药物再利用筛选发现匹莫齐德是一种能够诱导活性氧（ROS）产生的疗法，在头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）的PDX模型中具有抗肿瘤效果

《Cancer Science》：Drug Repurposing Screen Identifies Pimozide as a ROS-Inducing Therapy With Anti-Tumor Efficacy in HNSCC PDX Models

头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）治疗新策略：多巴胺D2受体拮抗剂pimozide通过诱导活性氧（ROS）抑制耐药肿瘤细胞增殖，并与Paclitaxel联用显著减少PDX模型中未分化肿瘤细胞数量。研究首次揭示pimozide通过独立于已知机制（如D2受体或STAT3/5抑制）快速诱导脂质ROS积累，其疗效标志物EGR1基因在耐药细胞中特异性上调。该成果为HNSCC提供新型靶向氧化应激的药物重定位候选化合物。

　　红ox调节是支持肿瘤存活的关键机制之一，同时也是潜在的治疗靶点。在这项研究中，研究人员通过筛选1161种美国食品药品监督管理局（FDA）批准的化合物，寻找那些能够诱导头颈鳞状细胞癌（HNSCC）细胞中活性氧（ROS）积累的药物。最终，一种名为“匹莫齐特”（Pimozide）的多巴胺D2受体拮抗剂被发现是诱导ROS最有效的药物之一。该药物能够选择性地抑制具有高氧化应激抵抗能力的HNSCC细胞的生长，而对低氧化应激抵抗的细胞及正常角质形成细胞的影响则较为有限。值得注意的是，匹莫齐特不仅在单药治疗中表现出抗肿瘤效果，而且在与紫杉醇联合使用时，也能够在临床相关剂量下增强治疗效果。通过机制分析，研究人员发现匹莫齐特诱导ROS积累的机制不同于其已知作用于多巴胺D2受体及STAT3/5通路的方式。此外，他们还发现了一种名为早期生长反应1（EGR1）的基因，在对匹莫齐特敏感的细胞中被显著诱导，并且与匹莫齐特的治疗反应密切相关。功能性分析表明，EGR1的敲低会抑制匹莫齐特诱导的细胞毒性，这提示EGR1可能作为匹莫齐特治疗反应的药效学标志物。在患者来源的异种移植模型（PDX）中，匹莫齐特单独使用或与紫杉醇联合使用时，均能显著减少肿瘤负担，尽管联合治疗组的肿瘤体积下降并未达到统计学意义上的显著性，但荧光免疫组化分析显示，联合治疗显著降低了未分化的肿瘤细胞数量，这表明组合治疗可能在提高治疗效果方面具有潜在价值。这些发现表明，匹莫齐特可能是用于治疗HNSCC的一种有前景的药物再利用候选药物。

HNSCC是全球第七常见的癌症类型，其发病率持续上升，尽管治疗手段不断进步，但患者预后仍不理想，凸显了开发新型治疗策略的紧迫性。恶性肿瘤的一个显著特征是其能够逃避由氧化应激引起的细胞死亡。癌细胞通常会激活抗氧化防御机制，以对抗氧化损伤，从而在高ROS环境中存活。例如，NRF2是一种关键的转录因子，它调节氧化应激反应，且在多种癌症中被频繁激活，与肿瘤进展和恶性程度密切相关。此外，氧化应激抵抗与多种化疗药物的效果密切相关，包括顺铂和紫杉醇，它们的抗肿瘤活性部分依赖于ROS的诱导。这些发现进一步强调了红ox调节在肿瘤存活中的重要性，并提出了以氧化应激抵抗作为治疗靶点的可能性。

此前的研究表明，CD44v-xCT轴在干细胞样HNSCC细胞的氧化应激抵抗中起着核心作用。CD44v通过稳定细胞膜上的胱氨酸转运体xCT，促进胱氨酸的摄入和谷胱甘肽（GSH）的合成，从而增强肿瘤细胞的抗氧化能力。临床数据显示，接受新辅助化疗的患者肿瘤中CD44v阳性细胞的比例较高，这表明这些细胞更可能在治疗诱导的应激条件下存活。这些发现支持了针对氧化应激调控通路作为治疗HNSCC的一种策略。

然而，药物筛选过程中面临的一个关键挑战是如何确保候选化合物在体内具有良好的疗效。尽管许多新型化合物在体外显示出优异的疗效，但由于其未知的毒性和药代动力学特性，往往在体内表现出效果不足。因此，加速癌症治疗研发的一个有效方法是药物再利用，即寻找现有药物在癌症治疗中的新用途。已批准的药物具有良好的毒性和药代动力学数据，因此更有可能在体内表现出有效的治疗效果。此外，这些药物的已知安全性也使得其临床再利用更为迅速和经济。已有研究显示，一些已批准的药物在临床前研究中表现出抗肿瘤活性，并且部分药物已进入癌症治疗的临床试验阶段。越来越多的证据表明，药物再利用是一种可行且高效的方法，能够通过利用已知的药理学和安全性数据加速癌症治疗的发展。

