中医药影响肺癌细胞自噬作用机制研究进展
作者：马玥，王立芳，郑展，徐振晔
单位：上海中医药大学附属龙华医院
肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，在我国发病率和死亡率均较高。目前临床主要采用手术、放疗、化疗、免疫治疗等方法，但风险较大，费用高，不良反应大，部分药物长期使用可能产生耐药性和成瘾性，增加并发症的发生率，严重影响患者的生存质量。因此，探究肺癌的发展转移机制和新的治疗方法具有重要意义。近年研究表明，多种中药活性成分可诱导肺癌细胞自噬，可为肺癌的治疗提供新的切入点，兹就中医药影响肺癌细胞自噬机制研究进行综述。
1.细胞自噬与肿瘤微环境
肿瘤微环境是肺癌细胞赖以生存的复杂生物学系统，是在有利于肺癌细胞生长和微环境修复的多种反馈控制机制中，可形成多样的互补或互相代替的代谢途径，这一复杂的环境可导致肺癌细胞的适应能力和调控机制更加完备。在极具不稳定性的肿瘤微环境中，决定细胞增殖、分化、凋亡等的动态平衡被打破，而细胞自噬具有促进肺癌细胞生长、转移和保护肺癌细胞的作用，结合肿瘤微环境在肺癌发展的不同阶段中发挥重要作用。相关研究可指导临床优化方案，提高治疗有效率，改善患者生存质量。
2.细胞自噬与肺癌的关系
自噬能在细胞凋亡缺陷的情况下调节细胞的生存与死亡，其对肿瘤发生具有双向作用。自噬对维持细胞内稳定状态起着重要作用，是细胞利用溶酶体降解自身大分子物质和受损细胞器的生物学过程，能促进肿瘤细胞的迁徙和转移。自噬是一个复杂的过程，是以自噬体形成为标志，再直接通过与内涵体融合或间接与溶酶体融合形成自噬溶酶体，最终介导被包裹的胞浆成分在溶酶体酶的作用下被降解利用或产能。
自噬关键蛋白ATG5和ATG7能帮助细胞减轻应激，抵抗细胞毒性作用，经典的分析指标LC3可定位于所有类型的自噬膜，包括吞噬细胞、自噬体和自噬溶酶体，常用于监测自噬流，重要的自噬受体P62/SQSTM1也可作为自噬标志，p62是一个重要的自噬受体，其减少说明底物降解增加，也反映自噬功能增强。细胞自噬与肺癌之间的相互关系已成为近年来的研究热点，探讨细胞自噬功能，全方位、精准化地认识其对肺癌的影响以及抗癌药物的干预机制，对肺癌的防治研究具有重要意义。
自噬在肿瘤生物学中具有双重作用，自噬激活可促进细胞的存活，另一方面或导致癌细胞死亡。自噬是一种再循环、再利用细胞器和蛋白质的机制，可通过另一种凋亡导致细胞死亡，从而参与肺癌的发生、发展过程。自噬参与细胞的死亡过程称为Ⅱ型程序性细胞死亡，诱导自噬使肺癌细胞发生Ⅱ型程序性死亡，为肺癌治疗提供了新的思路。
3.细胞自噬与中医理论的关系
中医认为，肺癌常为正气内虚、气滞血瘀、痰结湿聚、血热毒聚等日久纠结而成，是机体气血阴阳的稳定状态失衡的表现。细胞自噬是一种“自我消化”的过程，在一定条件下自噬被启动，通过“自我消化”获得能量维持基本的内环境稳态。肺癌细胞自噬对肿瘤内环境稳态的维持过程恰恰体现了中医阴阳互根互用、互为平衡的理论基础。因此，中医药影响肺癌细胞自噬常用化痰祛瘀、温阳化浊、补气健脾、清热解毒等方法。
3.1化痰祛瘀
先天正气不足，后天脾气亏虚，自身气血阴阳亏虚，阳虚浊气以升，气虚脾气不运，再加之邪气可干，化痰化浊化瘀，气血阴阳运化失度，自噬被启动，通过“自我消化”方式维持微环境的稳态。痰瘀在某种程度上与自噬相关联，痰瘀既是病理产物也是致病因素，而自噬被激活后，可通过自噬溶酶体对代谢产物进行降解和“消化”，再利用再循环。通过化痰祛瘀法影响肺癌细胞自噬已取得了一定的成果，如川芎具有活血行气、祛风止痛功效，其活性成分川芎嗪作为钙离子拮抗剂，可减轻自噬发生的程度，预防肺癌细胞程序性细胞死亡的发生。肺癌的形成是中医理论中痰瘀机制的微观表达，细胞自噬则是进行降解和清除的过程。
