肼苯哒嗪靶向抑制半胱胺双加氧酶治疗先兆子痫并诱导胶质母细胞瘤衰老的新机制

《SCIENCE ADVANCES》：Hydralazine inhibits cysteamine dioxygenase to treat preeclampsia and senesce glioblastoma

本研究针对肼苯哒嗪(HYZ)长达70年的作用机制未知难题，通过化学蛋白质组学技术发现其选择性靶向半胱胺双加氧酶(ADO)。研究人员证实HYZ通过螯合ADO金属辅因子并烷基化其组氨酸配体(His112)，稳定RGS4/RGS5蛋白水平，从而抑制GPCR-Ca2+信号通路介导的血管收缩。该发现不仅揭示了HYZ治疗先兆子痫的分子机制，还拓展了其在胶质母细胞瘤治疗中的应用前景，为老药新用提供了理论依据。

　　

在药物研发史上，许多经典药物虽经长期临床使用，其确切作用靶点却始终成谜。肼苯哒嗪(Hydralazine, HYZ)作为世界卫生组织基本药物目录收录的血管扩张剂，临床应用已逾七十载，在治疗高血压危象和先兆子痫方面发挥着不可替代的作用。然而，其显著的副作用（如狼疮样综合征）和未知的作用机制严重限制了临床应用的精准性。与此同时，胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GBM)作为最具侵袭性的脑肿瘤，其治疗手段极为有限，患者预后极差。近年研究发现半胱胺双加氧酶(2-aminoethanethiol dioxygenase, ADO)在肿瘤代谢重编程中扮演关键角色，但一直缺乏特异性抑制剂。这两个看似无关的医学难题，却因一项突破性研究建立了意想不到的联系。

本研究发表于《SCIENCE ADVANCES》，研究人员通过创新性地设计炔烃标记的HYZ探针(HYZyne)，结合定量化学蛋白质组学技术，首次确证ADO是HYZ的高选择性作用靶点。关键技术方法包括：1）基于点击化学的活性蛋白质分析技术(ABPP)用于全局性靶点筛选；2）同位素标记定量质谱(SILAC/ReDiMe)用于靶点验证；3）X射线晶体学解析HYZ-ADO复合物结构；4）生物发光共振能量转移(BRET)技术检测G蛋白信号调控；5）细胞内钙离子成像分析GPCR通路功能。

HYZ选择性靶向细胞和组织中的2-氨基乙硫醇双加氧酶

研究人员通过HYZyne探针处理HEK293T细胞，发现ADO是其唯一的高占有率靶点。竞争实验显示HYZ能剂量依赖性抑制HYZyne标记(IC₅₀ ~20 μM)。在动物水平，系统性给予小鼠HYZyne后心脏组织蛋白质组学分析再次验证ADO的显著富集，且人类基因数据库显示ADO错义突变(P39A)与低血压相关，从遗传学角度支持了ADO在血压调控中的核心地位。

辅因子协调 confers HYZ的选择性失活

通过同位素标记肽段富集技术，研究人员精确解析到HYZyne共价修饰位点为ADO活性中心的His¹¹²。关键实验发现：1）金属辅因子配体突变体(H112A/H114A/H193A)完全 abolish HYZyne标记；2）铁螯合剂Dp44mT能浓度依赖性抑制标记活性(IC₅₀ ~14 μM)。晶体结构显示HYZ以双齿螯合模式结合于ADO活性中心，与内源性底物半胱胺竞争结合位点。电子顺磁共振(EPR)谱进一步证实HYZ结合引起金属中心配位环境显著变化。

HYZ抑制ADO导致RGS4和RGS5积累

作为氧敏感性降解酶，ADO通过氧化蛋白质N端半胱氨酸残基启动泛素化降解途径。研究发现HYZ处理能快速（1小时内）提升神经母细胞瘤中RGS5蛋白水平，且呈现浓度依赖性(EC₅₀ ~1 μM)。值得注意的是，HYZ对ADO的选择性远高于同为氧感应酶的脯氨酰羟化酶(PHD)，对细胞内游离Fe(II)的螯合能力也显著低于Dp44mT（弱80倍），凸显其良好的靶点特异性。

HYZ促进的RGS积累减弱GPCR信号

通过BRET技术检测Gα_q失活动力学，发现ADO过表达会显著抑制RGS4/RGS5的GAP活性，而HYZ处理能有效逆转这一效应。在功能层面，HYZ剂量依赖性地降低毒蕈碱受体M₃R激活引起的细胞内Ca²⁺动员，这一现象与RGS蛋白积累的浓度范围高度一致，从分子-细胞-生理水平完整阐释了HYZ血管舒张作用的信号通路。

ADO抑制使胶质母细胞瘤细胞衰老

基于ADO在胶质母细胞瘤中的高表达特征，研究人员评估了HYZ的抗肿瘤效果。单次给药即可持续抑制U-87细胞生长9天以上，并诱导典型的衰老形态特征。分子标志物检测显示p21基因及衰老相关分泌表型(SASP)标志物(IL6、IL8、CCL20、MMP3)表达显著上调。特别值得注意的是，HYZ诱导的衰老状态具有持续性，重复给药并未增强效果，提示单次治疗即可引发不可逆的生长停滞。

研究结论深刻揭示了ADO作为HYZ作用靶点的科学价值：一方面解开了长达70年的药物作用机制谜团，将ADO-RGS轴确立为血管张力调控的核心通路；另一方面为胶质母细胞瘤治疗提供了临床可及的先导化合物。尤为重要的是，该研究建立了先兆子痫与脑肿瘤这两种重大疾病的新联系，为基于靶点结构的药物优化指明了方向——通过改善HYZ的血脑屏障通透性，有望同时解决先兆子痫脑部并发症和脑肿瘤治疗两大难题。这种"老药新解"的研究范式不仅为药物重定位提供了成功范例，更展现了化学生物学技术在破解生物医学复杂性问题中的强大威力。