基于氮杂黄酮衍生物的PROTAC分子设计及其抗肝细胞癌活性研究

肝癌治疗面临转移复发和耐药性等挑战，天津科技大学团队通过PROTAC（蛋白降解靶向嵌合体）技术将氮杂黄酮衍生物2–38与CRBN E3配体泊马度胺偶联，合成新型化合物2–38-III。该化合物通过激活线粒体通路和MAPK通路诱导HepG2细胞凋亡（凋亡率45.4%），在动物模型中抑制肿瘤生长达58.48%，且对正常细胞毒性低，为肝癌靶向治疗提供新策略。

　　

肝癌是全球癌症死亡的主因之一，传统治疗手段面临耐药性和副作用等瓶颈。黄酮类化合物虽具抗癌潜力，但其结构优化和靶向性仍需突破。天津科技大学研究团队创新性地将氮杂黄酮衍生物与蛋白降解技术结合，设计出能精准摧毁癌细胞的新型分子武器。

研究团队以氮杂黄酮衍生物2–38为靶蛋白配体，通过乙二醇链连接CRBN E3泛素连接酶配体泊马度胺，构建了三种PROTAC分子。其中2–38-III表现最突出：在细胞层面，它能显著抑制HepG2增殖（IC₅₀
1.2 μM）和迁移，降低线粒体膜电位(MMP)，提升活性氧(ROS)水平；在动物实验中，使肿瘤体积缩小58.48%。机制研究发现，该化合物通过激活caspase-3/9和MAPK信号通路诱导凋亡，且对正常肝细胞毒性较低。

关键技术方法
采用核磁共振(1H/13C NMR)和质谱(HRMS)表征化合物结构；通过CCK-8法检测细胞活力；流式细胞术分析凋亡；Transwell实验评估迁移能力；建立裸鼠异种移植模型评价体内药效。

合成与活性验证
通过四步反应合成关键中间体2–38，其PROTAC衍生物中，含8碳乙二醇链的2–38-III活性最佳，对HepG2的抑制活性较母体提升12倍。

作用机制解析
2–38-III通过线粒体途径诱导凋亡：激活Bax/Bcl-2通路，促使细胞色素C释放，激活caspase级联反应。同时调控p38/JNK磷酸化，双通路协同作用。

动物实验验证
在BALB/c裸鼠模型中，2–38-III（10 mg/kg）治疗组肿瘤重量较对照组降低58.48%，病理切片显示显著凋亡特征，且主要脏器未见明显毒性。

该研究首次将PROTAC技术应用于氮杂黄酮结构改造，突破传统抑制剂" occupancy-driven"的作用模式，实现"event-driven"的靶蛋白降解。2–38-III作为首个靶向肝癌的氮杂黄酮PROTAC，其低毒性和多通路协同作用特点，为克服肿瘤耐药提供新思路。论文发表于《Bioorganic Chemistry》，相关工作获国家自然科学基金（81703014）和天津市科技计划项目（20YDTPJC00950）支持。