IR58—潛在的結腸直腸癌靶向藥物的鑒定（一）

Gut：IR-58—潛在的結腸直腸癌靶向藥物

重慶第三軍醫大學史春夢教授課題組于2016年11月14號在Gut雜志（IF：14.921）發表了名為《Identification of a fluorescent small-molecule enhancer for therapeutic autophagy in colorectal cancer by targeting mitochondrial protein translocase TIM44》的文章，首次鑒定了一種新的近紅外（NIR）熒光團自噬增強子可作為潛在的結腸直腸癌靶向藥物，我們一起來看看吧。
 
目的： 由于對自噬過程的調節有益于癌癥治療，因此鑒定新型自噬增強子具有重要意義。 然而，目前的自噬誘導抗癌劑由于其在靶外組織中的非特異性生物分布而發揮副作用。本研究旨在開發一種多功能試劑，以整合癌靶向，成像和治療，并調查其機制。
 
設計： 合成、篩選和鑒定一系列靶向線粒體的近紅外（NIR）熒光團，使其自噬活性增強，并在體外和體內測試光學性質和生物效應。使用抑制劑，小干擾RNA（siRNA），RNA測序，質譜和人類樣品等研究基礎機制。
 
結果：研究者篩選并鑒定了一種新的NIR自噬增強子，IR-58，它表現出顯著的腫瘤選擇性殺傷作用。
 
1. IR-58合成途徑

圖1  IR-58能夠在CRC細胞中誘導自噬（圖1A）。 IR-58的化學合成方法如圖1B所示。合成化合物2和4之后，在Et 3 N催化作用下，用化合物2和4進行酰胺化反應合成關鍵中間體（化合物5，產率60％）。使用1H-核磁共振（1 H-NMR）測出化合物5的化學結構。隨后，使用2,3,3-三甲基-3H吲哚和化合物5在1,2-二氯苯中進行N-烷基化反應制備吲哚季銨鹽形式的化合物6。最后，化合物6與化合物7反應用乙酸鈉作為催化劑通過縮合作用合成IR-58（1.63g，產率30％，綠色粘性固體）。
 
2. IR-58細胞及其動物體內功能研究
研究者研究了在HT-29與HCT116 CRC移植瘤中，IR-58優先于腫瘤富集的潛能。在裸鼠皮下植入人類HT-29與HCT116 CRC移植瘤，單次靜注IR-58后成像。

圖2 A,B展示了注射IR-58后移植瘤呈現出強烈的熒光。并通過組織病理學分析證實了IR-58碘化物在腫瘤細胞溶質中富集。通過亞細胞定位實驗測定顯示IR-58僅累積在腫瘤細胞的線粒體中（圖D）。由于線粒體是細胞的能量中心，并且IR-58位于線粒體，研究者推測IR-58的攝取是能量依賴性的并得到了證實。（圖E，F）。HT-29和HCT116細胞用2-脫氧-d-葡萄糖（2-DG;糖酵解抑制劑）和寡霉素（氧化磷酸化抑制劑）預處理后發現2-DG顯著抑制IR-58的攝取，表明IR-58的攝取是糖酵解依賴性的，而寡霉素沒有這種效果（圖E，F）。當用磺基溴蛋白（BSP，OATP轉運蛋白的競爭性抑制劑）預處理HT-29和HCT116細胞后，熒光值顯著低于未處理的細胞，這表明IR-58的攝取是通過有機陰離子轉運多肽（OATP）介導（圖G，H）。