天花粉蛋白作用機制研究進展

1、天花粉蛋白作用機制研究進展【關(guān)鍵詞】天花粉蛋白；抗腫瘤；抗病毒；免疫調(diào)節(jié)天花粉蛋白Trihsanthin，TS是從葫蘆科科植物栝蔞的塊根中別離純化得到的一種堿性蛋白，屬于型核糖體失活蛋白RibseInativatingPrtEins,RIPs。TS成熟肽是由247個氨基酸殘基組成，分子量約24000，p=9.4，為不含糖的單鏈核糖體失活蛋白。天花粉蛋白一直以來多用于引產(chǎn)臨床治療婦科疾病，如宮外孕，葡萄胎，絨癌等。另外，因其具有N2糖苷酶活性,能水解真核細胞核糖體的28SrRNA的4324位上的腺苷酸的N-糖苷鍵,使核糖體不可逆失活,從而抑制蛋白質(zhì)的合成,使得其應(yīng)用范圍已涉及抗腫瘤、抗病毒,免疫

2、調(diào)節(jié)等方面。鑒于其越來越重要的研究地位，本文將對其作用機制展開綜述，為天花粉蛋白的進一步研究和臨床應(yīng)用提供理論根據(jù)。1治療婦科疾病天花粉自古在民間用來墮胎和治療胞衣不下，其有效成分TS不但可以用于引產(chǎn)，還能治療葡萄胎，宮外孕，死胎，過期流產(chǎn)等婦科疾玻其原理是TS可迅速引起胎盤的滋養(yǎng)層細胞變性壞死，壞死細胞的崩解碎片充滿在絨毛間隙，導(dǎo)致了血循環(huán)障礙，然后加速了絨毛組織退化壞死，造成胎兒死亡；同時，TS引起的滋養(yǎng)葉細胞壞死,導(dǎo)致HG和甾體激素迅速降低,絨毛及蛻膜組織變性及進一步壞死,激發(fā)內(nèi)源性前列腺素的合成與釋放,繼而觸發(fā)宮縮、誘發(fā)流產(chǎn)1。2抗腫瘤腫瘤是全世界范圍內(nèi)死亡率最高的疾病之一，目前的各種

3、治療手段，效果不甚令人滿意。在世界范圍內(nèi)，中草藥在抗腫瘤的研究中越來越受關(guān)注。近年來通過對天花粉蛋白構(gòu)造和功能的深化研究，發(fā)現(xiàn)其對腫瘤也具有抑制作用,現(xiàn)就天花粉蛋白抗腫瘤的作用機制綜述如下。2.1抑制腫瘤細胞增殖，誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡凋亡是細胞在正常開展過程中或做出應(yīng)激反響時表現(xiàn)出的生理性死亡過程。aspase-3是這個死亡程序的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。研究人員發(fā)現(xiàn)天花粉蛋白可以通過抑制PK和激活aspase途徑誘導(dǎo)細胞凋亡。李潔等2將天花粉蛋白作用于人慢性髓性白血病細胞株K562，然后分別觀察了PK和aspase-3的激活劑和抑制劑的狀態(tài)與細胞凋亡的關(guān)系，得出TS是通過抑制PK和激活aspase-3來誘導(dǎo)

4、K562細胞凋亡。李潔等3還進一步對天花粉蛋白誘導(dǎo)的細胞凋亡進展了研究。他們把TS作用于白血病HL-60細胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)首先aspase-9依賴的線粒體途徑和aspase-4依賴的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力激發(fā)途徑被激活，接著依賴aspase-9和aspase-4的aspase-8被激活，以上一系列級聯(lián)反響最終直接或間接激活aspase-3途徑，從而誘導(dǎo)細胞凋亡。周欣陽等4觀察了天花粉蛋白對黑色素瘤凋亡的影響，結(jié)果顯示，天花粉蛋白可使黑色素瘤B-16細胞內(nèi)a2+，N,RS增加。a2+可以激活鈣依賴性酶活性和蛋白激酶PK，引起離子通道改變G蛋白磷酸化，最終導(dǎo)致細胞凋亡。N增加，可抑制三羧酸循環(huán)，使ATP產(chǎn)生減少或

5、可直接抑制線粒體呼吸，導(dǎo)致細胞內(nèi)ATP程度降低，從而誘導(dǎo)B-16細胞凋亡。RS作為細胞內(nèi)第2信使,在細胞內(nèi)酶的激活、細胞生長和分化及細胞凋亡中起著非常重要的作用。Bl-2基因家族在程序性細胞死亡的調(diào)控方面具有非常重要的作用，其構(gòu)造中包含一個可以控制其表達程度的轉(zhuǎn)錄因子-REBRE-bindingprtEIn。王平等5的研究發(fā)現(xiàn)REB介導(dǎo)的單信號途徑調(diào)控Bl-2的表達，TS可以通過抑制REB的活性從而降低Bl-2的表達，最終使hela細胞凋亡。王平實驗小組6又對TS抑制細胞增殖的信號途徑進展了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TS抑制Hela細胞增殖與細胞內(nèi)AP程度有關(guān)，它可以通過PKA介導(dǎo)的PK/APK信號途徑