3.2温阳化浊
细胞自噬通过形成自噬小体、自噬溶酶体进行消化降解，以完成自身的消化、代谢及再利用，因此自噬与阳气可能存在着密切关联，与中医理论中阳气具有推动、温煦、防御等作用相契合，也可理解为机体阴阳平衡的微观体现。人体是阴阳对立统一的有机整体，阳气亏虚，气化推动无力，机体失于温煦，阴阳失衡，气血脏腑功能失调，可引发恶性病变。温阳化浊益气可使机体阴阳保持平衡，一定程度上与肺癌肿瘤内环境的稳定相互结合。
3.3补气健脾
脾胃为气血化生之源，《脾胃论》认为：“内伤脾胃，百病由生”，《诸病源候论》提出“凡脾胃不足，虚弱失调之人，多有积聚之病”。脾虚是导致肺癌产生的重要原因之一，脾胃运化水谷之精为机体提供养分，与机体重要的代谢方式之一自噬细胞合成和分解代谢相对应。脾虚对肿瘤微环境平衡的稳固也具有重要作用，中焦脾气亏虚，气血生化乏源，五脏阴阳平衡失调，机体内环境稳态失度，故以补气健脾之法，推动气血健运、五脏运行平衡。采用补气健脾法干预肺癌细胞自噬已经有初步研究，如黄芪是补气健脾之要药，研究发现黄芪甲苷可通过调节细胞自噬增强贝伐单抗对肺癌细胞系A549细胞增殖能力的影响。
3.4清热解毒
中医认为，理论中血热毒聚与肺癌形成密切相关，热毒蓄积日久，伤津伤液，炼液成痰，阻碍血络，形成癌瘤。肺主皮毛当先抵御邪毒，肺为娇脏，感受热毒，灼烧娇脏，气血紊乱，机体微环境失调，此即相当于肺癌微环境平衡紊乱，故而影响细胞自噬。故治疗宜清热解毒，临床常用黄芩、鱼腥草、白花蛇舌草、穿心莲、夏枯草、芦根、苦参等清热解毒药抗击肺癌。清热解毒药物在肺癌中被广泛应用，如苦参有清热解毒、凉血燥湿之功，研究表明，肺癌细胞A549在其活性成分苦参碱作用下，LC3Ⅱ蛋白表达水平升高，在联合使用自噬抑制剂3-MA后LC3Ⅱ蛋白表达下降，说明苦参碱能诱导肺癌细胞发生自噬。
4.中药对肺癌细胞自噬的影响
4.1中药活性成分
中药含有大量具有抗癌作用的活性成分，多种中药来源的单体物质可参与并影响细胞自噬的发生。袁嘉瑞等研究表明，与对照组相比，麦冬醇提物组肺癌A549细胞Beclin-1、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白表达显著升高，提示麦冬醇提物能诱导A549肺癌细胞发生自噬。用黄芪甲苷和贝伐单抗分别处理A549肺癌细胞，检测自噬相关蛋白p62和LC3的表达水平，结果表明，黄芪甲苷组与贝伐单抗组比较，p62和LC3Ⅱ/LC3Ⅰ表达明显升高，提示黄芪甲苷能调节自噬通路中p62和LC3的蛋白表达。王伟等利用吖啶橙染色法、GFP-LC3转染实验、Western blot检测相关蛋白表达等方法研究雷公藤甲素对肺癌A549细胞自噬的影响，结果表明，与对照组比较，雷公藤甲素组细胞内酸性滤泡染成亮红色荧光增多，转染胞质中绿色荧光自噬小体聚集，自噬相关蛋白LC3Ⅱ表达水平显著升高，提示雷公藤甲素能影响肺癌细胞发生自噬。姜黄素可诱导细胞自噬，采用不同浓度姜黄素处理肺癌细胞A549和SPC-A1，通过线粒体膜电位的变化及Western blot检测自噬相关蛋白LC3和p62表达水平，结果表明，姜黄素导致线粒体膜电位降低和线粒体自噬发生，且自噬相关蛋白LC3和p62表达水平升高，提示姜黄素通过活性氧途径诱导非小细胞肺癌细胞发生线粒体自噬，为极具潜力的抗肺癌药物。方彪彪等用不同浓度苦参碱干预肺癌细胞后检测自噬相关蛋白Beclin1、p62和LC3Ⅱ/Ⅰ的水平，结果发现，相关蛋白均随苦参碱浓度增加而增加，且在透射电子显微镜下观测到苦参碱处理的肺癌细胞内自噬小体明显增加，提示苦参碱能诱导细胞自噬。此外，苦参碱、黄连素、吴茱萸碱等中药活性成分生物碱类，麦冬皂苷、柴胡皂苷等中药活性成分皂苷类，蟾毒灵等中药活性成分强心苷类，姜黄素、白藜芦醇等中药活性成分多酚类等大量中药单体活性成分可影响肺癌细胞自噬，在不同程度上影响自噬相关蛋白表达及通路调控。
