肝细胞癌是一种常见的消化系统癌症,根据2017年中国癌症报告,肝细胞癌的发病率超过20/100000,死亡率超过 25%。由于肝细胞癌发病早期并无明显症状,因此肝细胞癌确诊时常为中晚期,患者即错过了最佳的治疗时机[1]。
此外,肝细胞癌的发生常伴随着肝脏损伤和肝功能低下[2],因此常规的肿瘤治疗会加剧已有的肝脏损伤,最终导致患者死亡或直接影响患者的正常生活。因此,人们致力于寻找一种天然靶向药物,在针对性治疗肝癌的同时具有毒副作用低、对患者伤害小的特点。
人参(Panax ginseng C. A. Mey.)为多年生草本植物,属五加科,是中国及东亚地区最为知名的药食两用植物,在中国已有超过4000 年的药用历史[3]。人参的有效成分包括人参皂苷、人参多糖和人参多肽,其中人参皂苷已被证实具有多重生物活性,包括抗疲劳、提高记忆力、延缓衰老、抗肿瘤、提高免疫力等[4]。
研究表明,多种人参皂苷可以有效抑制肿瘤细胞生长、浸润、侵袭转移以及诱导血管生成的作用,并促进肿瘤细胞的死亡,人参皂苷的抗肿瘤活性和机制研究也受到了广泛关注[5]。
人参皂苷Rh2,原人参二醇-3-氧-β-D-吡喃葡萄糖苷,是人参加工成红参过程中,原人参二醇组皂苷受热分解配基糖链断裂生成的次级皂苷。体内和体外抗肿瘤研究表明,(20S)G-Rh2 具有出色的抗肿瘤活性,并可以通过多个途径抑制肿瘤细胞,而其对映体(20R)G-Rh2 则不具有明显的抗肿瘤活性[6]。
目前已证实,(20S)G-Rh2 可以有效抑制肝癌细胞HepG2 的生长,并通过Caspase 8 和Caspase 9 依赖的途径诱导肿瘤细胞的细胞凋亡[7];在HepG2 细胞种植瘤小鼠模型中,(20S)G-Rh2 同样可以抑制HepG2 的生长,并延长小鼠寿命。 但其细胞内靶点和作用机制尚无明确阐述。
因此,有学者针对这一课题进行了研究。通过(20S/R)G-Rh2-PEGA 富集与(20S/R)G-Rh2 亲和的蛋白质及蛋白质复合体,通过LC-MS 分析获得了(20S/R)G-Rh2 的相互作用蛋白质组,并利用GO 分析和基因芯片数据库获得了(20S/R)G-Rh2 相互作用蛋白质组的基因注释特征以及在肿瘤中的相对表达水平,最终选定Annexin A2 蛋白质。
通过进一步研究[8]发现:
1、人参皂苷Rh2 可通过结合Annexin A2 蛋白质抑制NF-κB 信号通路。
(20S)G-Rh2 相互作用蛋白质组的GO分析表明,(20S)G-Rh2 的靶点应具有调控基因转录、mRNA 稳定性以及蛋白质翻译的功能。细胞内Annexin A2 蛋白质具有促进转录因子细胞核定位和转录激活的功能,上调抗细胞凋亡基因和炎症因子的表达,促进肿瘤发展。
2、(20S)G-Rh2还可以抑制Annexin A2 蛋白质和NF-κB p50 亚基蛋白质的相互作用以及二者的细胞核共定位。
有文献报道指出,Annexin A2 蛋白质可以通过与NF-κB p50 亚基蛋白质结合,促进NF-κB p50 亚基蛋白质的转运入核,并促进NF-κB 的转录激活[38]。为探究(20S)G-Rh2 是否调控这一过程,对Annexin A2 蛋白质和NF-κBp50 亚基蛋白质进行了免疫共沉淀分析(Co-IP),以检测(20S)G-Rh2 是否影响Annexin A2 蛋白质和NF-κB p50 亚基蛋白质的相互作用。
结果显示,NF-κB 激活剂etoposide、PMA 可以增强Annexin A2 蛋白质和NF-κB p50亚基蛋白质的相互作用,而(20S)G-Rh2(单独或与etoposide、PMA 协同)则可以有效的抑制这一过程。
表明,(20S)G-Rh2 结合AnnexinA2 后,减弱其与NF-κB p50 亚基的相互作用,最终影响了Annexin A2 蛋白质和 NF-κB p50 亚基蛋白质在细胞核内的共定位,从而抑制了NF-κB 信号通路。
3、(20S)G-Rh2通过Annexin A2蛋白质依赖的方式抑制NF-κB信号通路以及抗凋亡信号转导
以不同浓度(20S)G-Rh2 分别处理 con(sh-NC)和 Annexin A2基因干扰的HepG2细胞,检测细胞凋亡的发生情况。在AnnexinA2 基因干扰的 HepG2 细胞中,较低浓度的(20S)G-Rh2 即可下调抗凋亡蛋白质 X-IAP、c-IAP1、c-IAP2 和 Survivin 的蛋白水平,同时诱导 PARP 蛋白质的断裂。
以上结果充分说明,(20S)G-Rh2 通过结合 Annexin A2 蛋白质抑制了NF-κB 的活性,并诱导了肿瘤细胞的细胞凋亡。
[参考文献]
[1]、Chen W, Zheng R, Zhang S, et al. Cancer incidence and mortality in China in 2013: an analysis based on urbanization level[J]. 中国癌症研究(英文版), 2017, 29(1):1-10.
[2] Luedde T, Schwabe R F. NF-κB in the liver--linking injury, fibrosis and hepatocellular carcinoma.[J]. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2011, 8(2):108.
[3] 尚志钧校注. 神农本草经校注[M]. 学苑出版社, 2008.
[4] Zhu J H, Takeshita T, Kitagawa I, et al. Suppression of the Formation of Sister Chromatid Exchanges by Low Concentrations of Ginsenoside Rh2 in Human Blood Lymphocytes[J]. Cancer Research, 1995, 55(6):1221-3.
[5] Song B K, Kim K M, Choi K D, et al. Production of the rare ginsenoside Rh2-MIX [20(S)-Rh2, 20(R)-Rh2, Rk2, and Rh3] by enzymatic conversion combined with acid treatment and evaluation of its anti-cancer activity[J]. Journal of Microbiology & Biotechnology, 2017, 27(7).
[6] Lv Q, Rong N, Liu L J, et al. Antitumoral Activity of (20R)- and (20S)-Ginsenoside Rh2 on Transplanted Hepatocellular Carcinoma in Mice[J]. Planta Medica, 2016, 82(8):705.
[7] Li Q, Li Y, Wang X, et al. Co-treatment with ginsenoside Rh2 and betulinic acid synergistically induces apoptosis in human cancer cells in association with enhanced capsase-8 activation, bax translocation, and cytochrome c release.[J]. Molecular Carcinogenesis, 2011, 50(10):760-9.
[8]王宇石,人参皂苷Rh2的人类内靶点鉴定及抗肿瘤分子机制研究