6、來抑制Hela細胞增殖。巨噬源性的N被認為是T細胞增殖強烈的抑制劑。低濃度的N可以促進細胞增殖，抑制細胞凋亡。機體內(nèi)細胞增殖和細胞凋亡處于一種平衡狀態(tài)，N的升高恰好打破這個平衡，抑制了細胞增殖，促進細胞凋亡7。2.2抑制腫瘤細胞蛋白質(zhì)的合成TS能抑制真核細胞蛋白質(zhì)的合成，因此抑制細胞生長。天花粉蛋白是RNAN-糖苷酶型的核糖體失活蛋白，作用于核糖體大亞基rRNA中A4324特定位點，專一性的使真核細胞的核糖體失活，而阻斷其蛋白質(zhì)合成8。2.3對自然殺傷細胞及紅細胞免疫功能的作用實驗發(fā)現(xiàn)，天花粉蛋白在6g/kg和12g/kg劑量時能明顯促進小鼠NK細胞殺傷活性，提示TS可通過促進小鼠NK細胞活性

7、進步機體免疫力，從而增強機體抗腫瘤才能。另有報道稱TS可使血液腫瘤患者的紅細胞免疫黏附功能明顯上升，其機理是天花粉蛋白與紅細胞膜上的糖蛋白受體結(jié)合激活紅細胞3b受體活性8。2.4對細胞因子及補體的作用白細胞介素在介導(dǎo)機體腫瘤免疫中發(fā)揮著重要作用。白細胞介素-2(IL-2)具有廣譜的免疫增強活性,可誘導(dǎo)T、B細胞的增殖和分化,可促進細胞毒性T細胞的前體細胞分化為細胞毒性T細胞,并增強其殺傷效應(yīng),還可促進NK細胞的功能及釋放干擾素。白細胞介素-6(IL-6)能誘導(dǎo)B細胞分化,促進漿細胞分泌免疫球蛋白,增強機體的免疫力。另有報道稱TS可通過替代途徑激活補體系統(tǒng)，這個過程中TS被分解成的兩個羥胺片段仍

8、然具有激活補體的作用，并能明顯進步補體介導(dǎo)的免疫復(fù)合物溶解才能，起到抗腫瘤作用。3抗病毒天花粉蛋白作為一種單鏈核糖體失活蛋白只有活性鏈而無細胞結(jié)合鏈，只能選擇性的進入病毒感染的異常細胞內(nèi)，對正常細胞毒性很小，極具臨床應(yīng)用價值。TS除對多種植物病毒有效以外，體外實驗說明它還可以抑制流感病毒，乙腦病毒，科薩奇病毒，麻疹病毒，單純皰疹病毒，脊髓灰質(zhì)炎病毒，肝炎病毒及腺病毒以及T淋巴細胞內(nèi)HIV病毒的復(fù)制9。對單核、巨噬細胞內(nèi)的HIV也有抑制作用10。陳光福等11進展了TS對單純皰疹病毒-1DNA復(fù)制的影響的研究，結(jié)果顯示天花粉蛋白對體內(nèi)外HSV-1DNA復(fù)制有抑制作用。其作用機制可能與抑制病毒DNA

9、聚合酶或具有核酸內(nèi)切酶活性有關(guān)。黃海等12研究了天花粉蛋白對HSV-1感染的細胞的作用，發(fā)現(xiàn)HSV-1感染的細胞內(nèi)P38APK和Bl-2增加，而TS可以抑制此二者的增加，從而影響病毒復(fù)制。天花粉蛋白的抗HIV作用一直是人們關(guān)注和研究的重點。天花粉蛋白可抑制HIV活性,它的抗HIV作用主要表如今:抑制受HIV感染的細胞合成HIV復(fù)制所需要的酶及蛋白質(zhì),從而干擾HIV的復(fù)制；能選擇性的殺死受HIV感染的細胞,從而降低機體的感染程度,并且不易產(chǎn)生抗藥性13。TS的抗HIV活性機制很可能包含了對絲裂原活化蛋白激酶(APK)信號通路下游蛋白的參與,因為-Jun蛋白激酶抑制劑可以中和天花粉蛋白的抗HIV活

