson AJ,Song X,Hsu A,et al.Apoptosis signaling pathways meˉdiated by cyclooxygenase-2inhibitors in prostate cancer cells.Adv Enzyme Regul,2001,41(3):221-235.

    25 DuBios RN,Shao JY,Tsujii M,et al.G 1 ,Delay in cells over-exˉpress ingprostaglandin endoperxide synthase-2.Cancer Res,1996,56(4):733-736. 

  基金项目:获湖南省卫生厅科研金资助(B2003122号)

    作者单位:410013湖南省肿瘤医院肝胆外科 

  (收稿日期:2004-09-17)

       (编辑江 风)

作者: 左朝晖 欧阳永忠 2005-10-6
医学百科App—中西医基础知识学习工具
  • 相关内容
  • 近期更新
  • 热文榜
  • 医学百科App—健康测试工具