選擇性COX2抑制劑不依賴于COX2的抗癌作用

1、選擇性COX-2抑制劑不依賴于COX-2的抗癌作用【摘要】非甾體抗炎藥NSAIDs可以抑制腫瘤的發(fā)生、開展，其中一個機(jī)制是抑制環(huán)氧化酶2X-2的活性。X-2在多種腫瘤組織中均高表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖，抑制凋亡。然而，X-2抑制劑還存在著不依賴于X-2的抗癌作用。在這篇綜述中，我們將會詳細(xì)闡述X-2抑制劑不依賴于X-2的分子靶點，并討論這些靶點是怎樣發(fā)揮抗癌作用的?！娟P(guān)鍵詞】X-2抑制劑；抗癌近年來，選擇性環(huán)氧化酶-2X-2抑制劑的抗癌作用是備受關(guān)注的一個研究熱點。自從塞來考昔于1998年，羅非考昔于1999年進(jìn)入醫(yī)藥市場以來，超過3000項研究顯示了這類藥物的分子靶點和臨床效益。然而，由于

2、長期使用X-2抑制劑會增加患心血管疾病的危險，使得這類藥物正面臨嚴(yán)峻考驗。伐地考昔等多種0X-2抑制劑被FDA勒令回收，目前研究主要集中在塞來考昔和羅非考昔上。大局部的體外試驗顯示塞來考昔和羅非考昔抑制腫瘤的濃度要比抑制X-2的活性所需要的濃度高，這說明還存在著不依賴于X-2的抗癌作用機(jī)制，而且在腫瘤的治療中具有重要的作用。本文主要討論X-2抑制劑主要是塞來考昔和羅非考昔不依賴于X-2的抗癌作用機(jī)制。一般來說，X-2抑制劑的抗癌作用機(jī)制包括抑制細(xì)胞周期進(jìn)程、誘導(dǎo)凋亡以及抑制血管新生和轉(zhuǎn)移三局部。1抑制細(xì)胞周期進(jìn)程細(xì)胞周期各期之間的轉(zhuǎn)變受多種細(xì)胞周期蛋白、周期蛋白依賴激酶DKs和細(xì)胞周期抑制蛋白

3、的調(diào)控。塞來考昔能使多種腫瘤細(xì)胞發(fā)生G1期阻滯，同時伴隨著周期蛋白A、B、D表達(dá)減少，細(xì)胞周期抑制蛋白p21和p27表達(dá)增加，DK失活。這些改變，在一定程度上是不依賴于X-2抑制劑的，因為塞來考昔抑制細(xì)胞增殖的濃度要高于抑制X-2活性所需要的濃度；參加PGE2并不能抵消該效應(yīng)，抑制X-2的活性也不能模擬該效應(yīng)。羅非考昔雖然抑制X-2的效價比塞來考昔高，卻不能始終如一的產(chǎn)生類似的效應(yīng)。1.1塞來考昔抑制蛋白激酶BPKB/Akt或其上游的磷酸肌醇依賴激酶1PDK-1試管試驗的結(jié)果說明PDK-1似乎是塞來考昔的一個直接靶點。塞來考昔利用其甲基構(gòu)造，與ATP競爭結(jié)合PDK-1的ATP結(jié)合位點，從而抑制

4、PDK-11。有很多研究報導(dǎo)塞來考昔抑制PKB，然而到底是直接作用于PKB還是通過其他靶點如PDK-1的間接作用還不清楚。塞來考昔的類似物4-5-(2，5-diethylphenyl)-3(triflurethyl)-1H-pyrazl-1-ylbenzenesulfnaide，雖然缺乏抑制X-2的作用，也能抑制PKB、PDK-1活性2。因此，該作用很可能是不依賴于X-2的。1.2塞來考昔抑制多種DK周期蛋白復(fù)合物使磷酸化的成神經(jīng)母細(xì)胞瘤減少，細(xì)胞周期被阻滯在G1期4。然而，對于人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞，多種周期蛋白如周期蛋白A、B1、D1、E、周期蛋白依賴的抑制蛋白p12、p27和DKsDK1、DK