10、性14。同時TS還可有效引起HIV-1感染細胞的凋亡15。Grath等發(fā)現(xiàn)TS對抑制單核巨噬細胞內(nèi)HIV復(fù)制特別有效，其原因可能是TS能選擇性地和HIV感染的巨噬細胞相結(jié)合并被攝入胞內(nèi)之故。Ferrari等發(fā)現(xiàn),TS可以抑制合胞體(由于HIV的感染而造成多個D4細胞交融而成的交融體)的生成,從而抑制HIV的復(fù)制。王媛媛等16報道了關(guān)于TS增加HIV感染細胞凋亡的行為。其通過實驗進一步證明TS抗病毒活性是通過誘導(dǎo)凋亡實現(xiàn)的。上海細胞所的研究小組通過大量的實驗發(fā)現(xiàn),天花粉蛋白能與人體細胞外表的趨化因子受體互相作用,并導(dǎo)致一系列的細胞反響,從而到達抑制HIV病毒的作用9。王建華等15的研究說明天花粉

11、蛋白抗HIV-1的特性與其核糖體失活活性有關(guān)。核糖體失活蛋白可誘導(dǎo)HIV-1細胞凋亡，誘發(fā)活性氧的產(chǎn)生及抑制HIV-1整合酶，從而起到抗HIV的作用。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.4免疫調(diào)節(jié)天花粉蛋白對人體免疫系統(tǒng)具有增強和抑制兩方面的作用。目前對其機理做了如下一些研究。周宏等17進展的關(guān)于天花粉蛋白的研究說明TS可以通過激活I(lǐng)L-4/IL-10分泌性T細胞來誘導(dǎo)HLA相關(guān)的免疫抑制。周曉蓉等18進展的研究說明天花粉蛋白是通過抗原提呈依賴方式誘導(dǎo)免疫抑制的。樹突狀細胞是最有效的抗原提呈細胞，源于樹突狀細胞的IL-10啟動此免疫抑制。周蕓等19還通過實驗證實TS針對體外人體淋巴細胞增殖的免疫機制是由D8

12、T2細胞介導(dǎo)的。TS對T淋巴細胞的增殖具有顯著的抑制作用。其作用機制可能是TS作用于核糖體,阻滯蛋白質(zhì)的合成,導(dǎo)致免疫細胞不能增殖。李芳等的實驗說明,天花粉蛋白可以抑制同種異體抗原和D3單抗經(jīng)由TR/D3復(fù)合構(gòu)造所介導(dǎo)的T細胞活化途徑,并檢出其中胞漿鈣離子濃度及PK轉(zhuǎn)位變化,而對PA等PK活化的作用處徑無效,由此明確提示天花粉蛋白是通過干擾TR/D3信號傳導(dǎo)途徑發(fā)揮免疫抑制作用20。另有學(xué)者認為,TS是通過作用于抗原提呈細胞(AP,主要是B細胞和單核細胞)來誘導(dǎo)免疫抑制的。王保龍等21用低劑量的TS1500ng/l小鼠各增殖系統(tǒng)，分析結(jié)果低劑量TS對可溶性抗原VA誘發(fā)的T增殖具有強烈的抑制作用

13、,對nA增殖系統(tǒng)抑制較弱;而對D3結(jié)合D28Ab及IL-2增殖系統(tǒng)的T細胞增殖幾乎無抑制作用。這一現(xiàn)象與4個增殖系統(tǒng)所需的AP量相平行,說明TS對T細胞增殖的抑制依賴于AP的參與。天花粉蛋白還可通過改變不同功能的免疫調(diào)節(jié)T細胞的比例，以增強體液免疫功能，還可通過增大T淋巴細胞膜上電壓依賴性鉀離子通道電流強度及促進PB分泌IL-2和IL-6，增強機體免疫功能22。另外,TS對T淋巴細胞的分化具有一定的誘導(dǎo)作用,它能通過影響巨噬細胞分泌細胞因子的格局,來誘導(dǎo)功能性T細胞亞群向Th2方向分化23。5問題及展望綜上所述，天花粉蛋白具有治療婦科疾并抗腫瘤、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)等生物學(xué)作用，其大局部作用機制尚

14、不完全明確，如今所進展的研究都處于探究階段。我國是舉世公認的天然藥物大國,用中草藥治病歷史悠久,所以在中草藥中挑選新藥具有得天獨厚的優(yōu)勢。作為一種植物蛋白，有廉價、易獲得、生物作用廣泛等特點，使其具有了良好的研究前景及實用價值。但天花粉蛋白本身具有抗原性，以及在人體內(nèi)半衰期較短10,提取效率低等特點，都限制了它的推廣應(yīng)用。機制的研究是從根本上解決這些問題的關(guān)鍵，本課題對天花粉蛋白的作用機制做出綜述，將為天花粉蛋白機制的進一步研究及其開發(fā)和臨床應(yīng)用提供有利的根據(jù)?！緟⒖嘉墨I】1李枝玲，丁玉，白云峰，等.天花粉蛋白的藥用研究概況J.中國藥房，2022，1836：2868.2JieLi,Xuehun

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