尽管药物再利用可以快速识别抗肿瘤药物，但如何在生理相关的环境中选择有效的化合物仍然是一个挑战。传统的模型如细胞系衍生的异种移植（CDX）模型往往无法准确反映人类肿瘤的异质性和微环境，因此在药物筛选中的预测价值有限。相比之下，患者来源的异种移植（PDX）模型保留了原始肿瘤的组织学和分子特征，使其成为评估药物治疗效果的有力工具。在本研究中，研究人员采用PDX模型评估匹莫齐特的抗肿瘤效果，并发现其在临床相关剂量下对HNSCC模型具有显著的治疗作用。

为了进一步探讨匹莫齐特的治疗机制，研究人员还评估了其是否通过抑制谷胱甘肽合成来诱导ROS积累。他们使用了多种抗氧化剂，包括谷胱甘肽（GSH）、N-乙酰半胱氨酸（NAC）、Trolox（维生素E类似物）和ferrostatin-1（一种铁死亡抑制剂）。结果显示，匹莫齐特诱导的细胞毒性无法通过GSH或NAC逆转，而Trolox和ferrostatin-1则显示出一定的恢复作用，这表明匹莫齐特的ROS诱导机制不同于已知的GSH合成抑制方式。此外，研究人员发现匹莫齐特能够迅速诱导ROS积累，这一过程与xCT的抑制无关，而是通过其他机制实现的。这为理解匹莫齐特如何针对肿瘤细胞的氧化应激抵抗提供了新的视角。

在评估匹莫齐特的药效学标志物时，研究人员关注了ROS响应基因，如CAT（催化酶）、EGR1、HMOX1、SLC7A11和SOD2。结果显示，匹莫齐特显著上调了这些基因的表达，其中EGR1的上调尤为显著，并且与匹莫齐特的治疗反应密切相关。在体外实验中，EGR1的敲低会促进细胞增殖并削弱匹莫齐特的细胞毒性作用，这表明EGR1在匹莫齐特的抗肿瘤效应中发挥着重要作用。进一步研究显示，EGR1不仅在ROS依赖的机制中被诱导，而且其表达与未分化肿瘤细胞的特征相关，这些细胞通常具有更强的治疗抵抗性。

为了验证匹莫齐特在体内对肿瘤的抑制效果，研究人员使用了PDX模型进行评估。结果显示，匹莫齐特在低剂量和高剂量下均能显著抑制肿瘤生长，其效果与紫杉醇相当。尽管联合治疗组的肿瘤体积下降未达到统计学意义上的显著性，但荧光免疫组化分析显示，联合治疗显著减少了未分化肿瘤细胞的数量，这表明组合治疗可能在降低治疗抵抗性方面具有潜在优势。这些结果支持了匹莫齐特在HNSCC治疗中的应用潜力，特别是在与传统化疗药物如紫杉醇联合使用时。

此外，研究人员还探讨了匹莫齐特的潜在副作用。在小鼠模型中，匹莫齐特以1 mg/kg或3 mg/kg的剂量进行腹腔注射，结果显示，小鼠体重未显著下降，且未观察到中枢神经系统毒性相关的异常行为。这表明匹莫齐特在HNSCC治疗中具有较好的安全性，可能在临床应用中具备更宽的治疗窗口。尽管仍需进一步研究以全面评估匹莫齐特的潜在副作用，包括专门的神经毒性评估，但这些初步数据为其在HNSCC治疗中的应用提供了支持。

匹莫齐特在多种恶性肿瘤中显示出抗肿瘤活性，其作用机制可能涉及ROS的诱导。已有研究表明，匹莫齐特可能通过下调抗氧化酶如催化酶和SOD1来诱导ROS积累，但其具体机制尚不明确。本研究中，匹莫齐特在1小时内即可诱导ROS水平显著上升，这提示其ROS积累的机制可能与某些即时的细胞反应有关。进一步分析发现，催化酶、SOD2和SLC7A11的表达并未下调，反而被上调，这表明匹莫齐特可能通过增强ROS的产生而非抑制抗氧化系统来发挥其作用。此外，其他已知的多巴胺D2受体拮抗剂和STAT3/5通路抑制剂并未诱导ROS积累，这进一步说明匹莫齐特可能通过一种尚未明确的机制诱导氧化应激。

在探索匹莫齐特的抗肿瘤机制时，研究人员还发现，EGR1是匹莫齐特诱导氧化应激的一个有力标志物。其表达在匹莫齐特诱导的ROS环境中被显著上调，并且能够被Trolox（一种针对脂质过氧化物的抗氧化剂）抑制，但不受NAC影响，这提示EGR1对特定类型的ROS具有响应性。EGR1的敲低不仅促进了细胞增殖，还降低了匹莫齐特的治疗效果，这表明EGR1可能作为肿瘤抑制因子，参与匹莫齐特的抗肿瘤作用。由于EGR1在调控HNSCC的应激反应、细胞凋亡和转移方面具有重要作用，这些发现进一步支持了EGR1作为监测ROS相关反应的药效学标志物的潜力。

综上所述，本研究揭示了匹莫齐特在HNSCC治疗中的潜力。通过诱导ROS积累，匹莫齐特能够有效抑制具有高氧化应激抵抗能力的肿瘤细胞的生长，同时在与紫杉醇联合使用时，能够进一步降低未分化肿瘤细胞的数量。这些发现不仅为HNSCC的治疗提供了新的策略，也为药物再利用研究提供了重要的理论依据和实践指导。未来的研究需要进一步探讨匹莫齐特的具体作用机制，并评估其在更广泛的临床环境中的应用前景。