5、2、DK4、DK6的表達(dá)程度并不受塞來考昔的影響，而塞來考昔也不影響DK2在蘇氨酸160的磷酸化程度。因此，關(guān)于塞來考昔對DK-周期蛋白復(fù)合物的抑制機(jī)制仍不清楚。1.3塞來考昔進(jìn)步乳腺癌細(xì)胞中神經(jīng)酰胺的程度神經(jīng)酰胺和其他神經(jīng)鞘脂類都是細(xì)胞中重要的信號分子，調(diào)節(jié)多種細(xì)胞進(jìn)程，包括細(xì)胞增殖、衰老、凋亡和細(xì)胞周期。神經(jīng)酰胺能激活壓力信號級聯(lián)放大中的多種酶，包括蛋白激酶jun激酶，Ras激酶抑制蛋白，蛋白激酶的多種亞型和蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶1和蛋白磷酸酶2A。因此，塞來考昔對神經(jīng)酰胺濃度的影響可能在塞來考昔誘導(dǎo)的生長抑制中具有一定的作用4。1.4塞來考昔抑制鳥氨酸脫氫酶的活性該酶把L-鳥氨酸轉(zhuǎn)換到pl

6、yaineputresine。多胺程度升高能促進(jìn)細(xì)胞增殖，減少凋亡，使影響腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的基因表達(dá)增加。在結(jié)腸癌器官中鳥氨酸脫氫酶的活性比正常的結(jié)腸上皮組織高1015倍5。因此，塞來考昔抑制鳥氨酸脫氫酶活性可能與其誘導(dǎo)G1期阻滯有關(guān)。1.5羅非考昔對細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)作用具有爭議性因為羅非考昔對人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞增殖沒有影響，但減少周期蛋白D1的表達(dá)，增加周期抑制蛋白p21和p33的表達(dá)，增加人胰腺癌細(xì)胞生長停滯DNA損傷誘導(dǎo)基因GADD34和GADD45的表達(dá)6。此外，羅非考昔根本上不抑制PKB的活性2，7。2誘導(dǎo)凋亡許多研究說明塞來考昔通過誘導(dǎo)凋亡在多種腫瘤細(xì)胞系中發(fā)揮抗癌作用7。塞來考昔

7、使腫瘤細(xì)胞中抗凋亡蛋白Bl2、BlxL、l1和存活素表達(dá)下調(diào)，而凋亡前體蛋白Bad表達(dá)增加8，12，線粒體快速釋放細(xì)胞色素、Apaf1和aspases3、8、9活化。塞來考昔還能使人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞死亡受體DR5表達(dá)增加，激活失榮細(xì)胞的FAS-FADD死亡途徑。然而，并非在所有的細(xì)胞試驗中都能觀測到同樣的結(jié)果。例如，對于人子宮頸癌細(xì)胞系Hela和aSki，F(xiàn)ADD介導(dǎo)的死亡途徑并未被誘導(dǎo)9。羅非考昔在多種腫瘤細(xì)胞系中也能誘導(dǎo)凋亡，但其分子機(jī)制尚未見報道。2.1塞來考昔誘導(dǎo)凋亡的其中一個靶點是PDK-1或其下游底物PKB/AKT13，7PKB通過磷酸化使凋亡前體蛋白BAD失活；或磷酸化prasp

8、ase9使其不能從活化的aspase9上去除；又或者磷酸化凋亡信號調(diào)節(jié)蛋白1，抑制應(yīng)激活化蛋白激酶信號傳導(dǎo)途徑以及其他激酶來誘導(dǎo)凋亡。而羅非考昔幾乎不抑制PKB活性2，8，9，因此PKB并不是羅非考昔誘導(dǎo)凋亡的作用靶點。2.2塞來考昔的另一個靶點是神經(jīng)鞘脂類傳導(dǎo)途徑塞來考昔可以增加大鼠乳腺癌細(xì)胞66.1的神經(jīng)酰胺程度4。正如前面討論的，神經(jīng)酰胺含量的增加與誘導(dǎo)凋亡有關(guān)。神經(jīng)酰胺通過線粒體外膜神經(jīng)酰胺通道的形成，誘導(dǎo)線粒體釋放凋亡前體蛋白，對于凋亡的產(chǎn)生具有重要的調(diào)節(jié)作用。2.3塞來考昔抑制P-3人前列腺癌細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)a2+-ATPase(I50=35)的活性從而阻止從胞漿中重吸收a2，使細(xì)胞內(nèi)游

