新型手性吡唑并[4,3-e]四唑并[1,5-b][1,2,4]三嗪磺酰胺衍生物的合成、抗癌活性及电化学作用机制研究

本文报道了两种新型手性吡唑并[4,3-e]四唑并[1,5-b][1,2,4]三嗪磺酰胺衍生物MM124（R-对映体）和MM125（S-对映体）的合成与抗癌机制研究。通过MTT实验证实其对多种癌细胞（中位IC50=0.35μM）具有选择性细胞毒性，并揭示其通过诱导凋亡、氧化应激和DNA损伤发挥作用。电化学及分子对接证实其DNA结合能力，ADMET预测显示良好成药性，为开发新型抗癌药物提供了重要候选分子。

　　

癌症治疗领域长期面临化疗药物耐药性和毒副作用等挑战，亟需开发新型高效低毒的抗癌化合物。三嗪类衍生物因其独特的杂环结构在药物研发中备受关注，但现有临床药物如6-氮杂尿嘧啶和替拉扎明存在严重不良反应。近年来，将吡唑、四唑和磺酰胺基团整合到三嗪骨架中的策略显示出优化生物活性的潜力，但其手性衍生物的抗癌机制尚不明确。

波兰罗兹大学等机构的研究团队在《Scientific Reports》发表研究，通过多学科方法系统评估了两种手性吡唑并[4,3-e]四唑并[1,5-b][1,2,4]三嗪磺酰胺衍生物MM124和MM125的抗癌潜力。研究采用MTT法测定细胞毒性，荧光染色分析细胞死亡方式，彗星实验检测DNA损伤，电化学技术研究DNA相互作用，并结合分子对接和动力学模拟阐明作用机制。

生物活性研究
MTT实验显示MM124和MM125对结直肠癌（HT-29 IC₅₀=0.22-0.27μM）、前列腺癌（PC-3）等癌细胞具有显著选择性（SI=3.17），活性优于5-FU。线粒体膜电位（MMP）检测和AO/EB双染色证实其通过凋亡和坏死双重途径诱导细胞死亡，其中HT-29以凋亡为主（MM124 2μM时凋亡率38.5%），PC-3则倾向坏死（MM124 2μM时坏死率82%）。DCFH-DA探针显示化合物可诱导活性氧（ROS）过量生成，在HT-29细胞中ROS水平甚至超过H₂O₂对照组。

基因毒性分析
碱性彗星实验表明，2μM MM124/MM125在PC-3细胞中诱导的DNA损伤（尾DNA% 56.5-57.99）强于阳性对照博来霉素（44.99%），而在正常外周血淋巴细胞（PBLs）中损伤较轻（<27.76%），显示肿瘤细胞选择性。

作用机制解析
电化学研究发现化合物通过非嵌入方式与dsDNA结合，SWV（方波伏安法）显示电流下降但无峰位移。分子对接揭示其与DNA碱基（如DG_A6、DC_B1）结合，MM125结合能达-8.18 kcal/mol。100 ns分子动力学（MD）模拟证实复合物稳定性（RMSD 1.5-2.4?，rGyr 4.0-5.0?）。

成药性评估
ADMET预测显示化合物符合类药五规则（除氢键受体>10），无致突变性但可能存在肝毒性争议（p=0.55）。CYP450抑制实验提示其药物相互作用风险较低，但胃肠道吸收差（GI吸收预测为"低"）和血脑屏障（BBB）穿透性弱可能限制临床应用。

该研究首次全面阐明了手性吡唑并四唑并三嗪磺酰胺衍生物通过DNA损伤和氧化应激途径发挥抗癌活性的分子机制，其选择性毒性特点和明确的构效关系为后续结构优化提供了重要依据。特别值得注意的是，化合物在斑马鱼异种移植模型中已显示出与5-FU的协同效应，这为开发基于该骨架的联合疗法开辟了新途径。尽管存在口服生物利用度低的缺陷，但通过前药设计或制剂改良可能克服这一局限，使该系列化合物有望发展成为具有临床应用前景的新型抗癌候选药物。