2021-03-31 17:32:36
[摘要]异氟烷是一种广泛使用的吸入麻醉药,最近已确定其致癌或抗癌作用,异氟烷抑制细胞活力并诱导凋亡,但是,异氟烷在癌细胞中的具体作用仍不清楚。本文对异氟烷对肿瘤细胞的作用及可能的机制进行了概述。
[关键词]异氟烷;肿瘤细胞;细胞凋亡;综述
越来越多的证据表明,尽管麻醉药对癌细胞本身的影响知之甚少,但围手术期因素(包括麻醉药的选择)会影响手术后的癌症复发。已知某些麻醉剂会通过上调缺氧诱导因子(HIF)来影响健康细胞中的缺氧细胞信号传导机制。HIF也与肿瘤发生密切相关,高水平与不良预后相关。多种研究表明异氟烷可增强非小细胞肺癌,肾癌,前列腺癌和卵巢癌细胞的恶性潜能,通过不同的信号通路参与肿瘤细胞的增殖、凋亡、侵袭及转移过程。以下就异氟烷对肿瘤细胞相关的作用及相机制进行概述。
1异氟烷对非小细胞肺癌细胞的影响
WenhuaZhang等人[1]使用CCK-8和MTT细胞增殖测定法分析NSCLC细胞增殖。通过伤口愈合和transwell分析检查转移能力。使用蛋白质印迹分析来研究异氟烷在NSCLC发育中的作用机理。证明异氟烷促进NSCLC细胞的增殖,迁移和侵袭性,以及在NSCLC细胞中Akt-mTOR信号通路的上调。Akt-mTOR信号的药理抑制作用消除了异氟烷促进NSCLC细胞增殖,迁移和侵袭的能力,这表明异氟烷通过激活Akt-mTOR信号通路来促进NSCLC细胞恶性肿瘤增殖,迁移和侵袭。
2异氟烷对肾癌细胞的影响
LLBenzonana等人[2]通过使肾细胞癌(RCC4)细胞以不同浓度(0.5%~2%)暴露于异氟烷2小时。HIF-1α,HIF-2α,磷酸化Akt和血管内皮生长因子A的水平通过免疫印迹在不同时间点(0~24小时)进行测量。测量跨细胞外基质的各种成分的细胞迁移,并使用免疫细胞化学分析增殖速率和细胞骨架变化。异氟烷上调HIF-1α和HIF-2α的水平,并增强血管内皮生长因子A的表达。暴露的培养物中含有明显更多的细胞(1.81±0.25与对照组的1.00;P=0.03)和活跃增殖的细胞(89.4±2.80比对照组的64.74±7.09%;P=0.016)。当用Akt抑制剂LY294002预处理细胞时,这些作用就消失了。暴露的细胞在组织培养涂层(F=16.89;P=0.0008),胶原蛋白涂层(F=20.99;P=0.0003)和纤连蛋白涂层的孔(F=8.21;P=0.011)上也表现出更大的迁移。具有剧烈的细胞骨架重排,丝状肌动蛋白和α-微管蛋白均有变化。这些结果提供了证据,表明异氟烷可以对人癌细胞产生促肿瘤作用。这可能是导致术后高复发率的重要因素。
3异氟烷对卵巢癌细胞的影响
X.Luo等人[3]通过培养卵巢癌细胞(SK-OV3),然后将其暴露于2%异氟烷2h。使用免疫荧光染色,western印迹和流式细胞仪在治疗后长达24小时评估涉及细胞增殖,血管生成和迁移的标志物的表达。还确定了异氟烷对体外血管生成和迁移的影响。异氟烷暴露显着增加了SK-OV3细胞中的胰岛素样生长因子(IGF)-1和IGF-1R表达,细胞周期进程以及细胞增殖。异氟烷暴露24小时后,还观察到血管生成标记物血管内皮生长因子(VEGF)的表达增加了56%(P<0.05),血管生成素-1的表达增加了62%(P<0.05),并增强了体外血管生成。暴露于异氟烷后,细胞迁移显着增加,并且基质金属蛋白酶2和9的产生均增加(均P<0.05),相对于对照增加了近五倍。当中和抗体或小干扰RNA阻断IGF-1R信号传导时,这些作用将被消除。数据表明,异氟烷通过上调与细胞周期,增殖和血管生成相关的标志物来增加卵巢癌细胞的恶性潜能。这项研究值得进一步研究。
4异氟烷对前列腺癌细胞的影响
前列腺癌(PC3)细胞系暴露于常用的麻醉药异氟烷和异丙酚。通过评估缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)及其下游效应子的表达水平,细胞增殖和迁移以及化学抗性的发展来评估恶性潜能。证明了在临床相关浓度的异氟烷在PC3细胞系中诱导HIF-1α及其下游效应子的上调。因此[4],与恶性肿瘤相关的癌细胞特征得以增强,伴随着增殖和迁移的增加以及化学抗性的发展。通过PI-3K-Akt抑制剂或HIF-1αsiRNA通过上位途径阻滞抑制HIF-1α新合成,从而消除了异氟烷诱导的作用。相反,静脉麻醉药异丙酚可抑制缺氧或CoCl2诱导的HIF-1α活化。异丙酚还阻止了异氟烷诱导的HIF-1α活化,并部分降低了癌细胞的恶性活性。发现表明,麻醉剂对HIF-1α活性的调节可能会影响手术后的癌症复发。如果将数据外推至临床,则应避免在癌症手术中使用异氟烷而非丙泊酚[5-6]。为确定癌症患者的最佳麻醉方案,迫切需要进一步开展涉及体内模型和临床试验的工作。
5结语及展望
综上所述异氟烷通过不同通路对多种恶性肿瘤的增殖、凋亡、侵袭及转移过程产生影响。尽管临床证据表明麻醉剂/技术可能会影响手术后的癌症进展,但是关于特定麻醉剂对癌细胞生物学直接作用的实验室研究有限。仍需进一步的研究来证实异氟烷对恶性肿瘤的作用通路和影响,以及如何阻断其相关不良影响。
作者:孙宇 曾凡荣 单位:黑龙江省佳木斯市佳木斯大学附属第一医院
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