9、離a2程度上調(diào)10。這是塞來考昔特有的，并未在其他X抑制劑中發(fā)現(xiàn)，包括羅非考昔。a2的濃度對于凋亡很關(guān)鍵，可以激活a2敏感的蛋白酶、核酸內(nèi)切酶和胱門蛋白酶。此外，翻開線粒體通透轉(zhuǎn)化孔，釋放細(xì)胞色素，也需要一定濃度的a2參與。因此，塞來考昔對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)a2+ATPases的抑制作用可能與其誘導(dǎo)凋亡相關(guān)。2.4塞來考昔抑制碳酸酐酶、and的活性碳酸酐酶塞來考昔復(fù)合物的晶體構(gòu)造說明，塞來考昔的氨苯磺胺基團(tuán)結(jié)合到碳酸酐酶的催化性鋅指構(gòu)造11，而羅非考昔，含有甲基磺基，并不抑制碳酸酐酶活性。碳酸酐酶和在腫瘤的生長和發(fā)育過程中具有一定的作用，是多種腫瘤的潛在生物標(biāo)記物如結(jié)腸直腸癌、胃癌、腎透明細(xì)胞癌。2.5腫

10、瘤細(xì)胞逃避正常生長調(diào)節(jié)的其中一個機(jī)制是抑制凋亡前體蛋白的產(chǎn)生如來源于15-lipxygenase1信號途徑的13-S-hydrxytadeadieniaid(13-S-HDE)。15-lipxygenase1的表達(dá)及其產(chǎn)物133-HDE在人結(jié)腸癌、食管癌細(xì)胞中均比正常對照組織含量低，在人結(jié)腸或食管癌細(xì)胞系中參加13S-HDE可以抑制細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)凋亡。塞來考昔誘導(dǎo)人結(jié)腸癌細(xì)胞系RK凋亡過程中，伴隨著15-lipxygenase1表達(dá)和13S-HDE生成增加。在RK細(xì)胞中過表達(dá)15-lipxygenase1的反義構(gòu)造物那么減少13-S-HDE生成，阻礙凋亡。塞來考昔對脂氧酶途徑的作用似乎與X-2

11、無關(guān)，因為在0X低表達(dá)的結(jié)腸癌細(xì)胞系中也能觀察到這一現(xiàn)象。對羅非考昔并未進(jìn)展相關(guān)的研究13。2.6塞來考昔改變核轉(zhuǎn)錄因子NF-B的DNA結(jié)合活性NF-B在多種腫瘤細(xì)胞中表達(dá)或過表達(dá)。塞來考昔能促使子宮頸癌細(xì)胞中NF-B與DNA結(jié)合，誘導(dǎo)凋亡9。而對于非小細(xì)胞肺癌，塞來考昔抑制由吸煙等化學(xué)因素誘導(dǎo)的NF-B的活化，隨后促使參與炎癥，細(xì)胞增殖和具有致癌作用的多種NF-B調(diào)節(jié)基因的表達(dá)下調(diào)。2.7羅非考昔在多種炎癥模型中也能抑制NF-B的結(jié)合活性14但這一作用是否與其抗癌作用有關(guān)尚不清楚。羅非考昔可以增加腫瘤組織中過氧化物酶體增殖子激活受體和凋亡前體蛋白Bax及aspasa3的表達(dá)，但抗凋亡蛋白Bl

