0 引言

近年来，海洋产品已被证实具有很好的抗癌活性，并且几乎无毒副作用^[1]。藻蓝蛋白（C-phycocyanin, C-PC）是一种从螺旋藻^[2]、鞘丝藻^[3]、集胞藻^[4]等藻类中提取的生物活性营养化合物^[5-6]，其营养丰富，可以补充人体蛋白质和维生素^[7]。藻蓝蛋白属于藻胆蛋白（PBP）家族^[8]，主要由α亚基和β亚基组成^[9]。

研究表明，藻蓝蛋白在抗肿瘤中发挥重要的作用^[10-11]，且具有广泛的医药价值^[12]、抗肿瘤^[13]、抗氧化功效^[14]，还具有抗炎活性^[15]，是潜在的天然抗炎剂^{[8, 16]}。藻蓝蛋白也可以清除受损的神经细胞自由基，避免DNA氧化损伤^[17]，从而防止自由基引起的神经细胞凋亡^[18-19]。藻蓝蛋白还可以抑制上皮-间质转化（EMT）^[20]。此外，藻蓝蛋白还具有光诱导细胞毒性^[21]和免疫刺激作用^[22]，促进动物血细胞的再生、提高淋巴细胞活性、提高机体的免疫功能^[23-24]，全面提高机体的抗病能力^[25]，具有药物开发潜力^[26]。大量研究表明，藻蓝蛋白对多种肿瘤具有抑制作用，如乳腺癌^[10]、肝癌^[27]等。

1 藻蓝蛋白单独作用

藻蓝蛋白是存在于藻类细胞中的光合辅助色素蛋白，并且具有显著的抗肿瘤活性。Ying等^[28]将藻蓝蛋白作用于卵巢癌（SKOV-3）细胞，发现细胞阻滞于G₂/M期，表明藻蓝蛋白能够抑制卵巢癌细胞的增殖。Liao等^[29]将藻蓝蛋白作用于胰腺癌（PDA）细胞，发现随着藻蓝蛋白浓度的增加，细胞活性逐渐减弱，流式细胞仪检测发现藻蓝蛋白能够将细胞周期阻滞于G₂/M期。藻蓝蛋白作用于胰腺癌小鼠模型，随藻蓝蛋白浓度的增加，小鼠瘤块组织逐渐减小。应俊等^[30]将不同浓度的藻蓝蛋白处理喉癌HEP-2细胞。MTT结果显示藻蓝蛋白能够抑制喉癌HEP-2的细胞活力，且呈时间和剂量依赖性；流式细胞术实验证实藻蓝蛋白可显著诱导HEP-2细胞的凋亡；藻蓝蛋白处理后细胞内活性氧（ROS）含量增加，caspase-3、-8、-9被激活；实时定量PCR（RT-PCR）结果表明，藻蓝蛋白作用后促凋亡蛋白Bax、Fas、P53、caspase-3和caspase-9的表达显著上调，抗凋亡蛋白Bcl-2表达显著下调；从而使凋亡细胞的bcl-2/bax比率下降、诱导细胞的凋亡。李冰等^[31-32]构建得到含有CD59基因的HeLa细胞，以不同剂量的藻蓝蛋白作用于体外培养的HeLa细胞，通过MTT法检测发现藻蓝蛋白能抑制HeLa细胞的增殖并存在浓度剂量效应；采用流式细胞仪检测藻蓝蛋白对HeLa细胞的细胞周期变化及细胞凋亡的影响，结果表明，经藻蓝蛋白处理后细胞抗凋亡蛋白Bcl-2下调，但是促凋亡蛋白Bax上调或没有任何变化，因此，Bcl-2/Bax的比率倾向于引起细胞凋亡。

上述文献对藻蓝蛋白的抗肿瘤作用和机制进行了研究，为下一步研究奠定了基础。

2 藻蓝蛋白联合光动力疗法

Morcos等^[33]发现激光诱导藻蓝蛋白能够对细胞产生毒性，当He-Ne激光联合应用于肿瘤细胞时，藻蓝蛋白可以作为光敏化剂在光动力治疗中发挥重要作用。Li等发现，藻蓝蛋白联合光动力疗法（PDT）能促进荷MCF-7瘤小鼠体内癌细胞凋亡，为肿瘤的治疗提供了新的方向^[22]。藻蓝蛋白作为光敏剂，在625 nm激光照射下，藻蓝蛋白诱导活性氧（ROS）产生细胞毒性反应，诱导MDA-MB-231细胞凋亡^[34]。

