白桦脂醇-琥珀酸衍生物的合成及抗肿瘤活性研究：基于斑马鱼异种移植模型的机制探索

本研究针对天然产物白桦脂醇(Betulin)抗肿瘤活性不足的问题，设计合成22种新型白桦脂醇-琥珀酸衍生物，通过CCK8法筛选发现化合物21对A172/HT29等癌细胞系具有显著抑制作用，其通过抑制MARK2激酶、诱导细胞凋亡和G2期阻滞发挥抗肿瘤作用，并在斑马鱼异种移植模型中验证其抑制肿瘤转移的效果，为开发新型抗肿瘤药物提供候选分子。

　　

在天然产物药物开发领域，白桦脂醇(Betulin)作为一种从桦树皮中提取的五环三萜类化合物，虽展现出广谱药理活性，但其水溶性差和抗肿瘤效力不足的问题长期制约临床应用。尽管已有研究通过C3/C28位羟基修饰开发出抗HIV药物Bevirimat，但针对肿瘤治疗的琥珀酸衍生物研究仍属空白。这一现状激发了研究团队探索结构优化策略的兴趣——能否通过琥珀酸基团引入，既改善药物理化性质，又增强其靶向抗肿瘤效应？

中国医学科学院的研究团队在《Bioorganic 》发表的研究中，系统设计合成了22种白桦脂醇-琥珀酸衍生物。研究采用多步有机合成法构建衍生物库，通过CCK8法进行体外细胞毒性筛选，结合流式细胞术分析凋亡与周期阻滞，并利用207种激酶谱筛选潜在靶点，最终通过分子对接和斑马鱼异种移植模型验证先导化合物的体内外活性。

合成与体外活性
通过三步反应将白桦脂醇转化为关键中间体Q1，再经酯化、水解等步骤构建衍生物库。体外实验显示，化合物1、3-5、7-8和21对神经胶质瘤A172、结肠癌HT29等细胞系的抑制率显著高于白桦脂醇，其中化合物21的活性最为突出，其诱导HT29细胞早期凋亡的能力甚至超越临床药物顺铂。

作用机制解析
激酶筛选实验揭示化合物21特异性抑制微管亲和调节激酶MARK2，分子对接显示其通过氢键和疏水作用与MARK2活性口袋结合。进一步机制研究表明，该化合物通过阻滞细胞周期于G2期并激活caspase级联反应诱导凋亡。

斑马鱼模型验证
在移植HT29细胞的斑马鱼模型中，化合物21显著抑制肿瘤细胞腹腔转移，病理学分析证实其能改善肿瘤细胞异型性。这种小型脊椎动物模型的高通量优势，为抗肿瘤药物筛选提供了高效平台。

结论与展望
该研究不仅证实白桦脂醇-琥珀酸衍生物（特别是化合物21）通过MARK2靶点发挥双重抗肿瘤机制，更建立了从化学合成到模式生物验证的完整研究链条。其重要意义在于：① 发现MARK2可作为三萜类化合物抗肿瘤的新靶点；② 斑马鱼模型的应用为天然产物衍生物快速评价提供范例；③ 化合物21的优异活性为后续临床前研究奠定基础。研究团队特别指出，该系列衍生物与抗HIV药物Bevirimat具有相同母核但不同药理特性，这种"一核多效"现象为天然产物结构改造提供了新思路。