基于索拉非尼结构优化的新型铁死亡诱导剂N-2-c1的设计合成及抗肿瘤机制研究

本研究针对传统化疗药物耐药性问题，以索拉非尼为母核设计合成12种含吡咯并三嗪/喹唑啉结构的新型衍生物，重点探究其铁死亡（ferroptosis）诱导效应。研究发现以方酰胺为连接基的化合物N-2-c1对HT1080细胞具有显著抗增殖作用，其通过升高ROS（活性氧）、促进脂质过氧化、破坏膜电位等机制诱导铁死亡，分子对接显示其与GPX4结合力优于索拉非尼，为开发新型抗癌药物提供了新策略。

　　

癌症治疗领域长期面临化疗耐药性这一"阿喀琉斯之踵"，传统药物在杀伤肿瘤细胞的同时往往引发耐药性，导致治疗失败。近年来，铁死亡（ferroptosis）——一种铁依赖性的程序性细胞死亡方式，因其独特的脂质过氧化机制成为抗癌研究新热点。已有研究发现，临床抗肝癌药物索拉非尼（Sorafenib）除抑制激酶活性外，还能通过诱导铁死亡发挥抗癌作用，这为药物研发提供了新思路。

大连理工大学的研究团队在《Bioorganic 》发表的研究中，以索拉非尼为分子骨架，通过结构优化设计合成12个新型衍生物，重点考察不同连接基（方酰胺、硫脲等）对铁死亡诱导能力的影响。研究采用CCK-8法检测细胞活力，通过ROS检测、脂质过氧化分析、LDH释放实验等验证铁死亡特征，结合原子力显微镜观察细胞形态变化，并运用分子对接技术分析化合物与GPX4（谷胱甘肽过氧化物酶4）的相互作用。

1.Introduction
研究背景显示，全球癌症死亡率居高不下，传统治疗存在明显局限性。铁死亡因其不依赖凋亡途径的特性，有望克服耐药性问题。索拉非尼作为多激酶抑制剂，其结构中的尿素片段被证实与铁死亡诱导相关，这为结构优化提供了明确方向。

Synthesis
团队设计合成12个含喹唑啉或吡咯并三嗪结构的衍生物，其中关键中间体N-2通过硝基还原获得。特别值得注意的是采用方酰胺作为连接基的N-2-c1，其合成路线涉及多步亲核取代反应，最终产物经¹H NMR（核磁共振氢谱）验证结构。

Conclusion
活性评价显示N-2-c1对HT1080细胞的IC₅₀显著低于索拉非尼。机制研究表明，该化合物通过以下途径诱导铁死亡：使细胞内ROS水平升高2.3倍；丙二醛（MDA）含量增加178%；线粒体膜电位下降62%。原子力显微镜观察到特征性的细胞膜起泡现象，分子对接显示N-2-c1与GPX4活性中心的结合能达-9.8 kcal/mol，优于对照化合物7j-a1（-7.2 kcal/mol）。

Chemistry
所有化合物均经色谱纯化，结构通过600 MHz核磁共振仪确认。实验细节显示，关键步骤采用硅胶GF₂₅₄薄层色谱监测，为后续生物活性研究提供了高纯度样品。

这项研究的意义在于：首次系统比较了不同连接基对铁死亡诱导能力的影响，证实方酰胺连接基的优越性；N-2-c1作为新型GPX4抑制剂，其选择性诱导铁死亡的特性为克服耐药性提供了新思路；建立的化合物活性-结构关系模型，为后续药物设计提供了重要参考。研究团队建议进一步开展动物实验验证体内活性，并深入探索GPX4调控网络的作用机制。