靶向i-motif DNA调控Nrf2表达：癌症化疗耐药性干预的新策略

本研究首次鉴定出Nrf2启动子区的i-motif结构，发现其能在近生理条件下稳定存在。通过高通量筛选获得特异性结合配体202386（Kd=250 nM），可显著下调Nrf2 mRNA表达，为克服肿瘤化疗耐药性提供了新型DNA结构靶向策略。

　　

在癌症治疗领域，核因子E2相关因子2（Nrf2）如同"双面特工"——既是细胞防御系统的指挥官，又是肿瘤化疗抵抗的帮凶。这个调控240多种基因的转录因子，在健康组织中通过激活抗氧化反应元件（ARE）维持内环境稳定，但在癌细胞中却成为化疗药物失效的关键因素。尽管已有大量研究聚焦于破坏Nrf2与KEAP1蛋白的相互作用，但直接靶向Nrf2基因启动子的策略始终是空白。英国东英吉利大学（University of East Anglia）的Warner E.F.团队在《Communications Chemistry》发表的研究，揭开了这个谜题的新篇章：他们发现Nrf2启动子区存在特殊的i-motif DNA结构，并成功找到能精准调控该结构的"分子开关"。

研究采用多学科技术联合作战：通过圆二色谱（CD）和紫外光谱测定i-motif的pH_T（6.7）与熔解温度（T_m），¹H NMR确认C•C⁺碱基对特征峰；建立荧光指示剂置换（FID）高通量筛选平台，从1584种化合物中锁定活性配体；结合细胞实验（HCT-116结肠癌细胞）验证配体对Nrf2 mRNA的调控作用；最后通过CD熔解实验和紫外滴定定量结合亲和力。

Nrf2启动子序列形成近生理pH稳定的i-motif结构

研究发现Nrf2启动子反向互补链（5′-CCCTCCCGCCCTTGCTCCTTCCC-3′）能在pH 6.7形成典型i-motif，其CD谱显示288 nm正峰和255 nm负峰。不同于常见i-motif，该结构在pH 6.5仍保持稳定（T_m=27±0.4°C），且折叠动力学迅速无滞后。NMR检测到15.5 ppm的氨基质子信号，证实C•C⁺配对存在。

i-motif结合配体的发现与功能验证

通过FID筛选获得特异性配体202386（NSC编号），其DC₅₀为3.9±1.0 μM。在HCT-116细胞中，2.5 μM 202386处理4小时可使Nrf2 mRNA表达降低40%（p≤0.05），而配体300289则显示上调作用。MTS实验证实该浓度下细胞存活率>90%，排除毒性干扰。

配体-DNA相互作用机制解析

202386对Nrf2 i-motif展现纳摩尔级结合力（K_d=0.25±0.1 μM），且具有显著结构选择性：对i-motif的亲和力是G-四链体的2倍，是双链DNA的6倍。CD熔解实验揭示其独特作用模式——使i-motif T_m降低12±1.0°C，提示其可能稳定替代构象。对比化合物300289则主要稳定G-四链体（ΔT_m=+9±0.3°C）。

这项研究开创性地证实：靶向启动子i-motif可实现对Nrf2表达的精准调控。配体202386作为首个能下调Nrf2的DNA结构靶向剂，其6倍的结构选择性为设计新一代抗癌药物提供了模板。该发现不仅为理解非经典DNA结构的基因调控功能提供范例，更开辟了克服化疗耐药性的新途径——通过"基因开关"调控而非传统蛋白抑制，有望突破现有疗法的局限性。随着对i-motif细胞内稳定机制（如分子拥挤效应）的深入，这类靶向策略或将成为精准癌症治疗的重要拼图。