当藻蓝蛋白联合He-Ne激光对肝癌细胞HepG2进行治疗时，藻蓝蛋白可作为光敏剂诱导线粒体膜电位降低，增加活性氧（ROS）的含量，释放细胞色素C，促进Caspase-3蛋白的表达，引起细胞周期阻滞，激发HepG2细胞激活内源性途径启动细胞凋亡，而对健康者肝细胞系HL7702细胞没有任何毒副作用^[21]。

李冰等^[35]将HeLa细胞荷瘤小鼠局部皮下注射藻蓝蛋白液，经氦氖激光照射后，产生一种具有毒性作用的活性态氧离子，从而破坏肿瘤细胞。激光能够增强NK细胞的活性及T细胞的增殖活性，表明激光照射具有抗肿瘤及提高免疫细胞活性的作用。而C-PC和激光联合作用后，抗肿瘤免疫效应明显增强。激光照射肿瘤细胞区，可促进肿瘤死亡信号的传递，并提高荷瘤机体的抗肿瘤免疫力。

3 藻蓝蛋白联合全反式维甲酸

全反式维甲酸（ATRA）对肿瘤细胞的生长有抑制作用^[36]。然而由于高浓度ATRA的毒副作用较大，使得该药物的临床使用受到很大的限制^[37]。目前，联合用药是临床上治疗肿瘤的重要策略之一，其治疗原则是减少耐药性的产生，减轻患者的不良反应，延长用药时间从而提高疗效。李冰^[38]将C-PC和ATRA联合用药，探寻两种药物的最佳作用浓度。体内采用MTT检测两种药物单独及联合使用时HeLa和A549细胞的增殖情况。体外利用NU/NU裸鼠构建荷瘤小鼠模型，经C-PC和ATRA药物处理后，用MTT法检测T淋巴细胞和脾脏细胞的活性。结果表明，两种药物单独使用均具有肿瘤抑制效果，且抑制率随着药物浓度的升高而增加。C-PC能够增强机体免疫力，当C-PC和ATRA联合用药时，能够有效降低ATRA的毒副作用且抑瘤效果更加显著。

Yang等^[39]发现全反式维甲酸和藻蓝蛋白对HeLa细胞联合治疗能显著降低全反式维甲酸的剂量和毒副作用。联合用药可显著下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，上调促凋亡蛋白Caspase-3的表达，抑制细胞周期相关蛋白CDK-4和cyclin D1蛋白的表达，抑制补体调节蛋白CD59的表达和诱导细胞凋亡。

Li等^[40]将A549细胞分为对照组、C-PC组、ATRA组、C-PC联合ATRA组，培养24 h后用MTT比色法检测A549细胞的生长情况。结果显示C-PC和ATRA都能抑制A549的生长，并与剂量呈正相关，两者联合时，抑制作用明显加强。

藻蓝蛋白联合全反式维甲酸抗肿瘤的效果明显增强，C-PC和ATRA两者都能抑制肿瘤细胞的生长，两者联合能降低ATRA的浓度，减少毒副作用，延长用药时间，增加了C-PC抗肿瘤的能力。

4 藻蓝蛋白联合其他药物

Gantar^[41]用10%常规剂量的拓扑替康和藻蓝蛋白联合作用治疗前列腺癌（LNCaP），结果表明，两者联合用药的效果远远高于两者单独作用。藻蓝蛋白和拓扑替康联合使用激活了Caspase-9和Caspase-3的表达活性，增加了氧自由基（ROS）的表达水平，诱导肿瘤细胞的凋亡，并且降低了拓扑替康单独使用时的副作用。

Saini等^[42]用吡罗昔康（传统的非甾体类抗炎药）和藻蓝蛋白联合用药治疗DMH诱导的大鼠结肠癌，结果表明，联合用药使DNA片段化，环氧合酶-2（COX-2）及前列腺素E2（PGE2）的表达水平明显降低。此外，肿瘤细胞的数量和体积也明显减少。

