以雙鏈DNA為靶點(diǎn)的順鉑是臨床廣泛使用的抗腫瘤藥物。順鉑耐藥已成為癌癥治療的一大難題,開發(fā)非雙鏈DNA為靶點(diǎn)的新型鉑類抗腫瘤藥物在克服腫瘤耐藥、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療中具有廣闊的應(yīng)用前景。端粒是存在于染色體末端的一小段DNA–蛋白質(zhì)復(fù)合體,與細(xì)胞衰老密切相關(guān)。端粒DNA富含鳥嘌呤堿基(G),在特定條件可被誘導(dǎo)形成G–四鏈體,阻止端粒酶識(shí)別端粒序列,誘導(dǎo)端粒功能紊亂,成為重要的抗腫瘤靶點(diǎn)。已報(bào)道的端粒G–四鏈體穩(wěn)定劑研究集中于非生理的稀釋條件,由于細(xì)胞核中充滿了多種生物分子(總濃度高達(dá)400 mg/mL),非生理的稀釋條件無法真實(shí)地模擬這一生物分子擁擠環(huán)境。現(xiàn)有研究表明,分子擁擠環(huán)境對(duì)端粒G–四鏈體構(gòu)象和穩(wěn)定性有顯著影響,如商用G–四鏈體穩(wěn)定劑TMPyP4在分子擁擠條件中喪失穩(wěn)定G–四鏈體以及誘導(dǎo)端粒功能紊亂的能力。

圖1. 手性釕-鉑雙核配合物誘導(dǎo)順鉑耐藥腫瘤細(xì)胞端粒功能紊亂的作用機(jī)理示意圖
中山大學(xué)巢暉教授課題組長(zhǎng)期致力于金屬配合物抗腫瘤研究,通過金屬配合物的結(jié)構(gòu)修飾和光物理性質(zhì)調(diào)控,實(shí)現(xiàn)了對(duì)腫瘤細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的靶向富集和關(guān)鍵蛋白的氧化損傷,發(fā)現(xiàn)多個(gè)能有效克服腫瘤耐藥和誘導(dǎo)免疫原性細(xì)胞死亡的分子診療試劑。(Nat. Chem., 2019, 11, 1041; Nat. Commun., 2020, 11, 3262; J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 4091; Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 14049; Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 14898; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 14334; Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 3315; Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 20697; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 4657; Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202205429; Adv. Mater., 2022, 34, 2100245; PNAS, 2018, 115, 5664; PNAS, 2019, 116, 20296)。近日,課題組設(shè)計(jì)合成了鉑配合物(Pt)、手性釕配合物(Δ-Ru,Λ-Ru)以及手性釕-鉑雙核配合物(Δ-RuPt,Λ-RuPt)。該系列配合物對(duì)人端粒DNA序列具有高選擇性,在非生理的稀溶液條件中均可高效誘導(dǎo)并穩(wěn)定端粒G–四鏈體;但在分子擁擠條件下,僅有雙核配合物Δ-RuPt和Λ-RuPt保留穩(wěn)定端粒G–四鏈體能力。分子對(duì)接模擬證明分子擁擠條件下,Δ-RuPt和Λ-RuPt通過靜電作用與端粒G–四鏈體結(jié)合。利用生物素標(biāo)記的DNA Cage負(fù)載Δ-RuPt和Λ-RuPt,實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞靶向性及細(xì)胞核富集。經(jīng)過2天1次尾部靜脈注射給藥,連續(xù)16天的治療后,Δ-RuPt@biotin-DNA cage和Λ-RuPt@biotin-DNA cage在裸鼠耐藥腫瘤模型中表現(xiàn)出了非常良好的抗腫瘤活性。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition,中山大學(xué)熊凱博士和歐陽乘博士為該文章的共同第一作者,陳禹副教授(中山大學(xué))、萬堅(jiān)教授(華中師范大學(xué))、巢暉教授(中山大學(xué))為共同通訊作者。該論文作者為:Kai Xiong,┼ Cheng Ouyang,┼ Jiaqi Liu, Johannes Karges, Xinlin Lin, Xiang Chen, Yu Chen,* Jian Wan,* Liangnian Ji, and Hui Chao,* Chiral RuII-PtII Complexes Inducing Telomere Dysfunction against Cisplatin-Resistant Cancer Cells, Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202204866。全文鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202204866。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、湖南省科技創(chuàng)新計(jì)劃、生物無機(jī)與合成化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和廣東省消化系統(tǒng)惡性腫瘤防治研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力支持。
參考資料:https://ce.sysu.edu.cn/zh-hans/article/8291