新型化合物 LA-CB1：靶向降解 CDK4/6，为乳腺癌治疗带来新希望

为解决 CDK4/6 抑制剂耐药和毒性问题，研究人员研发 LA-CB1，发现其可抑制肿瘤生长，有重要治疗潜力。

　　

乳腺癌治疗新希望：新型化合物 LA-CB1 的发现之旅

在癌症治疗的战场上，乳腺癌一直是备受关注的 “劲敌”。细胞周期蛋白依赖性激酶 4 和 6（CDK4/6）作为细胞周期进程的关键调控者，在乳腺癌的发生发展中扮演着重要角色。当 CDK4/6 过度激活，就像给癌细胞踩下了加速生长的油门，促使细胞不受控制地增殖，肿瘤也随之不断长大。

为了遏制这一现象，选择性 CDK4/6 抑制剂，如帕博西尼（Palbociclib）、瑞博西尼（Ribociclib）和阿贝西利（Abemaciclib）应运而生，它们为激素受体阳性（HR+）乳腺癌患者带来了新的希望，通过抑制 CDK4/6 的 ATP 结合位点，阻止 Rb 蛋白磷酸化，将癌细胞的增殖 “刹车” 在 G1 期，显著延长了患者的无进展生存期。然而，这些抑制剂并非完美无缺。长期使用后，癌细胞逐渐 “学会” 了抵抗，出现耐药现象，比如 Rb 基因突变使癌细胞对抑制剂不再敏感，其他激酶的代偿性激活也让癌细胞找到了继续增殖的 “旁路”。同时，这些药物还伴随着中性粒细胞减少等副作用，限制了用药的剂量和时间，这无疑给乳腺癌的治疗之路又添上了重重障碍。

面对这些困境，江苏海洋大学、华中科技大学同济医学院附属同济医院以及美国威斯康星医学院的研究人员决心寻找新的突破点。他们开展了一项针对新型化合物 LA-CB1 的研究，旨在探索一种更有效的乳腺癌治疗策略，相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。在化合物合成方面，通过钯催化的交叉偶联反应成功制备出 LA-CB1，并利用核磁共振（NMR）和高分辨率质谱（HRMS）对其结构进行确证。细胞实验中，运用 MTT 法、克隆形成实验、EdU 掺入实验等评估细胞增殖、克隆形成能力和 DNA 合成情况；采用划痕实验、Transwell 侵袭实验检测细胞迁移和侵袭能力；借助流式细胞术分析细胞周期和凋亡情况；利用蛋白质免疫印迹（Western blot）技术检测相关蛋白表达水平。动物实验则建立了原位乳腺癌小鼠模型和鸡胚绒毛尿囊膜（CAM）模型，通过生物发光成像监测肿瘤生长，以此全面探究 LA-CB1 的治疗效果。

