【正文】 methuosis是一種新發(fā)現(xiàn)的非細(xì)胞凋亡的形式，由胞吞胞吐販運(yùn)形式的改變引發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致大量細(xì)胞空泡化和細(xì)胞代謝的完整性破壞。這里，我們描述了類似查耳酮的小分子MIPP，它能夠在GBM和其他腫瘤細(xì)胞株中誘導(dǎo)methuosis。在這里，我們呈現(xiàn)了旨在對(duì)被稱為MOMIPP的5 甲氧基類似物鑒定的SAR研究，這種化合物在細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)展示了更好的效能和穩(wěn)定性。我們也制造了有活性的疊氮化合物，可能有助于未來(lái)旨在識(shí)別MOMIPP的蛋白質(zhì)受體方面的研究。在為SAR研究效勞的化合物庫(kù)形成過(guò)程中，我們進(jìn)行了各種indole3carboxaldehydes和芳香酮在哌啶催化下的ClaisenSchmidt縮合反響，從而能有效提供吲哚查耳酮。由于哌啶作為一種催化劑，我們起初在具有催化作用的大量哌啶的條件下進(jìn)行了醛縮合。然而，當(dāng)過(guò)量使用哌啶時(shí)，我們通常觀察到更高的產(chǎn)量。在幾乎所有情況中，產(chǎn)品從溶液中析出，然后用簡(jiǎn)單沖洗的方法很容易的從多余的催化劑〔或起始原料〕中純化出來(lái)。我們的SAR研究在探求這一類具有誘導(dǎo)methuosis活性的化合物需要什么分子特征方面提供了一些有益的啟示。首先，關(guān)于吲哚環(huán)，氮的甲基化〔化合物20〕或去除2 甲基〔化合物13〕降低但并未消除活性。在5位，不同的修改有相反的結(jié)果。5 甲氧基化合物〔19歲，MOMIPP的〕活性大大提高，而5 芐〔化合物14〕與經(jīng)取代的MIPP類似。相反，用OH〔化合物21〕，P甲基芐氧基酯〔化合物26〕和P羧基芐氧基〔化合物27〕修改5位都造成活性的重大損失?？傊@些研究結(jié)果說(shuō)明，未來(lái)嘗試進(jìn)一步提高效能，創(chuàng)造更多的水溶性衍生物，或?qū)⑦@些化合物附在親和基質(zhì)，吲哚環(huán)上的這些位置存在的靈活性是用的。關(guān)于第二個(gè)芳基查耳酮架構(gòu)系統(tǒng)，我們了解到，吡啶環(huán)的對(duì)位氮定位對(duì)活性是至關(guān)重要的。像2 吡啶〔化合物10〕，3 吡啶〔化合物11和16〕，吡嗪〔化合物17〕，或苯基類似物〔化合物9〕這些類似物是無(wú)效的。在對(duì)MOMIPP以methuosis誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的潛在機(jī)制的思考中，一種可能性是，它可以作為親電試劑〔即邁克爾受體〕。親電基團(tuán)使具有親電基團(tuán)的內(nèi)在基質(zhì)變?yōu)榧?xì)胞親核試劑，他們?cè)谒幬镌O(shè)計(jì)上不常使用，因?yàn)樗麄兛梢噪S意修改許多生物大分子。這可能會(huì)導(dǎo)致脫靶效應(yīng)，包括陽(yáng)性半抗原的形成。在表1總結(jié)的SAR研究顯示，雖然在我們的系列中的許多化合物具有α，β不飽和酮支架，也公認(rèn)能作為邁克爾受體，但只有MOMIPP和其他一些化合物能在微摩爾濃度下成為methuosis有效誘導(dǎo)劑。因此，MOMIPP不大可能通過(guò)蛋白質(zhì)的親電改造誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。它仍然是有可能的，MOMIPP可作為一個(gè)特定目標(biāo)的邁克爾受體運(yùn)作，并帶有與特定的蛋白質(zhì)構(gòu)成的中介結(jié)合體分子的某些功能，并且在這里，鄰近的α，β不飽和酮的親核殘基〔如半胱氨酸〕可能促進(jìn)共價(jià)性改造。這種特定蛋白質(zhì)修改的例子已有過(guò)報(bào)道，化合物在革蘭氏陽(yáng)性菌中結(jié)合到受體蛋白ERBB2，〔29〕TRPA1離子通道，核蛋白質(zhì)KSRP/FUBP2，〔31〕〔30〕和sortase酶中。