ICRF193增强依托泊苷基因毒性的机制研究及其在癌症联合治疗中的潜在应用

本研究针对癌症治疗中Topoisomerase 2（TOP2）抑制剂的协同效应难题，通过高通量筛选发现ICRF193能特异性增强依托泊苷（etoposide）的基因毒性。研究人员采用1536孔板细胞活力测定、DNA合成实验和γH2AX免疫染色等技术，证实低浓度ICRF193（200 nM）可使依托泊苷IC50 降低3.8倍，诱导DNA双链断裂（DSB）和G2 期阻滞，而高浓度（>10 μM）则抑制该效应。该发现为优化TOP2靶向联合治疗方案提供了新思路。

　　

癌症治疗领域长期面临化疗药物选择性差、毒副作用大的挑战。Topoisomerase 2（TOP2，拓扑异构酶II）作为关键靶点，其抑制剂可分为两类：一类如依托泊苷通过稳定TOP2-DNA切割复合物（TOP2cc）引发DNA损伤，另一类如ICRF193通过抑制ATP酶活性发挥催化抑制作用。但传统TOP2靶向药物存在严重副作用，而ICRF193虽低毒却单药疗效有限。美国国立卫生研究院转化科学促进中心（NCATS）的Masato Ooka团队在《Scientific Reports》发表研究，揭示了ICRF193与依托泊苷的特异性协同机制。

研究采用1536孔板高通量筛选技术，从2678种已批准和试验药物中鉴定出ICRF193的增效组合。通过细胞活力测定、EdU掺入实验、γH2AX焦点计数和细胞周期分析，系统评估了药物相互作用及其分子机制。

Assay optimization for co-treatment of ICRF193
研究人员优化了1536孔板细胞活力测定体系，确定200 nM ICRF193可抑制TOP2活性且不影响基线存活率（CV<10%）。预实验证实该条件能检测到已知增效组合NU7441/ICRF193的协同效应。

Identification of four compounds from the primary screening
高通量筛选发现依托泊苷、曲美替尼等4种化合物在ICRF193存在时活性增强。依托泊苷表现最显著，其IC₅₀
从1.05 μM降至278 nM（3.8倍增效），且该效应在HCT116、MCF7和T47D细胞系中均获验证。值得注意的是，其他12种TOP2靶向药物（包括替尼泊苷）均未显示类似协同性。

Evaluating the genotoxicity of etoposide when co-treated with ICRF193
机制研究表明，240 nM ICRF193使依托泊苷抑制DNA合成的IC₅₀
降低2.5倍（表3）。γH2AX检测显示，低浓度ICRF193（<1 μM）显著增加依托泊苷诱导的DNA损伤焦点数，而高浓度（15.3 μM）则产生抑制作用。TK6细胞周期分析揭示，10 nM ICRF193与依托泊苷联用可协同增强G₂
期阻滞（图4），证实DNA损伤检查点激活。

该研究首次系统阐明了ICRF193的双相调控机制：低浓度时通过稳定TOP2cc增强依托泊苷基因毒性，高浓度则因完全抑制TOP2活性而拮抗其作用。这一发现具有重要临床意义：

1. 为基于ICRF193的剂量依赖性效应设计联合治疗方案提供理论依据
2. 揭示ICRF193与依托泊苷的特异性相互作用，拓展了TOP2抑制剂分类框架
3. 建立的高通量筛选平台可用于其他催化抑制剂的增效组合开发

研究局限性在于尚未解析ICRF193选择性增强依托泊苷毒性的结构基础，且体内实验数据有待补充。未来研究可探索ICRF193类似物（如临床用ICRF187）与依托泊苷联用的转化潜力。