下面来看看具体的研究结果：

1. LA-CB1 的合成与生物学活性评估：研究人员通过钯催化的交叉偶联反应成功合成了 LA-CB1，产率为 53.98%。MTT 实验显示，LA-CB1 在多种癌细胞系中展现出强大的抗增殖活性，其 IC₅₀值在不同细胞系中表现优异，如在 MDA-MB-231 细胞中为 0.27μM，显著低于阿贝西利、瑞博西尼和伊马替尼。分子对接研究表明，LA-CB1 与 CDK4/6 的 ATP 结合口袋具有高亲和力，其氰基形成的额外氢键增强了结合能力，这或许是其高效抑制细胞增殖的关键原因。
2. 对乳腺癌细胞克隆生长和 DNA 合成的影响：EdU 掺入实验表明，LA-CB1 能剂量依赖性地抑制 MDA-MB-231 和 MCF-7 细胞的 DNA 合成，1μM 的 LA-CB1 在 MDA-MB-231 细胞中抑制效果与阿贝西利、瑞博西尼和伊马替尼相当，在 MCF-7 细胞中也表现出显著抑制作用。克隆形成实验中，1μM 的 LA-CB1 几乎完全抑制了 MDA-MB-231 细胞的克隆形成，在 MCF-7 细胞中同样效果显著，优于瑞博西尼和伊马替尼，与阿贝西利相当。CAM 实验显示，LA-CB1 在体内能有效抑制肿瘤血管生成，降低肿瘤重量，在 MDA-MB-231 和 MCF-7 肿瘤模型中，500ng/μL 的 LA-CB1 抗血管生成和抑制肿瘤生长效果与阿贝西利相近。
3. 对细胞迁移和侵袭的抑制作用：在 MDA-MB-231 和 MCF-7 细胞中，LA-CB1 能显著抑制细胞黏附，1μM 的 LA-CB1 在 MDA-MB-231 细胞中抑制效果优于其他对照药物。伤口愈合实验和 Transwell 侵袭实验表明，LA-CB1 能剂量依赖性地抑制 MDA-MB-231 和 MCF-7 细胞的迁移和侵袭，1μM 的 LA-CB1 在 MDA-MB-231 细胞中的抑制效果尤为突出。进一步研究发现，LA-CB1 通过调节上皮 - 间质转化（EMT）相关蛋白，上调上皮标记蛋白 E-cadherin，下调间质标记蛋白波形蛋白（Vimentin）、N-cadherin、Snail1 和 Slug，从而抑制癌细胞的迁移和侵袭。
4. 对 EMT、细胞周期和 DNA 损伤反应的影响：转录组分析显示，LA-CB1 处理 MDA-MB-231 细胞后，大量基因表达发生变化，涉及肿瘤进展、转移和细胞周期调控等关键基因。基因集富集分析（GSEA）表明，LA-CB1 显著抑制 EMT 相关通路，同时影响细胞周期调控通路，使细胞周期停滞在关键检查点，还下调了与细胞存活和致癌转化相关的 p53 信号通路和 Wnt/β-catenin 通路。基因本体（GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析也证实，LA-CB1 影响多个关键生物学过程和致癌通路，促进肿瘤细胞衰老，抑制肿瘤增殖、迁移和侵袭。
5. 诱导细胞周期停滞和促进细胞凋亡：流式细胞术分析表明，LA-CB1 能使 MDA-MB-231 细胞的 G0/G1 期细胞比例显著增加，同时诱导细胞凋亡，1μM 的 LA-CB1 处理后，G0/G1 期细胞比例升至 65.79%，凋亡细胞比例达到 16.46%，均与对照组差异显著。Western blot 分析显示，LA-CB1 剂量依赖性地下调细胞周期关键调节蛋白 CDK4、CDK6、Cyclin D1 和 E2F1，同时增加促凋亡蛋白 cleaved caspase-3 的表达，减少 pro-caspase-3 的表达，进一步证实其通过抑制细胞周期和促进凋亡发挥抗癌作用。
6. 通过泛素 - 蛋白酶体途径促进 CDK4/6 降解：研究发现，LA-CB1 降低 CDK4/6 蛋白水平但不影响其 mRNA 水平，表明其作用于转录后水平。用蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺（CHX）处理细胞后发现，LA-CB1 能加速 CDK4/6 的降解。添加 NEDD8 激活酶（NAE）抑制剂 MLN4924 可逆转 LA-CB1 对 CDK4/6 的降解作用，且用蛋白酶体抑制剂 MG132 处理细胞后，LA-CB1 处理组的 CDK4/6 泛素化水平增加，这些结果表明 LA-CB1 通过泛素 - 蛋白酶体途径促进 CDK4/6 降解，进而导致细胞周期停滞在 G1 期。
7. 在原位乳腺癌模型中抑制肿瘤生长：在原位 4T1 乳腺癌小鼠模型中，LA-CB1 表现出强大的体内抗肿瘤活性。生物发光成像显示，LA-CB1 剂量依赖性地抑制肿瘤生长，在第 21 天，2mg/kg 的 LA-CB1 组肿瘤生物发光强度相比对照组降低超过 80%，1mg/kg 和 0.5mg/kg 组也有显著抑制效果，且治疗期间小鼠未出现严重体重下降。

总的来说，这项研究发现 LA-CB1 是一种新型且有效的癌症细胞增殖抑制剂，它通过泛素 - 蛋白酶体途径降解 CDK4/6，展现出强大的抗增殖、抗血管生成和抗转移活性。与传统 CDK4/6 抑制剂相比，LA-CB1 具有更低的 IC₅₀值，能更有效地抑制肿瘤生长。尽管目前研究还存在一些局限性，如 LA-CB1 的药代动力学性质和毒性有待进一步研究，潜在的耐药机制也需探索，但 LA-CB1 为乳腺癌尤其是三阴性乳腺癌的治疗提供了新的方向和希望，有望成为一种极具潜力的新型抗癌药物。