新型微管靶向剂Combretastatin A4衍生物的发现：通过线粒体和内质网应激通路诱导HepG-2细胞凋亡

为克服现有微管靶向剂（如紫杉醇）的耐药性和高毒性问题，研究人员设计合成了17种CA-4衍生物，其中化合物9n展现出广谱抗肿瘤活性（IC50 0.09-0.51?μM），能选择性抑制耐药癌细胞（A549/CDDP、MCF-7/DOX），并通过线粒体-内质网应激双通路诱导HepG-2细胞凋亡。动物实验中，9n（30?mg/kg）抑瘤率达70.7%，显著优于CA-4（61.2%@15?mg/kg），为开发低毒高效抗癌药物提供了新策略。

　　

肝癌是全球癌症死亡的主因之一，现有化疗药物如紫杉醇虽有效，却面临肿瘤细胞耐药、正常组织毒性大等瓶颈。微管作为细胞骨架的关键组分，其靶向药物在抗癌领域备受关注，但天然产物衍生物如Combretastatin A4（CA-4）存在溶解度差、合成复杂等缺陷。如何通过结构改造突破这些限制，成为亟待解决的难题。

淮阴工学院的研究团队在《Bioorganic Chemistry》发表的研究中，巧妙地将肉桂酸结构引入CA-4骨架，设计出17种新型衍生物。通过MTT法筛选发现，化合物9n对多种癌细胞（包括耐药株A549/CDDP、MCF-7/DOX）的IC₅₀
低至亚微摩尔级（0.09-0.51?μM），且对正常肝细胞HL-7702毒性显著低于CA-4。机制研究表明，9n能双重破坏微管动力学——抑制tubulin聚合（半数抑制浓度1.93?μM），同时通过线粒体膜电位下降、内质网应激标志物GRP78和CHOP上调，激活caspase-3/9级联反应，最终诱导HepG-2细胞凋亡。动物实验更显示，9n（30?mg/kg）的抑瘤率较CA-4提升近10个百分点，且未出现明显毒性反应。

关键技术方法
研究采用Wittig反应构建CA-4核心骨架，通过核磁共振（¹
H/¹³
C NMR）和高分辨质谱（HR-MS）确证结构；MTT法评估体外抗增殖活性；流式细胞术检测细胞周期阻滞与凋亡；免疫印迹（Western blot）分析凋亡通路蛋白；建立HepG-2裸鼠异种移植模型验证体内疗效。

研究结果

1. 化学合成与活性筛选：通过三苯基膦介导的Wittig反应构建含肉桂酸/苯甲酸的CA-4类似物，9n在耐药细胞中活性优于阳性对照顺铂和紫杉醇。
2. 微管作用机制：9n直接结合tubulin的秋水仙碱位点，抑制微管组装（IC₅₀
   1.93?μM），并阻断HepG-2细胞G2/M期周期进程。
3. 凋亡通路解析：9n通过上调Bax/Bcl-2比值诱导线粒体膜电位崩溃，同时激活内质网应激相关蛋白PERK-eIF2α-ATF4-CHOP轴，双通路协同促凋亡。
4. 体内药效验证：9n治疗组肿瘤体积较对照组减少71.2%，病理切片显示显著坏死，且肝肾指标与空白组无统计学差异。

结论与意义
该研究首次将CA-4与肉桂酸结构杂交，创制的化合物9n不仅克服了原药的耐药性问题，还通过独特的双通路凋亡机制增强抗癌特异性。其低毒性特征（对HL-7702细胞的IC₅₀
＞80?μM）尤为突出，为开发新一代微管靶向化疗药物提供了先导化合物。国家自然科学基金资助的这项成果，标志着我国在抗肝癌药物研发领域取得重要突破。