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【關鍵詞】天花粉蛋白；抗腫瘤；抗病毒；免疫調節(jié)

天花粉蛋白（Trichosanthin，TCS）是從葫蘆科科植物栝蔞的塊根中分離純化得到的一種堿性蛋白，屬于Ⅰ型核糖體失活蛋白（RibosomeInactivatingProteins,RIPs）。TCS成熟肽是由247個氨基酸殘基組成，分子量約24000，pⅠ=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-C糖苷鍵,使核糖體不可逆失活,從而抑制蛋白質的合成,使得其應用范圍已涉及抗腫瘤、抗病毒,免疫調節(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用提供理論依據(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TCS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)等婦科疾病。其原理是TCS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斥在絨毛間隙，導致了血循環(huán)障礙，然后加速了絨毛組織退化壞死，造成胎兒死亡；同時，TCS引起的滋養(yǎng)葉細胞壞死,導致HCG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死亡率最高的疾病之一，目前的各種治療手段，效果不甚令人滿意。在世界范圍內，中草藥在抗腫瘤的研究中越來越受關注。近年來通過對天花粉蛋白結構和功能的深入研究，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，誘導腫瘤細胞凋亡凋亡是細胞在正常發(fā)展過程中或做出應激反應時表現(xiàn)出的生理性死亡過程。Caspase-3是這個死亡程序的關鍵環(huán)節(jié)之一。研究人員發(fā)現(xiàn)天花粉蛋白可以通過抑制PKC和激活Caspase途徑誘導細胞凋亡。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PKC和Caspase-3的激活劑和抑制劑的狀態(tài)與細胞凋亡的關系，得出TCS是通過抑制PKC和激活Caspase-3來誘導K562細胞凋亡。李潔等［3］還進一步對天花粉蛋白誘導的細胞凋亡進行了研究。他們把TCS作用于白血病HL-60細胞，結果發(fā)現(xiàn)首先Caspase-9依賴的線粒體途徑和Caspase-4依賴的內質網(wǎng)壓力激發(fā)途徑被激活，接著依賴Caspase-9和Caspase-4的Caspase-8被激活，以上一系列級聯(lián)反應最終直接或間接激活Caspase-3途徑，從而誘導細胞凋亡。

周欣陽等［4］觀察了天花粉蛋白對黑色素瘤凋亡的影響，結果顯示，天花粉蛋白可使黑色素瘤B-16細胞內Ca2+，NO,ROS增加。Ca2+可以激活鈣依賴性酶活性和蛋白激酶PKC，引起離子通道改變G蛋白磷酸化，最終導致細胞凋亡。NO增加，可抑制三羧酸循環(huán)，使ATP產(chǎn)生減少或可直接抑制線粒體呼吸，導致細胞內ATP水平降低，從而誘導B-16細胞凋亡。ROS作為細胞內第2信使,在細胞內酶的激活、細胞生長和分化及細胞凋亡中起著非常重要的作用。

Bcl-2基因家族在程序性細胞死亡的調控方面具有十分重要的作用，其結構中包含一個可以控制其表達水平的轉錄因子-CREB（CRE-bindingprotein）。王平等［5］的研究發(fā)現(xiàn)CREB介導的單信號途徑調控Bcl-2的表達，TCS能夠通過抑制CREB的活性從而降低Bcl-2的表達，最終使hela細胞凋亡。王平實驗小組［6］又對TCS抑制細胞增殖的信號途徑進行了研究。結果發(fā)現(xiàn)，TCS抑制Hela細胞增殖與細胞內cAMP水平有關，它可以通過PKA介導的PKC/MAPK信號途徑來抑制Hela細胞增殖。

巨噬源性的NO被認為是T細胞增殖強烈的抑制劑。低濃度的NO可以促進細胞增殖，抑制細胞凋亡。機體內細胞增殖和細胞凋亡處于一種平衡狀態(tài)，NO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的合成TCS能抑制真核細胞蛋白質的合成，因而抑制細胞生長。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6mg/kg和12mg/kg劑量時能明顯促進小鼠NK細胞殺傷活性，提示TCS可通過促進小鼠NK細胞活性提高機體免疫力，從而增強機體抗腫瘤能力。另有報道稱TCS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合激活紅細胞C3b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,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TCS可通過替代途徑激活補體系統(tǒng)，這個過程中TCS被分解成的兩個羥胺片段依然具有激活補體的作用，并能明顯提高補體介導的免疫復合物溶解能力，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合鏈，只能選擇性的進入病毒感染的異常細胞內，對正常細胞毒性很小，極具臨床應用價值。TCS除對多種植物病毒有效以外，體外實驗表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，脊髓灰質炎病毒，肝炎病毒及腺病毒以及T淋巴細胞內HIV病毒的復制［9］。對單核、巨噬細胞內的HIV也有抑制作用［10］。陳光福等［11］進行了TCS對單純皰疹病毒-1DNA復制的影響的研究，結果顯示天花粉蛋白對體內外HSV-1DNA復制有抑制作用。其作用機制可能與抑制病毒DNA聚合酶或具有核酸內切酶活性有關。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P38MAPK和Bcl-2增加，而TCS可以抑制此二者的增加，從而影響病毒復制。