4.2中药复方
中医治疗肺恶性肿瘤常以“扶正”为主要原则，肺癌本虚标实，中药复方调控和影响肺癌细胞自噬表现为多样性和多角度，临床疗效确切。
Yu等研究补中益气汤作用于肺癌A549/DDP细胞的报告显示，通过观察自噬相关蛋白LC3、Atg7的表达，发现补中益气汤扶正补中益气、升阳举陷，对耐化疗药物顺铂的肺癌细胞有诱导增强自噬的作用。杨佩颖等将具有扶正、解毒、祛瘀功效的消岩汤和生理盐水分别作用于肺癌A549/DDP细胞，发现与生理盐水组比较，消岩汤组自噬相关蛋白Beclin1表达降低。周立江等研究发现，肺积宁（柴胡、黄芩、人参等）干预肺癌细胞后，Beclin1、Atg5、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值明显高于对照组，可能通过抑制PI3K、Akt、mTOR信号通路发挥作用。
徐振晔教授以40余年临床治疗肺癌经验总结出以“补肾益气养精，解毒散结抗癌”为治则的经验效方肺岩宁方。前期临床应用和实验研究表明，该方具有抗癌的作用。肾主藏精，肾精是人体正气本源，有主骨生髓、生血化血的作用，以“补肾扶正抗癌”的学术思想提出“益气养精”为治则来治疗肺癌。肺岩宁方可延长患者生存期，提高患者生存质量，部分患者获得了10年以上生存期，且长期服用未见明显不良反应。随着放疗、化疗在肺癌治疗中的广泛应用，放疗、化疗期间可能出现不同程度不良反应，多表现为神疲乏力、口燥咽干、食欲减退、腰膝酸软、手足麻木、脱发、免疫力低下等精气两亏之象，极大影响患者的生存质量。因此，提出益气养精治疗肺癌的学术观点和治疗方法，一方面重用益气养精补肾中药扶正，另一方面用抗癌解毒中药驱邪，取得良好疗效。中药联合化疗在临床上的应用日趋广泛，进一步发挥两者协同作用成为焦点。铂类化合物是治疗晚期非小细胞肺癌的一线药物，顺铂通过DNA内部和链间的交联发挥细胞毒性作用，对肺癌细胞的凋亡具有影响。研究表明，顺铂可诱导肺癌A549细胞产生保护性自噬，肺岩宁可通过抑制肺癌细胞自噬发挥抗肺癌细胞增殖作用。
近年来，细胞自噬逐渐成为研究热点并取得了一定进展，但自噬本身的理论机制尚未阐明。细胞自噬贯穿于肿瘤的发生发展过程，在某种程度上既是肿瘤细胞自我保护方式，又是导致细胞程序性死亡的表达，具有双重作用。进一步研究细胞自噬的作用机制，对于深入阐述细胞自噬与肺癌的关系及探索治疗肺癌的新方法具有重要意义。
中药在临床辅助治疗肺癌方面疗效确切，中药及其活性成分防治肺癌发生发展的相关研究也越来越受到关注。目前，中医药影响细胞自噬的研究尚处于探索阶段，研究表明中医药对细胞自噬有不同程度的影响，但其机制尚不明确。随着研究不断深入，在中医药的理论指导下，将可能发掘出更多调节细胞自噬功能的中药单体、复方、中医治疗方法等，中医药影响细胞自噬在肿瘤相关机制研究及临床应用方面具有广阔前景。
节选自：中国中医药信息杂志2019年12月第26卷第12期
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