砷剂对肿瘤细胞的诱导凋亡作用论文

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1、砷剂对肿瘤细胞的诱导凋亡作用论文关键词肿瘤细胞砷剂，主要成分为三氧化二砷（As2O3），在祖国医药中被称为砒石。几世纪以前，砷剂就被人们用来治疗牛皮癣、风湿症、白血病、梅毒、痔疮等。目前临床上砷剂的应用主要限于用有机砷治疗锥虫病或三氧化二砷作牙髓失活剂。哈尔滨医科大学首先报道了静脉滴注As2O3治疗复发的急性早幼粒细胞白血病（APL）达到很高的完全缓解率后，上海血液研究所发现As2O3可诱导APL细胞凋亡和部分分化。近年来，国内外对砷剂与肿瘤的研究发展很快，发现砷剂对恶性淋巴系统疾病、红白血病甚至实体瘤

2、有令人振奋的治疗效果。现就其生化作用及对肿瘤的诱导凋亡作用作一综述。1砷的生化作用砷作为微量元素，存在于正常人体内。其化学形式可分为三价砷(无机砷)和五价砷(有机砷).freeleabilitytransition，PT)，这是调节凋亡的中心环节。线粒体通透性转运孔道(MPT)是位于线粒体内外膜之间的多蛋白复合体，至少包括胞质的己糖激酶、外膜的PBR、外室的肌酸激酶、内膜的ANT及基质的亲环蛋白D（cyclophilinD）等。MPT通过调节线粒体基质中的Ca2＋、pH和电荷，维持线粒体内环境稳定，保证

3、氧化磷酸化通路通畅，对凋亡控制具有重要作用。砷剂与巯基结合后，导致MPT开放，线粒体跨膜电位(△ψm)下降或消失，继之呼吸链脱偶联，谷胱甘肽耗竭，活性氧类（reactiveoxygenspecies，ROS）产生及对诱导凋亡非常重要的蛋白酶活化物的释放，包括细胞色素C(Cyto-C)和凋亡诱导因子(AIF)，Cyto-C和AIF均可激活caspase，caspase可诱导凋亡。caspase即半胱氨酸蛋白酶家族。在NB4（一种APL细胞系），U937及SHSY5Y成神经细胞瘤等细胞系中均可见As2O3

4、等砷剂诱导的凋亡相关的caspase激活2，3。根据其在细胞凋亡中的作用可分为始动(上游)caspase(caspase2，8，9，10)和效应(下游)caspase(caspase3，6，7)两大类。前者在凋亡诱导信号作用下结合特异辅因子而活化，并进一步活化后者。而caspase抑制剂(ZVAD，fmk等)可阻止砷剂诱导的凋亡。因而caspase的活化级联形式是砷剂诱导凋亡的重要通路。综上所述，砷剂引起的MPT开放和△ψm破坏是决定细胞生存与否的关键，而caspase是砷剂诱导凋亡的下游效应物，其活

5、化可诱导细胞凋亡。2.2改变细胞内氧化还原状态细胞内ROS的产生和抗氧化代谢的平衡往往是决定细胞生存与否的关键。蛋白的氧化作用可能是改变核基因转录的重要步骤，氧化作用通过基因转录改变细胞的表型以便进一步启动凋亡的发生，且凋亡的最后阶段需要氧化过程的参与，如细胞膜蛋白的氧化能开放离子通道间接地导致细胞皱缩，通过组蛋白的氧化修饰作用导致染色体结构的改变。砷剂可使细胞内ROS生成增多是由于：（1）MPT开放，线粒体内氧化呼吸链受阻，致ROS外漏。（2）活化黄素蛋白依赖的超氧化物酶（如NADPH氧化酶），使H2

6、O2产生增多，后者可通过从线粒体释放Cyto-C，活化caspase-3并裂解多聚ADP核糖多聚酶(PARP)而介导凋亡（PARP在DNA受损时可识别并结合到DNA断裂处被激活而参与DNA的修复，是细胞凋亡中第一个被鉴定为由caspase-3降解的DNA修复酶）；又可通过与线粒体巯基形成复合物而降低GSH的活性等途径使ROS清除减少。故砷剂可通过改变细胞内的氧化还原状态诱导凋亡。但将细胞培养于氧浓度低于10ppm不可能产生ROS的条件下，仍可发生凋亡，故这可能只是机制之一。2.3快速调变PMLRARα

7、融合蛋白的亚细胞定位APL细胞特征性染色体易位t(15;17)导致早幼粒细胞白血病基因(PML)和维甲酸受体α基因(RARα)融合，表达PML-RARα融合蛋白。通过转基因小鼠实验可证实PML-RARα融合蛋白是APL发病的主要分子基础。体外研究表明，PML-RARα融合蛋白既阻断APL细胞的分化，也使APL细胞凋亡受阻。早期认为砷剂通过降解此蛋白而诱导APL细胞凋亡，称之为维甲酸受体信号通路4。正常血细胞中野生型PML与RARα等共定位于核体(PODs)中。大多数APL细胞因PML-RARα与PML形

8、成异二聚体而使PODs结构解体，阻止细胞分化及抑制凋亡。砷剂使PML，PML-RARα重新共定位于PODs并快速降解之。该现象与APL细胞凋亡以及二硫键还原剂二硫苏糖醇(DTT)抑制NB4细胞凋亡与抑制PML-RARα快速降解在时相上均有一定的相关性，被认为是砷剂治疗APL的机制之一。但有实验显示5，在PML－小鼠(不含PML基因的小鼠)，As2O3同样能抑制细胞增殖及诱导凋亡，且其诱导凋亡效应不仅见于APL细胞，还可见于非霍奇金淋巴瘤细胞