线粒体靶向修饰的大黄酸(Rh-Mito)通过特异性抑制RECQL4增强抗肝癌疗效

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Phytomedicine 6.7

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  针对传统中药成分大黄酸(Rhein)因亚细胞分布分散导致抗肝癌疗效受限的问题,研究人员通过引入三苯基膦(TPP)基团设计出线粒体靶向衍生物Rh-Mito。该研究证实Rh-Mito能特异性富集于线粒体,通过抑制RECQL4蛋白破坏mtDNA修复、改变线粒体嵴形态并诱导细胞凋亡,显著提升抗肿瘤效果,为天然药物靶向修饰提供了新范式。

  

在肝癌治疗领域,传统中药活性成分因其多靶点特性常面临亚细胞分布不可控的困境。以大黄酸(Rhein)为例,这种存在于多种中药的蒽醌类化合物虽能通过抑制肿瘤细胞增殖、诱导凋亡等机制发挥抗肝癌作用,却因在溶酶体、内质网等多器官elle的分散分布导致有效浓度不足。更关键的是,Rhein的刚性三环结构造成水溶性差、生物利用度低,使其临床疗效大打折扣。与此同时,研究显示DNA解旋酶RECQL4在肝癌细胞中异常高表达,不仅参与核DNA损伤修复,还定位于线粒体调控mtDNA稳定性,成为潜在治疗靶点。如何将药物精准递送至线粒体这一"细胞能量工厂"兼"凋亡控制中心",成为提升疗效的关键突破口。

山东大学等机构的研究团队创新性地提出"蛋白-细胞器双层次"药物设计策略,通过将线粒体靶向基团三苯基膦(TPP)与Rhein偶联,构建出新型化合物Rh-Mito。研究证实,这种改造使药物在保留RECQL4抑制能力的同时,实现线粒体特异性富集,通过破坏线粒体嵴结构、阻断mtDNA修复通路,显著增强肝癌细胞凋亡诱导效果。该成果发表于《Phytomedicine》,为中药活性成分的精准改造提供了范例。

研究采用以下关键技术:1) 基于RECQL4抑制剂AG650的结构相似性设计TPP-Rhein偶联物;2) 荧光共定位技术追踪Rh-Mito的亚细胞分布;3) 透射电镜观察线粒体嵴形态变化;4) 流式细胞术检测细胞凋亡率;5) 划痕实验评估肿瘤细胞迁移抑制。实验选用SNU398肝癌细胞系,通过Mitotracker/ LysoTracker双染色验证靶向效率。

【结果】
背景:RECQL4在肝癌组织高表达且与不良预后相关,其线粒体定位提示靶向干预价值。
目的:突破传统药物仅优化蛋白互作的局限,实现细胞器与蛋白的双重靶向。
方法:TPP修饰使Rh-Mito跨膜电位依赖性富集于线粒体,浓度较Rhein提升3.2倍。
结果:Rh-Mito通过抑制RECQL4致mtDNA损伤,诱导线粒体嵴断裂和Ca2+
/细胞色素c释放,凋亡率达68.7%(Rhein仅41.2%)。
结论:细胞器靶向策略显著提升药物效能,为中药现代化提供新思路。

该研究首次将亚细胞分布调控理念融入中药活性成分改造,证实线粒体靶向可放大Rhein的RECQL4抑制效应。通过诱导线粒体膜电位崩溃和DNA修复缺陷,Rh-Mito实现"一石三鸟":增强药物蓄积、强化靶点作用、激活凋亡通路。这种"定位+功能"双优化策略,不仅解决了天然产物分布分散的共性难题,更为克服化疗耐药提供了新方向。作者团队特别指出,TPP修饰策略可推广至其他含羧基中药成分,其模块化设计思路具有普适价值。未来研究将探索RECQL4突变体对药物敏感性的影响,以及该策略在肿瘤干细胞清除中的应用潜力。

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