天花粉蛋白的抗HIV作用一直是人們關注和研究的重點。天花粉蛋白可抑制HIV活性,它的抗HIV作用主要表現(xiàn)在:抑制受HIV感染的細胞合成HIV復制所需要的酶及蛋白質,從而干擾HIV的復制；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］。TCS的抗HIV活性機制很可能包含了對絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路下游蛋白的參與,因為c-Jun蛋白激酶抑制劑可以中和天花粉蛋白的抗HIV活性［14］。同時TCS還可有效引起HIV-1感染細胞的凋亡［15］。McGrath等發(fā)現(xiàn)TCS對抑制單核巨噬細胞內HIV復制特別有效，其原因可能是TCS能選擇性地和HIV感染的巨噬細胞相結合并被攝入胞內之故。Ferrari等發(fā)現(xiàn),TCS能夠抑制合胞體(由于HIV的感染而造成多個CD4細胞融合而成的融合體)的生成,從而抑制HIV的復制。王媛媛等［16］報道了關于TCS增加HIV感染細胞凋亡的行為。其通過實驗進一步證明TCS抗病毒活性是通過誘導凋亡實現(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表面的趨化因子受體相互作用,并導致一系列的細胞反應,從而達到抑制HIV病毒的作用［9］。王建華等［15］的研究表明天花粉蛋白抗HIV-1的特性與其核糖體失活活性有關。核糖體失活蛋白可誘導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。

4免疫調節(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］進行的關于天花粉蛋白的研究表明TCS可以通過激活IL-4/IL-10分泌性T細胞來誘導HLA相關的免疫抑制。周曉蓉等［18］進行的研究說明天花粉蛋白是通過抗原提呈依賴方式誘導免疫抑制的。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TCS針對體外人體淋巴細胞增殖的免疫機制是由CD8Tc2細胞介導的。

TCS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TCS作用于核糖體,阻滯蛋白質的合成,導致免疫細胞不能增殖。李芳等的實驗表明,天花粉蛋白可以抑制同種異體抗原和CD3單抗經(jīng)由TCR/CD3復合結構所介導的T細胞活化途徑,并檢出其中胞漿鈣離子濃度及PKC轉位變化,而對PMA等PKC活化的作用途徑無效,由此明確提示天花粉蛋白是通過干擾TCR/CD3信號傳導途徑發(fā)揮免疫抑制作用［20］。另有學者認為,TCS是通過作用于抗原提呈細胞(APC,主要是B細胞和單核細胞)來誘導免疫抑制的。王保龍等［21］用低劑量的TCS（1～500ng/ml）小鼠各增殖系統(tǒng)，分析結果低劑量TCS對可溶性抗原OVA誘發(fā)的T增殖具有強烈的抑制作用,對ConA增殖系統(tǒng)抑制較弱;而對CD3聯(lián)合CD28McAb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APC量相平行,表明TCS對T細胞增殖的抑制依賴于APC的參與。天花粉蛋白還可通過改變不同功能的免疫調節(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PBMC分泌IL-2和IL-6，增強機體免疫功能［22］。另外,TCS對T淋巴細胞的分化具有一定的誘導作用,它能通過影響巨噬細胞分泌細胞因子的格局,來誘導功能性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病、抗腫瘤、抗病毒、免疫調節(jié)等生物學作用，其大部分作用機制尚不完全明確，現(xiàn)在所進行的研究都處于探索階段。我國是舉世公認的天然藥物大國,用中草藥治病歷史悠久,所以在中草藥中篩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，以及在人體內半衰期較短［10］,提取效率低等特點，都限制了它的推廣應用。機制的研究是從根本上解決這些問題的關鍵，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)和臨床應用提供有利的依據(jù)。超級秘書網(wǎng)：

【參考文獻】

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