Bingula等^[43]对肺癌A549细胞联合甜菜碱和藻蓝蛋白用药时，A549细胞的活力下降了60%，远远高于甜菜碱或藻蓝蛋白单独使用时的细胞活力。甜菜碱和藻蓝蛋白的联合用药降低了NF-κB的表达，增加了促凋亡蛋白p38的表达，引起细胞G₂/M细胞周期阻滞。

阿霉素联合藻蓝蛋白作用于成年大鼠，结果表明，阿霉素能显著降低活性氧（ROS）的形成并减少DNA的片段化，其细胞凋亡率明显降低。因此，藻蓝蛋白能降低阿霉素引起的氧化应激与心肌细胞凋亡^[44]。

5 新型藻蓝蛋白/羧甲基壳聚糖-CD59配体肽纳米微球靶向作用

Li等^[45-46]发现藻蓝蛋白具有抗肿瘤和提高机体免疫力的功效，但其稳定性较差、在体内易降解，限制了它在生物医学领域的应用。吕丛仪^[47]利用羧甲基壳聚糖（CMC）包埋水溶性藻蓝蛋白，通过CaCl₂介导的离子交联法制备藻蓝蛋白/羧甲基壳聚糖纳米微球（C-PC/CMC-NPs）。利用流式细胞术检测加药前后HeLa细胞的凋亡状况，发现C-PC、CMC和C-PC/CMC-NPs均可以诱导细胞发生凋亡，其中C-PC/CMC-NPs的凋亡效果更为明显。进一步实验表明C-PC、CMC和C-PC/CMC-NPs均可以抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，促进促凋亡蛋白JNK和Caspase-3的表达，其中C-PC/CMC-NPs的作用效果最为明显。C-PC/CMC-NPs诱导HeLa细胞发生凋亡的分子机制可能是通过抑制Bcl-2蛋白的表达，促进JNK蛋白和Caspase-3蛋白的表达，从而实现凋亡信号在JNK信号转导通路中的传递，诱导肿瘤细胞发生凋亡。

殷启风等^[48]以C-PC为抗肿瘤的模式药物，CMC为载体，CD59配体肽（CD59sp）为靶向分子，将C-PC包裹在CMC中，制备出C-PC/CMC-NPs，再将CD59sp连接到纳米微球上，合成靶向纳米药物C-PC/CMC-CD59sp-NPs，实现纳米微球的靶向输送，并对靶向纳米药物在肿瘤细胞的靶向性、安全性、抗肿瘤效果进行研究。将CD59sp连接到纳米微球上，制备出靶向纳米药物，旨在利用CD59配体肽和肿瘤细胞表面的CD59蛋白的特异性结合，在CD59sp的引导下实现药物的靶向停靠和摄入。在CD59sp的引导作用下，C-PC/CMC-CD59sp-NPs能靶向高效抵达HeLa细胞表面，并对HeLa细胞增殖有明显抑制作用。该微球可促进Caspase-3和PARP蛋白的表达，抑制Bcl-2蛋白的表达，促进凋亡信号在胞内的转导，同时发现该纳米微球能明显抑制细胞周期的进程，出现G₁期阻滞现象。Wang等^[49]发现新型C-PC/CMC-CD59sp纳米微球能促进肿瘤细胞的凋亡、抑制肿瘤细胞的增殖。

新型C-PC/CMC-CD59sp-NPs纳米微球以C-PC为抗肿瘤的模式药物，CMC为载体，CD59sp为靶向分子进行肿瘤靶向治疗。该纳米微球可以显著减少C-PC的降解，增加C-PC的稳定性，改变药物的溶出率，提高药物的利用率，能够长时间保持药物的有效浓度，从而提高药物的疗效、降低毒副作用。利用CD59sp特异性与CD59结合，既可作为靶向引导分子连接在纳米药物上，实现靶向给药，又可封闭CD59，促进MAC的形成，增强抗肿瘤效果。

6 结论

藻蓝蛋白用途广泛，具有明显抑制肿瘤生长的作用，无毒、高效，但其含量较低、稳定性差，在体内易降解、利用率低，限制了其应用。以天然藻蓝蛋白为对象进行药物开发存在着许多问题，比如成本高、杂质多、周期长等。其联合其他药物的抗肿瘤效应有待于进一步开发，其中靶向抗肿瘤载体系统的构建为药物研发提供了新思路。