12、2和生存素的表達(dá)下調(diào)。這一作用的分子靶點還不清楚。大多數(shù)研究結(jié)果說明羅非考昔對凋亡中多種蛋白的表達(dá)程度和活性均無影響。而這與羅非考昔在多種腫瘤細(xì)胞中抗癌活性低于塞來考昔的結(jié)果是吻合的。3抑制血管生成和轉(zhuǎn)移3.1塞來考昔抑制大鼠肝細(xì)胞瘤細(xì)胞早期生長反響因子Egr-1的活性15Egr-1是一種轉(zhuǎn)錄因子，對成纖維細(xì)胞生長因子和多種參與血管生成及促進(jìn)腫瘤發(fā)育的細(xì)胞因子和受體的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)有一定影響。因此，塞來考昔抑制Egr-1基因的活化能在一定程度上抵消各種促癌變刺激和抑制血管生成。3.2塞來考昔抑制人胰腺癌、乳腺癌細(xì)胞中VEGF的表達(dá)16，17VEGF的啟動子區(qū)含有一個Sp1結(jié)合位點，對VEGF的表達(dá)非

13、常重要。塞來考昔能降低轉(zhuǎn)錄因子Sp1的DNA結(jié)合活性和轉(zhuǎn)錄激活活性，從而導(dǎo)致Sp1蛋白表達(dá)和磷酸化減少。羅非考昔也可以降低小鼠結(jié)腸直腸癌組織中VEGF的表達(dá)，但詳細(xì)機(jī)制還不清楚。3.3塞來考昔直接抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖這主要依賴于塞來考昔對PKB/AKT和DKs的抑制，還與RB蛋白的磷酸化減少以及G1期阻滯有關(guān)3。塞來考昔還能使HUVEs發(fā)生凋亡，同時伴隨著細(xì)胞內(nèi)a2+濃度和aspases活化增加。羅非考昔既不影響HUVEs細(xì)胞周期進(jìn)程，也不誘導(dǎo)凋亡。但也有研究顯示羅非考昔抑制皮微血管內(nèi)皮細(xì)胞HVEs脈管形成和細(xì)胞遷移。這與降低前血管生成因子、根本成纖維細(xì)胞生長因子的表達(dá)有關(guān)5。3.4羅非考昔和塞

14、來考昔均影響金屬蛋白酶的表達(dá)和活性金屬蛋白酶在組織侵襲、轉(zhuǎn)移和血管新生中具有一定的作用。金屬蛋白酶2和9是降解型膠原酶的關(guān)鍵酶。塞來考昔抑制體外培養(yǎng)的肺腺癌細(xì)胞金屬蛋白酶9的活性，降低成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞金屬蛋白酶13的分泌19。在人成膠質(zhì)細(xì)胞瘤中金屬蛋白酶2的表達(dá)依賴于PKB的激活，而塞來考昔抑制PKB的磷酸化，從而抑制這些細(xì)胞的侵襲18。因此，塞來考昔可能通過抑制PKB/AKT發(fā)揮抗血管新生和抗侵襲作用。而羅非考昔誘導(dǎo)金屬蛋白酶2，X-2，周期蛋白D1，-連環(huán)蛋白和腫瘤抑制性白介素10的表達(dá)；增加抗瘤性白介素12的表達(dá)；輕度降低金屬蛋白酶9的表達(dá)6。4展望不同的X-2抑制劑的抗癌作用有所偏

15、向。ethylelexib塞來考昔的衍生物，不能抑制X-2和塞來考昔，具有較強(qiáng)的抗癌活性；羅非考昔，抗癌作用比擬弱；luiraxib幾乎沒有抗增殖活性。目前對這些偏向還缺乏合理的解釋，有待進(jìn)一步研究。雖然所有的X-2抑制劑都是選擇性的X-2抑制劑，但化學(xué)構(gòu)造不一樣。確定塞來考昔和其他X-2抑制劑不依賴于X-2的直接靶點，有可能找到其發(fā)揮抗癌作用的化學(xué)構(gòu)造，對這些局部進(jìn)展構(gòu)造改造或修飾，有可能產(chǎn)生更有潛力的抗癌藥物。這些藥物可能代表了新一類的化合物，適用于腫瘤的治療和預(yù)防?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1ZhuJ，HuangJ，TsengPH，etal.Frtheylxygenase-2inhibitrelexi

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