這些類型的觀測(cè)促使了人們對(duì)那些通過(guò)對(duì)其特定受體的共價(jià)性改造而起效的藥物的興趣的普遍高漲。被廣泛歸類為查耳酮的化合物已被證明通過(guò)多種機(jī)制表現(xiàn)出抗癌活性，包括中斷p53與MDM2蛋白或HDM2的相互作用，抑制P糖蛋白〔13，34〕，〔3537〕和中斷微管聚合。后者的化合物被設(shè)計(jì)成許多秋水仙堿的和能結(jié)合β微管蛋白的天然產(chǎn)品bretastatins的類似物。許多出版物已都出版證實(shí)查爾酮及相關(guān)分子可以作為抗有絲分裂劑，并且在認(rèn)識(shí)他們的SAR方面已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。雖然我們的能誘導(dǎo)methuosis的活性化合物〔例如，MOMIPP〕可劃分為查耳酮類化合物，但其特定的特點(diǎn)與先前所描述的大多數(shù)抗有絲分裂的查耳酮類化合物完全不同。，methuosis誘導(dǎo)劑的嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)特異性和吲哚和吡啶基團(tuán)特定取代模式的依賴性，區(qū)別了以前報(bào)道為抗有絲分裂劑的查耳酮類化合物和MOMIPP。我們觀察到有絲分裂阻滯前用這些化合物處理的細(xì)胞沒(méi)有喪失活力〔未公布的觀察〕。相反，大量類似于我們用MOMIPP處理時(shí)觀察到的胞內(nèi)空泡在用抗有絲分裂的查耳酮類化合物處理時(shí)并沒(méi)有出現(xiàn)。在文獻(xiàn)中描述的所有具有細(xì)胞毒性的查耳酮類化合物中，與MOMIPP最相似的那個(gè)化合物含有一個(gè)連接到3,4,5 三甲氧基苯基基取代的取代吲哚環(huán)。然而，我們發(fā)現(xiàn)用3,4,5 三甲氧基苯基團(tuán)更換MOMIPP的4吡啶時(shí)產(chǎn)生一種化合物。在10μM濃度下，我們用這種化合物處理U251細(xì)胞48小時(shí)，但沒(méi)有引起明顯的細(xì)胞空泡化或死亡。這與缺乏足夠容納量來(lái)改造4 吡啶基效果一致，同時(shí)也說(shuō)明先前發(fā)現(xiàn)的三甲吲哚查爾酮的細(xì)胞毒性作用〔14〕可能不源于methuosis。在一般情況下，由抗有絲分裂的查耳酮類化合物誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡被認(rèn)為是經(jīng)典細(xì)胞凋亡，而不是methuosis。一個(gè)可能的例外在一份報(bào)告中被指出，報(bào)告稱一個(gè)被稱為“C2的〞查爾酮的衍生物可誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞以非凋亡的死亡機(jī)制死亡，其中涉及自噬泡的積累。然而，我們先前發(fā)現(xiàn)， methuosis誘導(dǎo)產(chǎn)生的空泡由胞吞胞吐物和胞內(nèi)體引起，這與自噬不同。現(xiàn)在排除MOMIPP以與秋水仙堿和相關(guān)的查耳酮類似的方式結(jié)合微管蛋白的可能性還為時(shí)過(guò)早，但到目前為止，證據(jù)指向說(shuō)明在研究中所描述的該化合物以不同的機(jī)制來(lái)觸發(fā)異常胞吞胞吐，內(nèi)小體艙溶脹， 和非細(xì)胞凋亡的細(xì)胞死亡。歸根結(jié)底，這一機(jī)制的澄清將取決于MOMIPP及相關(guān)化合物〔S〕的特定的分子靶點(diǎn)的鑒定。MOMIPP的特定受體〔S〕在未來(lái)的進(jìn)一步鑒定將是十分重要的，主要有以下幾個(gè)原因：〔1〕確定的受體〔S〕的表達(dá)水平或活性可能有確定腫瘤的哪種類型對(duì)這種化合物最敏感的預(yù)測(cè)價(jià)值，〔2〕理解MOMIPP針對(duì)的蛋白質(zhì)的功能〔S〕可能有助于評(píng)估對(duì)正常細(xì)胞的潛在毒性，〔3〕對(duì)受體蛋白〔S〕的了解將有助于藥物結(jié)合位點(diǎn)的分析，借此可以提出修改意見(jiàn)，以提高藥效或特異性。