三苯基锡(IV)二硫代氨基甲酸酯通过诱导线粒体凋亡和G0/G1期阻滞发挥抗白血病作用机制研究

《Scientific Reports》：Mitochondrial apoptosis and G0/G1-phase blockade: key mechanisms underlying triphenyltin(IV) dithiocarbamate-mediated cytotoxicity in human lymphoblastic leukemia cells

本研究针对传统化疗药物毒副作用大及易产生耐药性等问题，系统探讨了五种新型二/三苯基锡(IV)二硫代氨基甲酸酯化合物（OC1-OC5）对Jurkat T淋巴母细胞白血病细胞的抗肿瘤机制。研究发现先导化合物OC2（Ph3Sn(N,N-二异丙基二硫代氨基甲酸酯)）在0.1μM超低浓度下即可通过诱导线粒体凋亡通路（caspase-9/-3激活）、引起DNA损伤和ROS爆发、并诱导G0/G1期阻滞，其选择性指数(SI)达5.5，为开发新型靶向白血病治疗药物提供了重要理论依据。

　　

在癌症治疗领域，铂类药物如顺铂虽然展现出显著疗效，但其严重的毒副作用和易产生耐药性等问题始终困扰着临床治疗。特别是对于急性淋巴细胞白血病（ALL）患者，尽管近年来治疗方案有所改进，但相当比例的患者仍面临治疗失败的困境。这促使科学家不断寻找新型金属抗癌药物，其中有机锡(IV)化合物因其卓越的抗癌活性而备受关注。

近日，Sharifah Nadhira Syed Annuar等研究团队在《Scientific Reports》发表了一项创新性研究，系统阐明了三苯基锡(IV)二硫代氨基甲酸酯化合物OC2通过诱导线粒体凋亡和G₀/G₁期阻滞双重机制，选择性杀伤Jurkat T淋巴母细胞白血病细胞的作用机制。该研究不仅揭示了OC2的超强抗癌活性（IC₅₀低至0.1μM），还通过多维度实验验证了其作用靶点和信号通路，为开发新型白血病治疗药物提供了重要理论基础。

研究人员综合运用MTT法检测细胞毒性、Annexin V-FITC/PI双染法分析细胞凋亡、PI染色流式细胞术进行细胞周期分析、碱性彗星实验评估DNA损伤、DHE/TMRE荧光探针检测ROS和线粒体膜电位(ΔΨm)、caspase活性检测试剂盒分析凋亡通路、蛋白质印迹法检测p21和cleaved-PARP蛋白表达等关键技术，并采用人淋巴细胞WIL2-NS作为正常对照细胞评估选择性。

3.1.1 二/三苯基锡(IV)二硫代氨基甲酸酯对Jurkat白血病和WIL2-NS细胞的差异毒性

五种化合物均表现出显著抗白血病活性，其中OC2的效力最强（IC₅₀=0.1μM），且对Jurkat细胞具有良好选择性（SI=5.5）。三苯基化合物（OC2、OC4、OC5）的活性普遍优于二苯基化合物（OC1、OC3），表明苯基数量增加可能通过提高脂溶性增强细胞摄取。

3.1.2 二/三苯基锡(IV)二硫代氨基甲酸酯诱导细胞凋亡

所有化合物在各自IC₅₀浓度下均可诱导55%-86%的细胞发生凋亡，其中OC3效果最显著（86.7%），而OC2在最低浓度（0.1μM）下即可引发55.6%的细胞凋亡。

3.1.3 OC2处理破坏细胞周期进程

OC2处理2-4小时后，Jurkat细胞周期明显阻滞在G₀/G₁期，表明其通过干扰DNA复制起始阶段抑制肿瘤细胞增殖。

3.1.4 OC2处理诱导早期DNA损伤

彗星实验显示OC2处理30分钟即可检测到DNA损伤，且损伤程度呈时间依赖性增加，提示DNA损伤是OC2作用的最早期事件之一。

3.1.5 OC2对线粒体膜完整性的作用机制

TMRE染色显示OC2处理2小时后线粒体膜电位(ΔΨm)显著降低，6小时后TMRE阴性细胞比例达43.2%，表明线粒体功能受损是OC2诱导凋亡的重要环节。

3.1.6 OC2介导的细胞毒性中的氧化应激

DHE检测发现OC2处理4小时后ROS产量显著增加，而抗氧化剂NAC预处理可明显抑制OC2诱导的凋亡，证实氧化应激在细胞死亡过程中起关键作用。

3.1.7 OC2介导的凋亡过程中caspase级联激活

caspase活性检测显示OC2处理4小时后caspase-9和caspase-3活性显著升高，而caspase-8无变化，证明OC2通过线粒体途径（内源性途径）诱导凋亡。

3.1.8 p21和cleaved-PARP蛋白表达分析

蛋白质印迹显示OC2处理4小时后p21蛋白表达显著上调，6小时后cleaved-PARP明显增加，表明OC2通过调控细胞周期抑制蛋白和凋亡执行蛋白发挥双重抗肿瘤作用。

研究结论表明，OC2通过多靶点作用机制发挥抗白血病活性：早期引发DNA损伤，进而导致线粒体功能障碍（ΔΨm降低）、ROS爆发、Bax/Bcl-2通路失衡，最终通过caspase-9/-3激活和PARP切割执行细胞凋亡。同时，p21蛋白上调介导G₀/G₁期阻滞，协同增强抗增殖效果。

该研究的创新性在于首次系统阐明了有机锡(IV)化合物在T淋巴细胞白血病模型中的具体作用机制，特别是揭示了其独特的"DNA损伤→线粒体功能障碍→ROS产生"时序关系，与传统金属药物的作用模式存在明显差异。OC2展现出的高效力（nM级活性）、良好选择性（SI=5.5）以及明确的多靶点作用机制，使其成为极具开发潜力的抗白血病先导化合物。此外，研究还通过ADMET（吸收、分布、代谢、排泄和毒性）性质预测表明OC2具备良好的类药性特征，为后续临床前研究奠定了坚实基础。这项研究不仅深化了对金属抗癌药物作用机制的理解，也为开发新型靶向白血病治疗策略提供了重要科学依据。