在這方面， MIPP吲哚環(huán)的5位引入光活性疊氮化合物后產(chǎn)生了一種保存了良好的methuosis誘導(dǎo)活性〔圖6〕的衍生物，我們的這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)提供了幾種按照確定的步驟鑒定蛋白質(zhì)受體的途徑。除光活性疊氮化合物36，MOMIPP的核心結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)其他的功能，可能會(huì)使其適合用于受體識(shí)別研究，從而有可能避開(kāi)引入一個(gè)光活性疊氮化合物的需要。首先，MOMIPP本身可能是光活性的，并能表現(xiàn)出與活潑的苯甲酮相似的作用。MOMIPP的核心支架是偽芳酮的〔由于一方包含雙乙烯基取代酰胺，而另一個(gè)包含一個(gè)4 吡啶〕，并可能會(huì)表現(xiàn)出與二苯甲酮類似的光激發(fā)化學(xué)性質(zhì)。目前，我們正在尋求實(shí)驗(yàn)來(lái)表征MOMIPP的內(nèi)在光反響活性和其插入到其他分子的能力。第二個(gè)可能使其適合受體識(shí)別MOMIPP的核心結(jié)構(gòu)特征是其親電的α，β不飽和酮基，其可能對(duì)親核受體殘基的共價(jià)改造〔如半胱氨酸〕也有作用。因此，如果MOMIPP是以共價(jià)鍵結(jié)合到靶蛋白〔S〕，有可能光起始劑反響中間體的形成是沒(méi)有必要的。這種可能性也正在進(jìn)一步研究。在抗TMZ的GBM細(xì)胞以及耐阿霉素藥乳腺癌細(xì)胞中MOMIPP有效地誘導(dǎo)methuosis。這個(gè)關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)提出了一種可能性，這種化合物的進(jìn)一步開(kāi)展可能會(huì)產(chǎn)生有用的治療藥物，它能用于治療那些對(duì)通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡起效的藥物有抗藥性的癌癥。最終， MOMIPP或相關(guān)化合物作為抗癌藥物的調(diào)配將面臨一些挑戰(zhàn)。初步研究說(shuō)明，MOMIPP誘發(fā)空泡的能力并不僅限于癌細(xì)胞〔圖5EH的〕。然而，對(duì)正常HMECs和皮膚成纖維細(xì)胞的研究說(shuō)明，在細(xì)胞活性方面，空泡化對(duì)迅速分裂的癌細(xì)胞造成的后果比正常細(xì)胞更嚴(yán)重，尤其當(dāng)正常細(xì)胞進(jìn)入高密度固定相〔圖5H〕。這就產(chǎn)生了可能性：一個(gè)用于對(duì)癌細(xì)胞選擇性影響的治療窗可能被建立。第二個(gè)挑戰(zhàn)涉及到MOMIPP和其活性類似物的弱水溶性。然而，類似溶解度問(wèn)題已經(jīng)在其他疏水性抗癌藥物〔如紫杉醇，喜樹(shù)堿〕遇到過(guò)，并已通過(guò)使用適當(dāng)?shù)妮o料〔44〕或新型納米顆?！?5，46〕或脂質(zhì)體〔47，48〕的方法解決。后者可能提供額外的好處：通過(guò)對(duì)腫瘤特異性肽或抗體運(yùn)載工具的外表改性允許非特異性藥物有選擇性地選擇受體。因此，當(dāng) MOMIPP對(duì)抗藥性癌細(xì)胞的細(xì)胞毒性影響及其在體內(nèi)傳遞的可用途徑的范圍呈現(xiàn)時(shí)，我們認(rèn)為MOMIPP可以作為珍貴的原型用于進(jìn)一步臨床前測(cè)試。內(nèi)容總結(jié)
〔1〕對(duì)吲哚類查耳酮作為新型非細(xì)胞凋亡形式——Methuosis的誘導(dǎo)劑的合成和評(píng)價(jià)
methuosis是一種新的蛋白酶獨(dú)立細(xì)胞死亡的形式，從胞吞胞吐派生的空泡的大量積累，最終導(dǎo)致細(xì)胞脫離底層和破裂
〔2〕化合物2被分配的縮寫是MIPP，即3 〔2 甲基1H吲哚3 基〕1 〔4 吡啶基〕2丙烯1